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深耕“強磁場分離” 讓中國磁選技術引領世界

——訪九三學社社員、昆明理工大學教授陳祿政


人物簡介:

陳祿政,九三學社社員,昆明理工大學國土資源工程學院二級教授,博士生導師,高梯度磁選理論與技術學科方向負責人。入選國家重大人才工程特聘教授,云南省中青年學術和技術帶頭人。

長期從事高梯度磁選基礎理論、裝備技術及工程應用研究,建立了棒介質優化原理與方法,提出了離心梯度磁選、離心干式磁選新方法,開發了高梯度磁選細粒氧化鐵礦、鈦鐵礦、黃銅礦等應用新工藝,牽頭開發了SL離心機及應用工藝。研究成果與贛州金環磁選科技裝備股份有限公司共同獲得2021年度中國有色金屬十大進展和中國有色金屬科技進步獎一等獎,以及2022年度江西省十大科技創新成果和江西省科技進步獎一等獎。

 

2008年,從哈爾濱工業大學博士畢業的陳祿政,因為對弱磁性礦物磁選技術特別感興趣,千里迢迢從東北來到昆明理工大學。這位江西學子未曾想到,這片紅土高原將成為他深耕強磁選技術近二十載的新戰場,也正是在這里,他組建了高梯度磁選研究團隊,攻克了不少行業難題,讓中國在這項技術上走在了世界前列。

千里奔赴西南邊疆

“當時在哈工大讀博士期間,我從事強磁選裝備大型化應用和離心強化重選設備研發這兩個領域的研究,并注意到昆明理工大學原校長張文彬等發表的關于離心分選技術的論文。”陳祿政回憶道。這成為最初連接他與西南邊疆的學術紐帶。盡管對云南知之甚少,但在當時系主任童雄教授等人的多次誠意邀請下,他毅然奔赴西南。吸引他的,不僅是昆工在礦物加工領域的深厚積淀,更是我國西南地區弱磁性礦產資源開發的重大需求,如氧化鐵礦和鈦鐵礦,這些資源的開發水平亟須提升。

顯著提升強磁選裝備效能,在國內外大規模應用

自2001年讀碩士起,陳祿政就開始研究高梯度強磁選和離心強化重選技術,并逐漸發現兩者的技術瓶頸:強磁選的磁場強度低、單位能耗較高、分選精度較低、無法實現干法分選(即無需用水的分選方法)等問題;而離心強化重選技術雖然分選精度高,但處理鐵礦等礦物時能力有限。這導致強磁選技術難以高效、低耗地分選回收微細粒弱磁性礦物,也無法大規模提純非金屬礦,最終只能依賴成本高、污染重的浮選法或化學法。

2004年進入博士階段,他迎來破局時刻。當時,他提出開發強磁粗選-離心精選短流程新工藝,回收海南鋼鐵公司鐵尾礦中的微細赤鐵礦,在實驗室取得了非常理想的效果。2006年海南鋼鐵公司與贛州金環磁選設備有限公司共同投入2200多萬元,在海南鋼鐵公司建設年處理100萬噸的鐵尾礦回收示范生產線。該項目中,陳祿政和他的團隊首次開發成功1.0mm棒介質和首臺大型SLon-2500磁選機,以及SL-1600離心機。結果令人振奮:磁選機的處理量從此前最大80噸/小時提升至150噸/小時,實現了微細赤鐵礦的有效回收,SL離心機進一步實現了高精度分離。“磁選機大型化、棒介質排列組合、離心強化重選、生產新工藝等設想均在工業上得到了充分驗證。這說明,我們提出的技術方向沒有錯!”

