山勢(shì)綿延，寶藏深埋。在晉西北呂梁山深處，鑲嵌著一顆代表著現(xiàn)代化礦山的工業(yè)明珠，它就是國(guó)內(nèi)乃至亞洲規(guī)模最大、工藝技術(shù)裝備最先進(jìn)的微細(xì)粒紅磁混合采選燒聯(lián)合冶金礦山——太鋼袁家村鐵礦。

鋼鐵，這種工業(yè)化進(jìn)程中不可替代的結(jié)構(gòu)性、功能性材料，其消耗量約占工業(yè)金屬總消耗量的95%。隨著鋼鐵產(chǎn)量的急劇增長(zhǎng)，我國(guó)鐵礦石對(duì)外依存度升高。太鋼作為我國(guó)特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)和全球產(chǎn)能最大、工藝技術(shù)裝備最先進(jìn)的不銹鋼領(lǐng)軍企業(yè)，鐵原料需求量巨大。早前，其生產(chǎn)原料主要依賴(lài)進(jìn)口，袁家村鐵礦建成之后，滿(mǎn)足了太鋼對(duì)優(yōu)質(zhì)、可靠、低成本的鐵原料的需求，實(shí)現(xiàn)了鐵原料百分百自給。

過(guò)去歷史難忘，如今碩果累累。袁家村鐵礦作為復(fù)雜難選鐵礦的典型代表之一，1958年被國(guó)家勘探發(fā)現(xiàn)時(shí)因技術(shù)原因無(wú)力開(kāi)發(fā)，而今，它已被建成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流的現(xiàn)代化美麗礦山。追根溯源，高新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，拔得功勞頭籌。4月中旬，記者踏上這片神奇的紅土地，開(kāi)啟工業(yè)新技術(shù)探索之旅。

創(chuàng)新選別技術(shù)實(shí)現(xiàn)歷史突破——微細(xì)粒復(fù)雜難選選礦技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白

作為國(guó)內(nèi)第一個(gè)建成的2000萬(wàn)噸級(jí)微細(xì)粒紅磁混合采選燒聯(lián)合冶金礦山，袁家村鐵礦在沉寂半個(gè)世紀(jì)后終于被喚醒，其中尤其值得關(guān)注的是，為冶金行業(yè)帶來(lái)福音的微細(xì)粒復(fù)雜難選選礦技術(shù)。

“袁家村鐵礦礦石嵌布粒度比面粉顆粒還小，是世界上極難選鐵礦類(lèi)型之一。”太鋼袁家村鐵礦黨委書(shū)記、經(jīng)理王永章對(duì)記者說(shuō)，袁家村鐵礦儲(chǔ)量超過(guò)12.5億噸，但其礦物組成非常復(fù)雜，且礦物粒度極細(xì)，一直以來(lái)如何選出精礦粉是限制其開(kāi)采的難題。

針對(duì)袁家村鐵礦礦物復(fù)雜、微細(xì)、難選的狀況，技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)不斷突破礦體復(fù)雜難選的認(rèn)知；在磨礦、分級(jí)、選別、脫水及水處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新；實(shí)現(xiàn)高效低成本清潔生產(chǎn)……在歷時(shí)8年多的探索和努力下，微細(xì)粒復(fù)雜難選選礦技術(shù)取得歷史性突破。

袁家村鐵礦選礦系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目先后獲2014年冶金科技特等獎(jiǎng)，2015年山西省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，2017年國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。授權(quán)專(zhuān)利共41項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利25項(xiàng)。項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)的新型捕收劑，有效解決了礦物難選的問(wèn)題；以大型半自磨機(jī)為核心的高效碎磨短流程及配套技術(shù)，將作業(yè)率提升至91.5%，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率提高2.63倍；“免脫泥+中礦跨越式返回”的反浮選流程，將浮選時(shí)間縮短37.1%，運(yùn)行成本降低41.2%，徹底解決了袁家村鐵礦選礦高堿度泥化膠體水處理的關(guān)鍵難題，實(shí)現(xiàn)了全礦廢水零排放，達(dá)到行業(yè)最好水平。

“微細(xì)粒紅磁混合鐵礦選礦技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，使得袁家村鐵礦年處理鐵礦石提升至2200萬(wàn)噸，金屬回收率達(dá)70%。”業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，該技術(shù)使呆滯資源得到大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)微細(xì)粒復(fù)雜難選鐵礦選礦領(lǐng)域的空白，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，對(duì)我國(guó)此類(lèi)資源的開(kāi)發(fā)利用起到示范作用，將長(zhǎng)期有力支撐我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展。

攻克多項(xiàng)難題提高生產(chǎn)效率——球團(tuán)系統(tǒng)解決困擾冶金行業(yè)諸多難題

站在袁家村鐵礦球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯平臺(tái)，戴上護(hù)目鏡，透過(guò)窯頭觀察孔向內(nèi)看，只見(jiàn)火光熊熊，燃燒著的鐵球不斷翻滾，灰的機(jī)器、紅的火焰，美麗而壯觀。

