J太钢-超大规模微细粒复杂难选红磁混合铁矿-中国钢铁工业协会

1、推荐2017年度国家科技进步奖项目公示一、项目名称超大规模微细粒复杂难选红磁混合铁矿选矿技术开发及工业化应用二、推荐单位意见微细粒红磁混合铁矿在我国储量约60亿吨，此类矿物中铁矿物和脉石矿物种类多、可浮性差异小，选矿难度大，长期得不到工业利用。为缓解国内铁矿石资源紧缺，太钢联合国内相关单位经过八年技术开发和研究，在微细粒红磁混合铁矿选矿技术及装备集成创新方面取得重大突破：自主开发的矿石利用界定标准体系、多因素多目标采场配矿数学模型、半自磨-球磨-再磨高效短流程、耐泥耐低温高选择性新型铁矿捕收剂、浓缩-溢流澄清-深度净化三级水处理等一系列生产工艺技术，并通过装备高效集成创新，解决了微细粒磨矿、分

2、级、选别、浓缩等一系列工业应用难题。该项目建成了亚洲规模最大的2200万t/a红磁混合铁矿特大型选矿厂，在最终磨矿粒度P8028m的条件下，获得了铁精矿TFe品位65.16%、SiO2含量3.24%、金属回收率73.04%的优异指标。本技术应用以来，精矿产量达2468万t，新增利润14.75亿元，经济效益巨大。该项目获授权专利41件，其中发明专利25件，发表论文30余篇，制定2项企业标准。该项目总体技术达到国际领先水平，是微细粒铁矿石选矿技术的重大突破；袁家村铁矿大型高效流程及装备集成技术为我国特大型选厂的建设提供了宝贵的经验。该项目内容真实、符合填写要求，申报经各单位协商同意，完成单位、完成

3、人排序无异议，我会已按要求公示无异议，特推荐国家科学技术进步一等奖。三、项目简介钢铁作为我国工业化进程中不可替代的结构性、功能性材料，其消耗量占金属总消耗量的95%。国内铁矿石“贫、细、杂、散”的资源现状和利用水平远不能满足工业化进程的需要。随着我国重工业迅猛发展、钢材消耗量急剧增长，铁矿石对外依存度迅速上升到86.8%，矿价同步失控，国内钢铁企业利润空间被挤占殆尽。因此依靠技术进步，高效低成本清洁利用我国铁矿石资源，对促进我国钢铁工业清洁生产和健康发展、保障社会安全及国家经济安全有重大的意义。袁家村铁矿是我国复杂难选铁矿石的典型代表，储量巨大，相对于鞍山式磁(赤)铁石英岩，具有矿物组分复杂，

4、矿体中有大量与铁矿物的物理、化学性质极其接近导致难以与铁矿物分选的含铁硅酸盐(绿泥石、角闪石等)矿物共生，且铁矿物嵌布粒度极细的难利用特点。自1958年袁家村铁矿被发现后，国家先后组织了五次全国性的选矿技术攻关，均因存在难以克服的选矿技术问题而一直没有开发利用。本项目以袁家村新建2200万吨/年选矿厂为依托，在国家“十一五”科技攻关计划(2006BAB02A04)和国家发改委重大产业技术开发项目(发改办高技2009606号文件)支撑下，进行“产、学、研”联合攻关，形成了如下关键技术：1.自主开发了“矿体+矿类+条带+品位+含铁硅酸盐矿物”多因素采配样技术，分矿体分条带分层级开展工艺矿物研究，创

5、建了矿石利用界定的全新标准体系，建立了多因素多目标采场配矿数学模型，实现了多矿体多矿石类型复杂难选呆滞资源的高效工业化利用。2.大型工艺装备设计及集成创新，成功应用了半自磨-球磨-再磨高效短流程，开发了一整套大型磨机磨矿分级生产实用技术，实现了大型磨机微细粒高硬度铁矿石的高效碎磨，降低了磨矿加工成本。3.研发了耐泥、耐低温、高选择性的新型铁矿反浮选捕收剂，实现了铁矿物与以斜绿泥石为主的含铁硅酸盐的矿物的高效分离，提高了微细粒铁精矿回收率，降低了浮选工序成本。4.自主开发了浓缩-溢流澄清-深度净化三级水处理技术及中矿浓缩控制技术，解决了微细粒红磁混合矿浓缩水质、水系统平衡、浓密机提耙等制约生产的

