为了唤醒沉睡的资源
——中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所破解难选磁铁矿分选瓶颈纪实

　　“矿区内品位低于15%的2000万吨难选矿资源得到了充分合理利用，生产能力提高了5%~30%，带动资源综合利用率提高了10%，选矿回收率达85%，年增经济效益3500万元……”4月21日，在全国矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广应用经验交流会上，作为2012年度矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广项目，紫金矿业新疆金宝矿业有限公司铁矿选厂所采用的磁场筛选法分选工艺，实现了铁精矿粗细分级精选，得到了与会代表的充分肯定。
　　而这只不过是中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所（下简称“郑州综合所”）磁团聚技术研发课题组，在复杂、细粒、难选磁铁矿分选设备研发中的成功案例之一。

　　搞研发，深化分选机理过程研究
　　据了解，我国贫、细、杂难选磁铁矿资源量上百亿吨。如何让这部分资源重见天日，成为一道绕不过去的坎儿。而磁团聚理论及在此理论上衍生的系列分选设备给磁铁矿的分选领域带来了巨大的工艺变革。多年来，郑州综合所磁团聚技术研发课题组围绕这一难题进行了潜心攻关。
　　“新型设备的研发，其分选机理的先进性和实用性至关重要。而在磁铁矿分选过程中，磁铁矿团聚现象是经常存在的。”毕业于武汉理工大学矿物加工专业的选冶装备研究室主任张颖新介绍说，磁团聚效应在实际生产过程中有利也有弊，在以水为介质的分选过程中，细粒磁铁矿颗粒如果没有磁团聚的影响将被矿浆带走，进而影响铁矿物的回收率，导致金属流失；而在分级、过滤作业中，由于磁团聚的存在，造成分级效率低下、过滤精矿中含水偏高等。
　　事实上，早在1978年，当时的郑州综合所王成学教授在鄂西鲕状赤铁矿选矿攻关中发现，采用传统磁选法由于受分选原理所限，磁性物的富集受磁场力直接吸引，造成精矿对连生体夹杂严重，影响了精矿质量。要提高精矿品位就必须细磨至连生体解离为止，这样做精矿质量是上去了，可是产量又下来了。
　　为攻克这道难关，王成学突破传统磁选法中磁性物的富集必须使磁场力大于重力与其他阻力合力的理论框架，首次提出一种能够不受磁场力直接引力而富集的磁性分离方法，即磁团聚重选法。新方法由于能有效排除连生体，可以在粗磨情况下，将嵌布较粗的已解离的磁铁矿及早转入精矿，从而达到优质、增产的效果，这是选矿领域的重大突破。
　　上世纪80年代中期，他带领课题组与首钢矿业公司成功研制磁团聚重力选矿机，并于1985年底在首钢大石河、水厂两个选矿厂22个选矿系列全面推广磁团聚重选新工艺。因此，该项技术获得国家科技进步一等奖。以磁团聚为理论基础的分选设备引起了我国磁铁矿分选领域一次大规模的工艺变革，该类设备解决了弱磁筒式磁选机无法解决的脉石夹杂问题，大大提高了磁铁矿精矿品位和铁元素的回收率。而磁团聚重力选矿机是由磁团聚理论衍生的第一代产品，在此基础上以“团聚-分散-团聚”的分选过程衍生了磁选柱、磁选环柱、电磁螺旋柱和电磁淘洗机等，以上均是在水介质环境中的团聚后流态化分级过程。
　　1994年，郑州综合所开始研究新一代以磁团聚为基础的分选方法——磁场筛选法。磁场筛选法的分选过程是在水介质环境中的团聚后筛分选别，其分选原理更为先进。利用磁团聚基础理论，郑州综合所磁团聚技术研发课题组经过分析研究还将其应用于磁性物的旋流分级领域，通过外加磁场的作用使磁铁矿形成较原粒级大数倍的磁团聚体，在离心力场中由于团聚体的粒度组成及比重的差异最终形成旋流分级及旋流重选，通过磁团聚效应强化了对磁性铁矿物的回收。该项技术的实施也为磁铁矿粗选分级作业提供了更为高效的装备，目前该技术已被列入地质矿产评价调查项目。

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