“磁电与低温超导磁体应用产业技术创新战略联盟”

　　2014年度工作报告及2015年计划打算

　　联盟理事长 王兆连

　　尊敬的各位专家，各位联盟代表：

　　大家上午好!我们磁电联盟始建于2010年6月份，在上级主管部门正确领导和各联盟单位支持帮助下，联盟得到了快速发展，已由成立之初的17家发展到现在的24家，这标志着联盟进入了快速发展的轨道。各联盟单位也在不断创新发展理念和发展思路，突出创新驱动，引领产业创新发展，为磁电与低温超导产业发展做出积极贡献。去年也是在这个时候，我们在北京召开了联盟2013年年会，光阴荏苒，时光如梭，转眼一年过去了，今天各位专家，各位联盟代表能够不辞天气炎热和旅途劳苦赶来合肥参加这次联盟会议，我谨代表联盟理事会向大家的到来表示衷心的感谢。下面由我代表理事会向大家作2014年联盟工作报告，请审议。

　　一、一年来的工作成就

　　(一)技术创新

　　一年来，山东华特磁电科技股份有限公司、潍坊新力超导磁电有限公司、中国科学院高能物理研究所、马鞍山矿山研究院有限公司、河北钢铁集团等联盟单位进行广泛合作，研制开发了一批具有领先水平的新产品。

　　1)CTY-1850大筒径湿式预选机

　　选矿厂为节能降耗，大多数采用多碎少磨的工艺，原矿石经破碎后通常有10%-30%(甚至更多)脉石解离出来，在磨机前使用预选机抛出已经解离的脉石，可以大幅提高磨机的有效处理能力,提高入磨品位，降低产矿成本，使一些贫磁铁矿也具有了开发价值，粗细碎后对矿石的干式抛废也已被大量的选矿厂应用比如干式大块磁选机(磁滚筒、磁滑轮系列)，细粒级的粉矿干式磁选机CTF、CT系列。磨前的湿式预磁选由于加上水的淘洗，更容易使脉石分离，具有比干式预选提精和抛废效果更显著的特点，该系列磁选机近几年也已被很多选矿厂认识和采用。

　　磨前矿石的湿式抛废由于处理量大，预选机的筒径多数采用φ1200、φ1500mm两种规格。从目前的发展趋势看，现有的最大规格磁选机φ1500设备的处理能力在某些大型选矿厂也不能得到满足，为此我公司研制了研制了直径1800mm，长5000 mm规格大筒径永磁湿式预选机，其突出特点是：1)处理量大，可达400t/h以上;2)金属回收率高，使尾矿磁性物含量小于1%、精矿品位相近的情况下回收率提高1%以上;3)能耗低，性能稳定可靠。CTY1850最大功耗为37kW，大处理量时(450T/h)吨矿耗电量仅0.082kW，相比同处理量时12、15系列磁选机吨矿耗电量普遍在0.1kW以上的水平，能耗显著降低。

