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选 矿 之 路——余永富院士科研人生小记

发布日期:2009/3/26 15:01:56      来源:      作者:余永富
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   余永富,    1995年当选为中国工程院院士。选矿工程专家。男,1932年9月30日生,河南南召人,汉族。中国共产党党员。1956年毕业于中南矿冶学院。历任长沙矿冶研究院教授级高级工程师、院科协主席。现任武汉理工大学资源与环境工程学院名誉院长、教授,校学术委员会副主任,校学位委员会副主任,中南大学、华中科技大学、西安建筑科技大学等校兼职教授,中国稀土学会理事,中国矿业联合会高级顾问,中国金属学会选矿学会理事,中国钢铁协会矿山技术委员会顾问。
    长期从事铁矿石、大型多金属共生矿、稀土稀有金属矿及铜、钴、硫化矿的选矿研究,先后取得处于国际领先水平的重大科技成果十余项。1979年研制成功弱磁—强磁选矿新设备新工艺,解决了武钢大冶铁矿混合型铁矿石复杂难选的技术难题。长期致力于我国共生矿资源基地之一的包头白云鄂博铁、稀土等多金属矿的选矿研究,1990年研制成功国际领先的综合回收铁稀土矿物的选矿新技术,解决了长期制约包钢生产的选矿难题,使该矿山得以正常生产。1992年被评为全国十大科技成果之一。2000年,针对我国铁矿山铁精矿品位低等问题,在国内首先提出“降硅提铁”和“铁前成本一体核算”建议及技术措施,对我国高炉实现“精料方针”有重要的指导作用,推动了炼铁原料的进步。
    发表学术论文70余篇。获国家科技进步奖一等奖2项、二等奖2项,省部级科技进步奖特等奖2项,一、二、三等奖多项。获全国五一劳动奖章、湖南省劳动模范、国家级有突出贡献的中青年专家、全国先进工作者、湖南省特等劳动模范等荣誉称号。

 
                                                     选 矿 之 路
                                                          ——余永富院士科研人生小记
 
   
一场电影指引他走上选矿之路
    1951年,余永富读高二,看了生平第二场电影。故事讲的是苏联地质勘探队员在一片大漠的西伯利亚找水。当电影中清亮透明的水咕咚咕咚流出来时,年轻的余永富觉得勘探队员的工作太有意思了:“沙漠中还能找出水来,他们怎么知道的呀?”这工作有意思。
    在农村老家,余永富常听到村里的老人讲,某某座山上有金子。嘿,自然界还真的奥妙无穷。怀着找金矿的梦想,1952年余永富考大学时,报考了中南矿冶学院地下采矿与经营专业。
    大学四年不用交学费,学校管吃管住,一个月还有两块钱的助学金。余永富常常感到没有共产党就没有菜农出身的自己。他暗暗下定决心,一定要学好知识,到祖国最需要的工厂和边疆为人民服务。
    可等到毕业时,一辆拖拉机把余永富拖到湖南省中国科学院长沙矿冶研究所。
   