6、技术难题。本项目拥有完全自主知识产权，授权专利41件，其中发明专利25件，发表论文30余篇，制定了2项企业标准，获得2014年冶金科学技术特等奖、2015年山西省科学技术一等奖。该项目的开发与应用，形成了一整套微细粒红磁混合铁矿高效选矿系统工程技术，实现了该类铁矿石选矿技术水平的历史性突破，使呆滞资源得到大规模开发利用；实现了精矿TFe品位65.16、金属回收率73.04的优异指标，新增利润14.75亿元，经专家委员会鉴定，总体技术达到国际领先水平。该项目的开发为此类资源的工业开发利用提供了示范效应，对大型高效流程及装备集成技术进一步提高行业规范和标准提供了升级平台，标志着我国选矿技术达到国际

7、领先水平。四、客观评价1.验收意见2011年4月国家科技部组织的“十一五”科技支撑计划项目验收结论：地质、工艺矿物学研究和选矿试验有机结合，开发出适合各类型矿的工艺流程；研制出新型高效选矿药剂；对不同类型的矿石开展磨矿和高效分级试验并取得良好效果；开发研制出新型磁场强度达到1.8T的组合型强磁选机等，课题研究成果整体达到国际领先水平。2.鉴定结论2007年11月，山西省科技厅组织对太钢袁家村铁矿选矿技术研究项目进行成果鉴定，孙传尧院士担任鉴定委员会主任，经专家鉴定，一致认为该项成果整体研究水平居国际领先水平。2014年2月，山西省科技厅组织对微细粒复杂难选红磁混合铁矿选矿技术开发及2200万t

8、/a装备集成项目进行成果鉴定，余永富院士担任鉴定委员会主任，经专家鉴定，一致认为该项成果总体技术达到国际领先水平。3.国内外重要科技奖励序号类别评价单位时间1冶金科学技术奖特等奖中国钢铁工业协会中国金属学会2014年8月2山西省科学技术奖一等奖山西省2015年11月4.查新检索结论由山西省科学技术情报研究所出具的科技查新报告表明，采用分矿体分矿石类型进行的采样方法，将矿石类型细分、将采样与选矿试验结合，开发出适合微细粒复杂难选红磁混合铁矿的多矿石类型、长寿命周期内的宽适应性弱磁-强磁-中矿浓缩-反浮选选矿工艺流程技术，年处理铁矿2200万吨的半自磨(10.365.49m)一段球磨(7.3212

9、.5m)二段球磨(7.3211.28m)-160浮选机的大型化装备集成，自主开发的浓缩-溢流澄清-超滤三级水处理工艺技术等具有新颖性。五、推广应用情况本项目开发了一套适用于微细粒复杂难选红磁混合贫铁矿高效利用的选矿技术，建成了亚洲规模最大的红磁混合矿选矿厂，经过四年多的生产证明：所采用的选矿工艺以及碎磨流程科学合理，选矿装备高效可靠，能够适应当期矿石入选，工艺技术指标及产品质量指标稳定受控，半自磨处理量已达950t/台.h以上，精矿TFe品位达65.16%以上，精矿SiO2含量达3.24%，金属回收率达73.04%。生产的精矿粉一部分用于生产球团矿，剩余精矿粉用于烧结，铁精矿粉和球团矿分别供山

10、西太钢不锈钢股份有限公司炼铁厂、山西新临钢钢铁有限公司、中阳钢铁有限公司，太钢原料的自给率由原来的45.77%实现了完全自给。截止2016年累计生产铁精矿粉共2468.92万t，其中供给太钢炼铁厂铁精矿粉1341.71万t，球团矿738.19万t(折合铁精矿738.19万t)，供给山西临钢使用的铁精矿粉56.79万t，球团矿68.55万t(折合铁精矿68.55万t)，供给中阳钢铁使用的铁精矿粉225.51万t，产品质量合格率100%，完全可以满足烧结工艺要求，烧结矿转鼓强度达到82%以上，品位达64.5%以上，是优质的炼铁原料，为炼铁厂以及临钢创造了巨大的经济效益，获得用户的一致好评。授权专利

