鐵礦石是我國鋼鐵工業的保障性資源，屬國家重大戰略需求。我國貧雜鐵礦石儲量豐富，僅鞍山地區此類礦石就高達200億噸左右，然而採用常規的選礦技術無法實現有效利用，造成嚴重資源浪費和環境汙染。如何攻破貧雜鐵礦高效利用技術難題已成為將鞍山資源優勢轉化為產業優勢的瓶頸和保障我國鐵礦資源安全的重大科技工程。
日前，榮獲2019年國家科技進步二等獎的"貧雜鐵礦石資源化利用關鍵技術集成與工業示範"項目，在東北大學、鞍鋼集團礦業有限公司、河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司的共同攻關下，成功破解了國際公認的含碳酸鹽鐵礦石和極貧赤鐵礦石資源化利用的技術難題，形成一批具有世界領先水平的核心技術：
（1）創建了貧雜鐵礦石"固-固罩蓋界面調控"等基礎理論。首次探明含碳酸鹽鐵礦石難以分選的本質原因是菱鐵礦、鐵白雲石與赤鐵礦、石英之間的交互影響與吸附罩蓋，創建了"固-固罩蓋界面調控"浮選理論體系；提出了導磁捕獲載體與顆粒集群物性特徵深度匹配的粗粒預選新思路；闡明瞭氧化礦浮選藥劑極性基與礦物表面氫鍵吸附的重要作用，創造性地提出了鐵礦石浮選藥劑"氫鍵耦合多基團協同"的分子結構設計新理論。
（2）發明了含碳酸鹽鐵礦石"分步分散協同浮選"新技術。基於"固-固罩蓋界面調控"浮選理論體系和"分流分速"理念，利用菱鐵礦、鐵白雲石與赤鐵礦和石英可浮性差異，第一步通過正浮選捕收菱鐵礦和鐵白雲石，消除其對赤鐵礦、石英的吸附罩蓋和交互影響;第二步企業微信反浮選實現赤鐵礦與石英的分離。採用強化分散與新型捕收劑協同處理分步浮選中礦(正浮選泡沫)，使其得到有效利用。建成了300萬噸/年的分步浮選示範工程，實現了含碳酸鹽鐵礦石的開發利用。
鞍鋼礦業東鞍山燒結廠分步浮選生產現場
（3）發明了極貧赤鐵礦石"粗粒溼式強磁預選"新技術。針對鞍山式極貧赤鐵礦品位極低(TFe<20%)、結晶粒度微細、礦物組成複雜的特點，建立了以磁介質特徵參數優化為目標的梯級感應磁場調控機制，形成了基於物料粒度特徵與分選空間和介質體系幾何參數相適應的粗粒溼式強磁預選新技術，建成了450萬噸/年的極貧赤鐵礦資源化利用示範工程，獲得了合格鐵精礦和建築用砂，實現了過去作為廢石排棄的極貧赤鐵礦資源化利用。
（4）發明了貧雜鐵礦石高效分離協同組合浮選藥劑體系。基於"氫鍵耦合多基團協同"理論，研發了不同極性基和非極性基的基團接枝及分子組裝技術，研製出常溫高溶解性新型石英捕收劑和高選擇性鐵礦物抑制劑，形成了鐵礦石高效分離協同組合浮選藥劑體系，實現了鐵礦石的常溫高效反浮選，浮選尾礦鐵品位降低2.3個百分點以上，浮選溫度降低10C以上，實現了節能減排。
項目成果成功開闢了資源高效率開發利用的新途徑，對於引領我國鐵礦行業技術進步，提升資源高質量利用能力、資源接續保障能力和市場風險防範能力，保障我國資源安全都具有重要意義。近三年利用該項目技術累計新增直接經濟效益26.57億元，減少固廢堆存2400萬噸，減排二氧化碳17.85萬噸。
採編 王一心
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