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国家科技进步奖:“点石成金”,开辟贫杂铁矿石利用新途径!
  • 发布时间:2020-02-29
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  • 铁矿石是中国钢铁工业的保障性资源,是国家的重大战略需求。中国丰富而贫乏的各种铁矿石储量。仅鞍山就有大约200亿吨这样的矿石。然而,传统的选矿技术不能得到有效利用,导致资源的严重浪费和环境污染。如何突破贫杂铁矿高效利用的技术难题,已成为鞍山资源优势转化为产业优势的瓶颈,也是保障我国铁矿资源安全的重大科技工程。

    近日,获得2019年国家科技进步奖二等奖的“贫杂铁矿石资源化关键技术集成及产业化示范”项目,在东北大学、鞍钢集团矿业有限公司、河北钢铁集团滦县四甲营铁矿有限公司的共同努力下,成功解决了国际公认的含碳酸盐铁矿石和极贫赤铁矿资源化的技术难题,形成了一批具有世界领先水平的核心技术。

    (1)基础理论,如贫铁矿石和杂铁矿石的“固-固覆盖界面调节”已经形成。首次证明了含碳酸盐铁矿石难以分离的根本原因是菱铁矿、铁白云石、赤铁矿和应时与吸附盖层的相互作用,建立了“固-固盖层界面调节”的浮选理论体系。提出了一种基于磁导捕获载体与粒子簇物理性质深度匹配的粗粒子预选新思想。阐明了氧化矿石浮选药剂极性基团与矿物表面之间氢键吸附的重要作用,创造性地提出了铁矿石浮选药剂“氢键耦合多基团配位”的新分子结构设计理论。

    (2)发明了含碳酸盐铁矿石“分步分散协同浮选”新工艺。基于“固-固覆盖界面调节”的浮选理论体系和“分流和分流速度”的概念,利用菱铁矿、铁白云石、赤铁矿和应时的浮选差异,第一步是通过直接浮选收集菱铁矿和铁白云石,消除它们的吸附覆盖和对赤铁矿和应时的交互作用。第二步是微信的反浮选,从应时分离赤铁矿。为了有效利用中矿(正浮选泡沫),采用强化分散和新型捕收剂分步浮选中矿。完成了300万吨/年的分步浮选示范工程,实现了含碳酸盐铁矿石的开发利用。

    鞍钢矿业东鞍山烧结厂分阶段浮选生产现场

    (3)针对极贫赤铁矿,发明了“粗湿强磁预选”新工艺。针对鞍山式极贫赤铁矿极低品位(TFe

    (4))的特点,发明了一种贫杂铁矿石高效分离协同组合浮选药剂体系。基于氢键耦合和多基团配位理论,发展了不同极性基团和非极性基团的基团接枝和分子组装技术。研制了一种新型室温高溶解度应时捕收剂和一种高选择性铁矿物抑制剂。形成了一套高效的铁矿石分离与配位组合浮选药剂体系。实现了铁矿石常温高效反浮选。浮选尾矿铁品位降低2.3个百分点以上,浮选温度降低10℃以上,实现了节能减排。

    项目的成功为资源的高效开发利用开辟了新的途径,对引领中国铁矿石行业技术进步、提高资源的优质利用能力、确保资源的连续性和防范市场风险的能力、确保中国资源的安全具有重要意义。三年来,该项目技术直接经济效益增加26.57亿元,固体废物贮存量减少2400万吨,二氧化碳排放量减少17.85万吨。

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    社论|王奕心

    排版|邱丹丹

    审计|于蕾邱丹丹

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