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深耕“强磁场分离” 让中国磁选技术引领世界

——访九三学社社员、昆明理工大学教授陈禄政


人物简介:

陈禄政,九三学社社员,昆明理工大学国土资源工程学院二级教授,博士生导师,高梯度磁选理论与技术学科方向负责人。入选国家重大人才工程特聘教授,云南省中青年学术和技术带头人。

长期从事高梯度磁选基础理论、装备技术及工程应用研究,建立了棒介质优化原理与方法,提出了离心梯度磁选、离心干式磁选新方法,开发了高梯度磁选细粒氧化铁矿、钛铁矿、黄铜矿等应用新工艺,牵头开发了SL离心机及应用工艺。研究成果与赣州金环磁选科技装备股份有限公司共同获得2021年度中国有色金属十大进展和中国有色金属科技进步奖一等奖,以及2022年度江西省十大科技创新成果和江西省科技进步奖一等奖。

 

2008年,从哈尔滨工业大学博士毕业的陈禄政,因为对弱磁性矿物磁选技术特别感兴趣,千里迢迢从东北来到昆明理工大学。这位江西学子未曾想到,这片红土高原将成为他深耕强磁选技术近二十载的新战场,也正是在这里,他组建了高梯度磁选研究团队,攻克了不少行业难题,让中国在这项技术上走在了世界前列。

千里奔赴西南边疆

“当时在哈工大读博士期间,我从事强磁选装备大型化应用和离心强化重选设备研发这两个领域的研究,并注意到昆明理工大学原校长张文彬等发表的关于离心分选技术的论文。”陈禄政回忆道。这成为最初连接他与西南边疆的学术纽带。尽管对云南知之甚少,但在当时系主任童雄教授等人的多次诚意邀请下,他毅然奔赴西南。吸引他的,不仅是昆工在矿物加工领域的深厚积淀,更是我国西南地区弱磁性矿产资源开发的重大需求,如氧化铁矿和钛铁矿,这些资源的开发水平亟须提升。

显著提升强磁选装备效能,在国内外大规模应用

自2001年读硕士起,陈禄政就开始研究高梯度强磁选和离心强化重选技术,并逐渐发现两者的技术瓶颈:强磁选的磁场强度低、单位能耗较高、分选精度较低、无法实现干法分选(即无需用水的分选方法)等问题;而离心强化重选技术虽然分选精度高,但处理铁矿等矿物时能力有限。这导致强磁选技术难以高效、低耗地分选回收微细粒弱磁性矿物,也无法大规模提纯非金属矿,最终只能依赖成本高、污染重的浮选法或化学法。

2004年进入博士阶段,他迎来破局时刻。当时,他提出开发强磁粗选-离心精选短流程新工艺,回收海南钢铁公司铁尾矿中的微细赤铁矿,在实验室取得了非常理想的效果。2006年海南钢铁公司与赣州金环磁选设备有限公司共同投入2200多万元,在海南钢铁公司建设年处理100万吨的铁尾矿回收示范生产线。该项目中,陈禄政和他的团队首次开发成功1.0mm棒介质和首台大型SLon-2500磁选机,以及SL-1600离心机。结果令人振奋:磁选机的处理量从此前最大80吨/小时提升至150吨/小时,实现了微细赤铁矿的有效回收,SL离心机进一步实现了高精度分离。“磁选机大型化、棒介质排列组合、离心强化重选、生产新工艺等设想均在工业上得到了充分验证。这说明,我们提出的技术方向没有错!”

高梯度磁选装备再迎技术突破

2008年扎根昆工后,陈禄政延续博士期间的研究工作。“高梯度强磁场分选的核心挑战,在于低成本、无污染分离比头发丝还细得多的弱磁性矿物,且最近20年来我国弱磁性矿产资源贫化难选的程度进一步加剧,这对高梯度磁选技术和装备的效能提出了更高的要求。”陈禄政形象地比喻道。针对这一重大的行业难题,2010年他开始创建“棒介质优化原理与方法”,为2013年SLon磁选机的背景磁场强度从1.0T提升1.3-1.5T,以及2015年进一步提升至1.8T提供了重要技术支撑,最小分选粒度从10微米降至2微米左右,实现高梯度强磁场回收粒度微细和、磁性极弱金属矿(如铜矿物)以及提纯大量非金属矿的重大突破。

2021至2022年,作为技术骨干,他参与研发成功世界首台超大型SLon-5000磁选机及钛尾矿高效回收新工艺,2023年在攀西地区投入生产应用,取得重要的技术经济和生态环境效益;与早期最大型的SLon-2000磁选机比较,该磁选机的单机处理量从80吨/小时跃升至1500吨/小时,提升近20倍,吨矿电耗从0.70千瓦时降至0.27千瓦时,减少60%以上。

高梯度磁选装备的磁场强化和大型化及离心强化重选技术的突破,大幅拓展了矿物的分选粒度范围和适用矿种。“当前,云南玉溪大红山矿业年处理750万吨贫铁矿和海南矿业200万吨贫铁矿提铁降硅主流工艺,以及云锡公司华联锌铟的贫锡中矿离心强化回收,采用的都是这些技术。”陈禄政的语气带着自豪。

九三情怀点燃科研星火

2018年底,从澳大利亚访学归国的陈禄政,迎来科研生涯的另一个坐标。昆明理工大学国土资源工程学院的韩润生教授—这位发现会泽、毛坪等一批铅锌矿山深部和外围矿体(价值数千亿元)的地质专家,向他发出加入九三学社的邀请。陈禄政坦言,虽因科研繁忙近年活动参与减少,但九三学社平台让他结识诸多志同道合者。

陈禄政常与韩润生教授交流矿产勘查开发难题。“我们讨论应该如何做人、如何做事、如何做学问,也聊青年学者的成长困境。”这种亦师亦友的关系,成为他在九三学社最珍贵的收获。他还将这份传承带入团队建设,常对学生提起导师熊大和博士—我国脉动高梯度磁选技术的发明人,国家首届卓越工程师:“他在1987年发明第一台工业型脉动高梯度磁选机,坚持了四十多年,这项技术已成为行业脊梁。”

向解决“高精度、细粒干法磁选”世界难题进军

面对成就,陈禄政的目光始终向前,提出了有望解决高精度磁选和细粒干法磁选的磁场-离心场协同分选新方法。他在实验室展示了团队正在开发的三项磁选新技术:用于提升分选精度的CemMag-300离心高梯度磁选和SLon-Z-1000振动脉动高梯度磁选装备,和解决细粒干法磁选的cDMS-1000离心干式磁选装备。

“我国西北干旱地区大量矿产资源因缺水无法开发利用。如果可以实现细粒矿物干法磁选,将打开全新的应用场景。”他指着自主研发的cDMS-1000离心干式磁选机样机说道。尽管这些技术工程应用的道路可能很长,但他信心坚定:“做科研就是要创新,长期坚持。只要方向正确,再难也要走下去!”

从赣南革命老区到云岭高原,陈禄政用二十多年坚守诠释了九三学社科技工作者的担当。如今,他带领的磁选研究团队已经成为行业标杆,一面特色旗帜,而那句朴实的自勉仍萦绕耳畔:“找准方向,踏实研究,才能做出真正有意义的工作。”这或许正是中国科技工作者在时代磁场中锚定方向的永恒密码。

(撰稿:云南政协报记者张音笛、张莹莹  通讯员:九三学社云南省委会宣传部广耀颖)