我国极贫磁铁矿高效利用技术取得关键突破

9月25日，这项集成技术获中国宝武技术创新重大成果一等奖，这在马钢矿业史上尚属首次。从立项研发到成功应用历时三年，项目自2023年11月在华东地区规模最大的选厂——凹山选矿厂实施以来，完全实现了产线全流程节能减排与碳中和。其中，采选能耗下降14%，选比下降55%，金属回收率提升2.82%，每年多收优质铁精矿6.39万吨；介质消耗下降7.8%，噪音下降18分贝以上，产线完成100%智能集控，其环境效益与社会效益巨大。

我国铁矿石资源储备虽然数量大，但禀赋差，且长期依赖进口。要满足国家战略需求，就必须解决行业“痛点”。目前，加工处理极贫磁铁矿已成为我国冶金矿山面临的全行业难题。国家“十四五”原材料工业发展规划明确提出“要加强低品位难选冶铁矿资源利用的技术攻关”，国家《钢铁行业碳达峰实施方案》更将“极品磁铁矿高效分选”，列为重点突破领域，要求2025年底前铁精矿单位产品能耗下降8%。有着60年历史的南山矿凹山选矿厂历经三个不同采场的矿源转换，矿源性质变化很大。一是矿石性质贫细杂，低品位与嵌布粒度细，导致现行生产流程“三段一闭路破碎+阶段磨选”工艺复杂；二是高能耗与成本压力大，碎矿与磨矿能耗过高，吨原矿电耗居高不下；三是尾矿处理与环保挑战，尾矿量大且利用率低，极贫矿选后尾矿量甚至达到原矿的80%～90%；四是分选技术存在“瓶颈”，受磁选抛废技术的局限，对极贫矿分选精度不足，金属回收率低；五是传统大型球磨机为了满足满载启动、检修盘车的特殊工况要求，均需配备离合器、慢驱等系统组件，传动效率低，有用功转化率不高，噪音污染严重（＞92dB），磨矿介质消耗量过大。

 为积极响应国家“双碳”政策，按照国家战略规划和高质量发展的要求，南山矿技术专家沈远海、胡诚团队立足实际，在宝武资源和马钢矿业的大力支持下，瞄准行业高标准，全力研发以“多碎少磨、低碳高效”为核心目标的极贫磁铁矿高效利用关键技术，以实现极贫矿加工处理生产工艺的节能、稳质和环保升级。“极贫磁铁矿高效利用关键技术研发与工业应用”主要涵盖以下内容：一是智能挤满给矿控制。改造圆锥破碎机控制系统，通过S7-1200 PLC与雷达料位计联动，实现破碎腔料位实时监测与自动调节；二是永磁直驱磨矿系统。采用低速大转矩永磁电机+球磨机直接驱动替代传统8组件系统，提升传动效率；三是球磨机轻量化组合。以轻量化的陶瓷球替代钢球，轻量化的磁性镀层取代锰钢衬板，降低磨机自重和磨矿介质重量；四是陶瓷立磨节能技术。以更低密度的陶瓷球替代钢球减轻立磨机内混合矿浆流体的密度，节约驱动螺旋提升所需能耗，配定量钢球解决难磨粒子，保障磨矿效果。 五是高效分选优化指标。采用铁氧体－稀土复合磁系设计、矿浆流智能布料器和卸矿自流水幕系统，以取得高效分选的效果。

“极贫磁铁矿高效利用关键技术研发与工业应用”工程量浩大，基本涉及行业六大关键技术及核心指标，在国内率先完成，与国际矿山水平相比，均处于领先地位。三年来，沈远海、胡诚技术团队克服一切困难，通过工艺升级和装备进步，攻克了困扰凹选厂数十年存在的“一低三高一长”（品位低、成本高、能耗高、选比高、流程长）难题。项目科技含量极高，仅技术研发就包括专利技术和秘密24件。其中，14件国家发明专利、1件国际专利、5件实用新型专利和4件技术秘密。

目前，凹选厂碎磨综合电耗从23.18kWh/t降至20.25kWh/t，年节电2168万度；产能与质量实现双提升，球磨机台时能力从290吨/小时提升至315吨/小时，增幅7.94%； 精矿品位稳定在64.0%以上；尾矿资源分离出砂石骨料的建材产品利用率从38.29%提升至60.14%；在环保与成本优化上，球磨机噪音降低至71dB以下，钢球消耗量减少8%～10%，衬板寿命延长4～6倍，年维护成本下降30%。据悉，自2024年以来，国家冶金工业局科技中心、长沙矿业研究院、首钢集团、江西理工大等30多家单位顶尖的专家和技术团队先后莅临现场进行考察。

国家冶金工业局信息标准研究院认定，该项目因技术国产化（复合磁系、智能控制系统替代进口设备），产业延伸化（纳米陶瓷球、钕铁硼磁材推动新材料产业），生产绿色化（助力选厂达到《绿色矿山建设规范二级标准》），值得在全国模块化推广。