11、41件，其中发明专利25件，发表论文30余篇，技术成果已全部应用于项目的建设和生产中。目前袁家村铁矿已达产，铁精矿年产量可达740万t，精矿TFe品位65%。本项目的实施实现了我国微细粒铁矿石选矿技术的历史性突破，对此类呆滞资源开发利用具有示范效应；2200万t/a大型高效流程及装备集成技术为我国特大型选厂的建设提供了完整的工作流程体系和工艺技术指标体系，具有广阔的推广应用前景。六、主要知识产权证明目录：序号知识产权类别知识产权具体名称国家地区授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态1发明专利一种磁赤混合铁矿的选矿方法中国ZL201310335146.72016年5月11日20669

12、80长沙矿冶研究院有限责任公司陈雯、严小虎、唐雪峰有效专利2发明专利高效回收微细粒矿物的浮选机中国ZL201010192809.02012年11月14日1081280长沙矿冶研究院有限责任公司黄光耀、陈雯、谢建国有效专利3发明专利选择性絮凝脱泥选矿工艺产出泥浆的处理方法及选择性絮凝脱泥选矿工艺中国ZL201310235194.92015年5月20日1670977长沙矿冶研究院有限责任公司陈雯、严小虎、唐雪峰有效专利4发明专利卧式磨机通用的波形衬板中国ZL201210150605.X2014年2月12日1345749长沙矿冶研究院有限责任公司邱仰止、陈雯、谢建国有效专利5发明专利球磨机带式加球地

13、下给球装置中国ZL201110169087.12012年10月3日1055697中冶北方工程技术有限公司李国洲、魏兵团有效专利6发明专利膏体状药剂电加热及药剂搅拌系统中国ZL201310568624.92015年12月9月1875500中冶北方工程技术有限公司李国洲、魏兵团、王晓薇有效专利7发明专利设在半自磨机与振动筛之间的电动矿浆换向给料装置中国ZL201110169062.12014年7月16日1444722中冶北方工程技术有限公司李国洲、魏兵团有效专利8发明专利用于球磨机上的排渣装置中国ZL201210348364.X2014年3月19日1364334中冶北方工程技术有限公司李国洲、段伟

14、伟、魏兵团有效专利9实用新型专利一种新型大块矿石储取料技术中国ZL201620090950.22016年8月31日5498275太原钢铁(集团)有限公司米子军、王永章、李贤等有效专利10实用新型专利一种自动给磨机添加磨矿介质的装置中国ZL201420095161.92014年8月27日3770394太原钢铁(集团)有限公司米子军、李贤、李煊生等有效专利11实用新型专利一种防止高温浮选矿浆回流的装置中国ZL201420082964.02014年10月22日3865322太原钢铁(集团)有限公司李煊生、赵宏如等有效专利12实用新型专利振动筛用均匀布料装置中国ZL201120212411.92012

15、年1月18日2081343中冶北方工程技术有限公司李国洲、魏兵团、冯江有效专利13实用新型专利一种适用于浮选系统的高效消泡装置中国ZL201420082963.62014年7月30日3717362太原钢铁(集团)有限公司李煊生、姚进青等有效专利14发明专利一种高效浓密机驱动头与浓密机中心支柱的安装方法中国ZL201410089154.22016年6月22日2117114太原钢铁(集团)有限公司周金华、李煊生等有效专利15实用新型专利一种浓缩机自稀释系统中国ZL201320720730.X2013年11月15日3523421中冶北方工程技术有限公司李国洲、杨海龙、魏兵团有效专利七、主要完成人情况

16、：姓名排名行政职务技术职称工作单位完成单位对成果创造性贡献米子军1总工程师教授级高工太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司技术路线确定、工业化应用陈 雯2所长教授级高工长沙矿冶研究院有限责任公司长沙矿冶研究院有限责任公司选矿技术、药剂与矿物作用机理研究马法成3副经理高级工程师太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司装备集成、工业化应用王永章4总工程师高级工程师太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司选矿试验设计、工业化应用魏兵团5科员教授级高工中冶北方(大连)工程技术有限公司中冶北方(大连)工程技术有限公司选矿流程设计、设备选型白 俊6副经理高级工程师太原钢铁(集团)