“奋斗不止”攻克一项30多年未决的世界难题
    稀土矿犹如一道工业味精。加上它,钢、铁等金属材料就不一样,制成的产品就优越得多。可这宝贵的矿物,当时全世界只有美国一家开采出来了。因此,别的国家要用,都需要向美国求助。
    中国稀土矿其实很丰富,其中包头市的白云鄂博稀土储藏量,在全世界算最多。同时,白云鄂博红铁矿却是以铁、稀土、铌为主的多元素共生矿床著称于世,也以其“贫”、“细”、“杂”分选矿困难而知名。
    据悉,白云鄂博红铁矿中有172种矿物,71种元素。要在上百种矿物中将铁矿分离出来,只有一个字:“难”。从1952年起,中国科学院沈阳金属研究所等全国选矿专业的科研人员就开始会战,拟解决这一难题。以后,甚至日、德、苏、美等国专家也参与进来,共同会战。可最终的结果,也只是在实验室看起来还可以,一用到工业上就不行。
    余永富1956年毕业后,就参与了这场世界性的“会战”。直至1987年,他和他的课题组经过长期研究制定出了解决综合回收利用包头铁矿石中的铁和稀土的技术方案,随即到工厂进行工业性试验。包钢公司选矿厂为了使技术指标可靠,在随后的试验中,铁精矿和稀土精矿产量都是用秤一个个地称,结果发现铁、稀土等指标达到要求了。他的技术方案就这样一试成功。
    余永富设计的包头白云鄂博矿新的选矿工艺流程自1990年建成后,至今已正常工作了17个年头,现仍在运行之中。
    白云鄂博铁矿原先的铁精矿含铁量为55%—58%,铁的回收率只有60%—55%,回收率太低,铁精矿的品位也太低。用余永富的工艺技术,现在它的铁精矿含铁量可达61%—62%,铁的回收率为73%以上,为国际领先水平。
    与此同时,稀土精矿的原含稀土量60%,稀土的回收率只有0.5%—2%。现在稀土精矿含稀土量60%时,稀土回收率达到20%以上。白云鄂博的稀土不仅够中国用,而且可供应全世界98%的需要量。余永富的这项成果,1992年被列为全国十大科技成果之一。
   
“迎难而上”解决大冶铁矿不能分选难题
    1975年,作为武钢主要矿石基地的大冶铁矿,生产上遇到难题:混合铁矿储量很大,但无法分选,致使铁精矿品位不能提高,既影响了高炉冶炼,又造成了浪费。国内许多科研单位均未找出好的解决办法。
    按照已有的经验,大冶铁矿上面部分氧化矿较多,越到深部磁铁矿越多。这种层次分明的矿石分布,按理来说分选很容易。1958年大冶铁矿建厂生产,1970年左右按照开采计划,应进入到原生矿,可这时却无法分选出来,铁矿难以回收。
    余永富到了大冶铁矿后,在矿场与工人同吃同住同劳动一个多月,并多次走访选矿厂中的老工人和技术人员,终于找到了铁矿回收率低的原因:混合型铁矿石中除有磁铁矿外,还有赤铁矿、菱铁矿等多种矿物。后两种矿物二价铁的合量恰巧相当于磁铁矿中二价铁含量,导致了选铁矿石类型划分上的错误,因此,按照原定的选矿方法,铁矿石不能分选。
    采用新的工艺流程及设备后,终于解决了大冶铁矿矿石分选疑难问题。1980年试验成功,随即投入生产应用,为大冶铁矿厂带来了巨大的经济效益,仅1984年,就为该厂创造了700多万元的利润。1985年,这项成果获得国家科技进步一等奖。
   
一条建议掀起全国“黑色风暴” 国有铁矿山死而复生
    1995年至2000年,余永富发现中国铁精矿(含铁60%以上的铁矿石)卖不出去,几十万的矿山工人下岗,生产萎缩,工厂濒临倒闭。与此同时,国内钢厂又花费巨资进口铁矿石。
    余永富调查发现,国内的铁精矿质量低,含铁量不高,主要原因在于二氧化硅含量高,竟达8%—12%。而进口的铁精矿含铁量达64%—67%,二氧化硅含量低至1%—4%。
    二氧化硅多了,是影响高炉炼铁的主要原因。高炉渣子太多,出铁少,效益就低。因此,用国内矿山的铁矿石越多,钢厂的效益越低。一些钢厂甚至抱怨矿山是个大包袱。
    对此,余永富提出了“提铁降硅”的建议及具体的技术措施,采用“反浮选”办法,使二氧化硅含量降至4%以下,含铁量达到66%—68%。
    与此同时,他还率先提出要从宏观角度将选矿厂和炼铁厂的效益综合考虑,将炼铁厂的一部分效益分配给选矿厂。这样,既提高了选矿厂的积极性,又降低了炼铁厂的成本。
    2002年,全国冶金部门在珠海开会。会上,专门推广了余永富的这一方案。随后,全国掀起了一场“黑色风暴”(铁称为黑色金属),全国铁矿山开始大规模改造,降硅,降杂质,提高铁含量。这个改造持续了四年之久,让一批矿山死而复生,并大大提高了钢厂的经济效益。

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