　　2)蒸发冷却立环高梯度磁选机

　　该产品主要用于赤铁矿、褐铁矿等弱磁性矿的分选和石英、长石等非金属矿的除铁提纯等。

　　蒸发冷却技术是利用高绝缘性能、低沸点(蒸发冷却介质沸点为47.6℃)的冷却介质通过相变换热来传递热量，以实现发热线圈的冷却,是一种经济高效的新型冷却技术。

　　磁路结构合理，漏磁少，分选空间背景磁场高，达1.8T。

　　应用高绝缘、沸点合适(蒸发冷却介质沸点为47.6℃)的冷却介质，提高了线圈的电气绝缘性能，运行安全可靠。

　　冷却系统先进，利用热力学相变原理冷却，无泵自循环，散热快，温升低(≤30℃)，线圈无局部过热点。

　　蒸发冷却自循环系统因其良好的自适应和自调节能力，冷、热态磁场差异小，整个线圈温度低且分布均匀，背景磁场稳定，不随环境温度变化。

　　该产品由山东华特与中科院电工所顾国彪院士团队合作，现已在山东沂南、安徽凤阳等高纯石英砂除铁方面成功应用。

　　3)棒磨机配立环高梯度磁选机高纯石英砂生产线

　　国内现有制造湿法石英砂大多是一些作坊式小规模生产线，采用石碾磨矿，处理量小，品质不能达到玻璃原料的质量要求。

　　湿法棒磨机配立环高梯度磁选机高纯石英砂生产线，采用“原矿—颚破(粗)—颚破(中)—圆锥破(细)—棒磨机—脱泥—圆筒筛—水力分级机—永磁筒式磁选机—油水复合冷却立环高梯度磁选机—精砂”的工艺流程，在本流程中，破碎环节中选用两段颚破加圆锥破碎机，使产品粒度比较均匀，有利于提高后面棒磨机的效率。

　　棒磨机在石英砂加工中是一种有效的制砂设备，具有粒度均匀，0.074mm以下的细粉少等优点;圆筒筛配合水力分级机，能更好的控制石英砂粒度范围，并具备较高的分级效率;永磁筒式磁选机配合油水复合冷却立环高梯度磁选机，能大幅降低石英砂中铁杂质含量，可以得到高纯玻璃工业用石英砂。采用此工艺进行生产，具有处理量大，产品粒度均匀，成品率高，能耗低，占地面积小的特点。

　　以上三个新产品，于2013年12月8日，在公司通过了由中国机械工业联合会、山东省科技厅、中国冶金矿山企业协会联合主持召开的新产品鉴定会。鉴定结论均为达到同类产品国际或国内领先水平。

　　4)低温超导磁选机

　　“零挥发5.5T低温超导磁选机”，是针对目前国内矿石利用率低和非金属矿杂质含量高的特点，利用在超导状态下超导线电阻为零的特性，采用大电流通过超导线圈的办法,产生极强的背景磁场，将金属矿中的弱磁性矿物分选出来，同样也可将非金属矿中的弱磁性杂质分离出来。由于超导线圈的电阻为零，能耗即为零。在处理铁矿尾矿、贫矿等含磁性金属矿，以及高岭土、钾钠长石、高纯石英等弱磁性非金属矿方面具有非常明显的优势。此前，该类产品只有美国等极少数发达国家能够生产，昂贵的价格和维护运行费及服务不便限制了其在国内的应用。该产品的突出优势是：(1)中心背景磁场高达5.5T;(2)液氦零挥发(3年内无需补充液氦); (3)磁体寿命长(大于20年)。

　　该产品由潍坊新力超导、中科院高能所联合研制，超导磁体使用西部超导铌钛合金超导线，2012年被列入“十二五”国家科技支撑计划，课题名称为“超导磁选机关键技术开发”，现已在福建泉州投产使用，运行稳定，除铁效果明显。另外Ф100/6.5T试验室用超导磁选机和Ф500/5T工业化超导磁选机也正在制做之中。

　　5)低品位弱磁性铁矿中细粒湿式强磁预选机

　　为充分利用低品位弱磁性铁矿资源，提高资源利用率，缓解铁矿石供矿不足的问题，加快研发成熟的低品位弱磁性铁矿石高效经济的选别设备及技术，使得大量的低品位弱磁性铁矿物得到有效利用，对-10mm高压辊磨产品采用中细粒高梯度湿式强磁预选设备进行预选，包括在不同背景磁场强、矿浆的流速、介质特性、矿浆密度、物料的粒度组成等参数的变化对分选效率果影响进行研究, 最大限度的降低赤铁矿磨矿成本。

　　该项目由山东华特与联盟单位马鞍山矿山研究设计院、河北钢铁集团合作，共同承担国家十二五科技支撑计划项目:铁矿山含赤铁矿废石资源化利用关技与装备研究项目，我公司承担该项目核心设备立环高梯度磁选机的研制。

　　中细粒湿式强磁预选机具有先进的油水复合冷却系统，利用冲矿水带走线圈所产生的热量，使线圈温升不大于25℃，降低了磁场热衰减，能耗低。使用寿命长，可靠性高。目前国内其它厂家也有类似的磁选设备，但线圈冷却方式采用导线内通水冷却或线圈夹层水套通水冷却，使用一段时间后，通水管内壁便产生结垢现象，结垢到一定厚度时，会影响散热效果和水流量减小，严重时会将通水孔堵塞，烧毁线圈，在运行时需定期清垢，清垢时需将设备上部全部拆下，维护麻烦，停机时间长，有时要更换线圈，运行费用高。