17、有限公司太原钢铁(集团)有限公司多因素配矿技术王继光7工会主席高级会计师太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司工业化应用秦同文8技术专家教授级高工太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司微细粒选矿技术 罗良飞9科员高级工程师长沙矿冶研究院有限责任公司长沙矿冶研究院有限责任公司微细粒选矿技术周 育10副主任教授级高工中冶北方(大连)工程技术有限公司中冶北方(大连)工程技术有限公司采选总设计、采配样技术韩良德11副总工程师高级工程师太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司分矿体矿物研究王钢平12副经理高级工程师太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司大型装备集成严

18、小虎13主任教授级高工长沙矿冶研究院有限责任公司长沙矿冶研究院有限责任公司选矿试验陈箭翔14副经理高级工程师太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司磨机优化选型王洪俊15副总经理教授级高工中冶北方(大连)工程技术有限公司中冶北方(大连)工程技术有限公司选矿设计、装备集成八、主要完成单位及创新推广贡献(按单位排序写)：1.太原钢铁(集团)有限公司太原钢铁(集团)有限公司是本项目应用开发的主持、组织及工业生产应用单位，组织试验研究、工程设计、施工建设及工业调试，为项目的研究、开发和工业应用提供了强有力的技术和经济支持，自主开发了“矿体+矿类+品位+含铁硅酸盐矿物”多因素采配样技术和弱磁-强

19、磁-“跨越式返回”反浮选工艺，创造性地解决了铁矿物和脉石矿物种类多、铁矿物嵌布粒度微细、铁矿物与脉石矿物可浮性差异小、原生和次生矿泥含量高等影响浮选分离的技术难题，盘活了呆滞资源；浓缩-溢流澄清-超滤三级水处理技术、中矿浓缩控制技术和2200万t/a选矿厂大型高效装备集成技术填补了国际空白，解决了微细粒磨矿、分级、选别、浓缩等一系列工业应用难题，在最终磨矿粒度P8028m的条件下，获得了铁精矿TFe品位65.16、SiO2含量3.24%、金属回收率73.04的优异指标，处于国际领先水平，经济效益和社会效益巨大。袁家村铁矿的成功开发实现了我国微细粒铁矿石选矿技术的历史性突破，对此类呆滞资源开发利

20、用具有示范效应；2200万t/a大型高效流程及装备集成技术为进一步提高行业的规范和标准提供了升级平台，标志着我国选矿技术达到国际领先水平。2.长沙矿冶研究院有限责任公司作为选矿技术研究单位，参加完成了矿体内所有类型矿石的选矿探索试验、详细的实验室小型试验、扩大连续试验和工业调试。完成上述工作的过程中，查明了区内主要矿物的矿物组成和储量，矿石结构、构造，铁矿物与各种脉石矿物的相互关系，鉴定区内影响选矿的主要脉石矿物为石英、绿泥石，其次为角闪石，完成选择性磨矿-精确分级技术开发，完成装配球理论计算。通过测定及计算确定影响浮选的主要脉石矿物为斜绿泥石，并确定其分子式和晶体结构，结合主要脉石矿物石英和

21、绿泥石的本征特点，研究药剂与矿物表面的作用机理，通过分子设计，开发出适合袁家村铁矿选矿特点的高效环保节能药剂。开发出适用于微细粒铁矿的具有铠装磁系的多梯度强磁设备，在扩大试验中与当时工业上应用的同类设备选矿效果相比，磁选粗精矿品位提高57%个百分点，回收率提高8%个百分点以上。与项目负责单位及合作单位一起，完成了浮选动力学研究，在强化矿化与提高浮选速度方面做了重要工作，为浮选设备选型提供了理论依据。完成本项目工作后，在国内外几十家企业推广应用，并取得巨大经济效益。3.中冶北方(大连)工程技术有限公司中冶北方(大连)工程技术有限公司负责研发成果转化工作。主要在基于选矿试验的基础上，完成本项目的可行性研究、流程试验验证、工艺设计以及施工图设计工作，为成果的应用提供了强有力的技术支持。4.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司负责本项目的探索性试验研究工作，完成试验样品的岩矿分析、理