通過(guò)采訪記者得知，將礦粉加工成球團(tuán)礦是煉鐵過(guò)程中重要的步驟之一。袁家村鐵礦的礦床為赤鐵礦型，經(jīng)過(guò)選礦系統(tǒng)加工后形成的精礦粉中含有10%左右鏡鐵礦，屬于難焙燒原料。同時(shí)，袁家村鐵礦球團(tuán)廠因地理原因，只能采用以煤粉為燃料的鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝。但生產(chǎn)球團(tuán)礦需要較高的預(yù)熱及焙燒溫度，噴煤粉補(bǔ)熱會(huì)導(dǎo)致鏈篦機(jī)隔墻嚴(yán)重結(jié)渣，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。

為此，太鋼聯(lián)合中南大學(xué)、北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司共同開(kāi)發(fā)了焙燒新技術(shù)，解決了鏈篦機(jī)隔墻結(jié)渣的技術(shù)難題，提高了生產(chǎn)效率。“赤-鏡鐵礦粉氧化球團(tuán)鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯法制備技術(shù)采用高壓輥磨預(yù)處理赤鐵礦粉，提高了生球強(qiáng)度和成品率；噴煤補(bǔ)熱噴吹槍有效地延緩了鏈篦機(jī)結(jié)渣物的形成，提高了生產(chǎn)效率；大型圓盤(pán)造球機(jī)為國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用。”袁家村鐵礦球團(tuán)部技術(shù)組組長(zhǎng)王磊興致勃勃地為記者介紹該技術(shù)的應(yīng)用功能。

“赤-鏡鐵礦粉氧化球團(tuán)鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯法制備技術(shù)榮獲2017年山西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。它的應(yīng)用使袁家村鐵礦具備了日產(chǎn)7500噸以上、年產(chǎn)240萬(wàn)噸的能力，與最初設(shè)計(jì)的產(chǎn)能相比提升了10%以上。2013年至2018年累計(jì)生產(chǎn)球團(tuán)1264萬(wàn)噸。”談及該項(xiàng)目取得的巨大成就，太鋼袁家村鐵礦黨委副書(shū)記閆俊禮激動(dòng)萬(wàn)分：“此項(xiàng)技術(shù)的突破解決了一直以來(lái)困擾冶金行業(yè)的諸多難題，為以煤粉為燃料、使用赤鐵礦粉、應(yīng)用鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)球團(tuán)礦的企業(yè)提供了范例。”

科學(xué)環(huán)保節(jié)約推進(jìn)示范帶動(dòng)——全壽命廢石筑壩解決尾礦堆存難題

從袁家村鐵礦觀景臺(tái)俯瞰，不遠(yuǎn)處的尾礦庫(kù)如同一塊巨大的紅色水晶，在陽(yáng)光下熠熠生輝。王永章指著尾礦庫(kù)及旁邊的廢石場(chǎng)對(duì)記者介紹：“袁家村鐵礦的尾礦系統(tǒng)將尾礦庫(kù)與廢石場(chǎng)相結(jié)合起來(lái)，利用采礦剝離的廢石筑壩，既科學(xué)環(huán)保又節(jié)約成本。”

與其他大多數(shù)礦山不同，袁家村鐵礦尾礦屬于細(xì)粒級(jí)尾礦，依靠尾砂無(wú)法筑壩。如何實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒尾礦安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保堆存，成為了袁家村鐵礦技術(shù)人員亟須攻克的又一難關(guān)。“國(guó)內(nèi)外沒(méi)有成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，我們只能自己摸索。”袁家村鐵礦副經(jīng)理白俊回憶說(shuō)，“我們和專(zhuān)家們一次一次論證、模擬，終于推進(jìn)微細(xì)粒鐵礦全壽命廢石筑尾礦壩關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，解決了尾礦安全堆存的問(wèn)題。”

成套的微細(xì)粒鐵礦全壽命廢石筑尾礦壩技術(shù)，包括筑壩方法及壩型優(yōu)化、濕陷性黃土地地基安全處理技術(shù)，廢石分期分區(qū)筑壩工藝參數(shù)優(yōu)化、“庫(kù)-壩-排土場(chǎng)”滲流控制技術(shù)以及全壽命“采礦-尾礦-排土場(chǎng)”系統(tǒng)時(shí)空發(fā)展協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)技術(shù)等三項(xiàng)技術(shù)。濕陷性黃土地基條件下不清基、分層直排、不碾壓廢石筑壩施工工藝，解決了微細(xì)粒尾礦不能筑壩的技術(shù)難題以及大范圍清基投資高、筑壩工藝效率低、工程實(shí)施難度大的技術(shù)難題。

“尾礦庫(kù)的最終壩高250米，總庫(kù)容約5.9億立方米，可服務(wù)約48.5年。”白俊說(shuō)，袁家村鐵礦在尾礦處理規(guī)模、最終壩高方面均排在國(guó)內(nèi)前列。全壽命廢石筑尾礦壩技術(shù)解決了微細(xì)粒尾礦安全堆存的難題，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，起到示范標(biāo)桿效應(yīng)。