高梯度磁選裝備再迎技術突破

2008年扎根昆工后,陳祿政延續博士期間的研究工作。“高梯度強磁場分選的核心挑戰,在于低成本、無污染分離比頭發絲還細得多的弱磁性礦物,且最近20年來我國弱磁性礦產資源貧化難選的程度進一步加劇,這對高梯度磁選技術和裝備的效能提出了更高的要求。”陳祿政形象地比喻道。針對這一重大的行業難題,2010年他開始創建“棒介質優化原理與方法”,為2013年SLon磁選機的背景磁場強度從1.0T提升1.3-1.5T,以及2015年進一步提升至1.8T提供了重要技術支撐,最小分選粒度從10微米降至2微米左右,實現高梯度強磁場回收粒度微細和、磁性極弱金屬礦(如銅礦物)以及提純大量非金屬礦的重大突破。

2021至2022年,作為技術骨干,他參與研發成功世界首臺超大型SLon-5000磁選機及鈦尾礦高效回收新工藝,2023年在攀西地區投入生產應用,取得重要的技術經濟和生態環境效益;與早期最大型的SLon-2000磁選機比較,該磁選機的單機處理量從80噸/小時躍升至1500噸/小時,提升近20倍,噸礦電耗從0.70千瓦時降至0.27千瓦時,減少60%以上。

高梯度磁選裝備的磁場強化和大型化及離心強化重選技術的突破,大幅拓展了礦物的分選粒度范圍和適用礦種。“當前,云南玉溪大紅山礦業年處理750萬噸貧鐵礦和海南礦業200萬噸貧鐵礦提鐵降硅主流工藝,以及云錫公司華聯鋅銦的貧錫中礦離心強化回收,采用的都是這些技術。”陳祿政的語氣帶著自豪。

九三情懷點燃科研星火

2018年底,從澳大利亞訪學歸國的陳祿政,迎來科研生涯的另一個坐標。昆明理工大學國土資源工程學院的韓潤生教授—這位發現會澤、毛坪等一批鉛鋅礦山深部和外圍礦體(價值數千億元)的地質專家,向他發出加入九三學社的邀請。陳祿政坦言,雖因科研繁忙近年活動參與減少,但九三學社平臺讓他結識諸多志同道合者。

陳祿政常與韓潤生教授交流礦產勘查開發難題。“我們討論應該如何做人、如何做事、如何做學問,也聊青年學者的成長困境。”這種亦師亦友的關系,成為他在九三學社最珍貴的收獲。他還將這份傳承帶入團隊建設,常對學生提起導師熊大和博士—我國脈動高梯度磁選技術的發明人,國家首屆卓越工程師:“他在1987年發明第一臺工業型脈動高梯度磁選機,堅持了四十多年,這項技術已成為行業脊梁。”

向解決“高精度、細粒干法磁選”世界難題進軍

面對成就,陳祿政的目光始終向前,提出了有望解決高精度磁選和細粒干法磁選的磁場-離心場協同分選新方法。他在實驗室展示了團隊正在開發的三項磁選新技術:用于提升分選精度的CemMag-300離心高梯度磁選和SLon-Z-1000振動脈動高梯度磁選裝備,和解決細粒干法磁選的cDMS-1000離心干式磁選裝備。

“我國西北干旱地區大量礦產資源因缺水無法開發利用。如果可以實現細粒礦物干法磁選,將打開全新的應用場景。”他指著自主研發的cDMS-1000離心干式磁選機樣機說道。盡管這些技術工程應用的道路可能很長,但他信心堅定:“做科研就是要創新,長期堅持。只要方向正確,再難也要走下去!”

從贛南革命老區到云嶺高原,陳祿政用二十多年堅守詮釋了九三學社科技工作者的擔當。如今,他帶領的磁選研究團隊已經成為行業標桿,一面特色旗幟,而那句樸實的自勉仍縈繞耳畔:“找準方向,踏實研究,才能做出真正有意義的工作。”這或許正是中國科技工作者在時代磁場中錨定方向的永恒密碼。

(撰稿:云南政協報記者張音笛、張瑩瑩  通訊員:九三學社云南省委會宣傳部廣耀穎)


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