　　磁介质采用不同直径棒形截面的介质棒结合，磁场梯度大，场强高，采用大间隙，可通过-6mm颗粒物料，通过能力强。

　　采用顺流进料和直排矿方式，内衬高耐磨材料，物料流动性好，使用寿命高。

　　线圈外壳采用全密封，防雨、防尘、防腐蚀，保证设备能在各种恶劣环境下工作。

　　采用卸矿水冷却变压器油，无需额外使用冷却水，节能、环保，每台年节约冷却水10万立方米以上。

　　具有先进的故障诊断系统和远程控制系统，能够实时动态显示设备的运行参数，便于我公司技术人员对数据进行分析，并及时与用户沟通，使设备始终运行在最优工作状态,真正实现了生产的分散控制，集中优化管理，实现了设备的智能化运行控制。

　　目前已有6台3米中细粒湿式预选机正在鞍钢矿业集团矿业公司鞍迁矿和关宝山矿安装调试。

　　6)永磁淘洗机(也称提精降渣磁选机)

　　该产品是为磁性矿物的选别提纯而设计的湿式筒式磁选机，可根据工艺要求对磁性矿物进行淘洗、精选提纯、脱泥浓缩等。适用于：磨前湿式预选;一段磨后分级溢流产品的脱泥;二段磨前及过滤前矿物的提纯、浓缩;磁铁矿进入细筛筛分前的脱泥和反浮选之前的脱泥;磁铁矿的最终精选。

　　矿浆给入到管式给矿箱后，通过夹缝式布料，直接给入设备分选区。其中的磁性矿物，首先磁化结链、分层，之后被高效磁力直接吸附于分选筒表面，并被逆向旋转的分选筒把磁精矿带出液面，将磁精矿向上传送，在此过程中实现水和矿的分离，起到提高浓度的作用。在输送过程中精矿脱离液面后在滚筒表面受到脉动磁场以及内置搅动装置的作用实现矿粒反复的团聚、分散、团聚的机械运动，并在多道漂洗水的漂洗下，使得精矿中的硅、硫、磷等杂质以及贫连生体甚至是富连生体得到有效剃除，使精矿品位得到最大可能的提高，最后在双层刮板的作用下富集到精矿箱成为精矿;而其中的非磁性矿物，则不受分选筒磁力的作用，随同矿流一起，进入分选槽底部的尾矿出口成为尾矿或中矿。

　　目前该产品已在联盟单位华联矿业进行半工业化试验和应用，另外在承德天宝矿业等原工艺流程为两台CTB1230磁选机串联使用，精矿进入淘洗机，可将矿物的品位从45%左右提高到53%左右;采用永磁淘洗机，在同等的给矿条件下，可以将精矿提高到55%左右，尾矿磁性铁1%以下。其效果优于磁选机和淘洗机总体的效果，并且降低了选矿能耗，简化了工艺流程。

　　7)交直交电磁搅拌器

　　该产品主要用于有色金属冶炼搅拌。搅拌器主要由交-直-交变频电源和感应器组成，变频电源把50/60Hz的工频交流电变成频率为0.5～3.5Hz的3相低频电源。该电源通入感应器线圈后将产生一个行波磁场，此行波磁场穿透炉底的不锈钢板及炉衬作用于铝熔液，使铝熔液产生有规律的移动，从而达到搅拌的目的。通过改变交-直-交变频电源的输出电压、频率和相位，即可改变搅拌力的大小和方向。

　　由于该交-直-交电磁搅拌器具有对电网基本无谐波污染，不占有电网无功，具有高功率因数;能实现能量的回馈电网，具有明显节能效果;母线电压可控且利用率高，使得电磁搅拌器的运行效果不受电网电压波动的影响;因此，该产品据有广阔的发展空间。

　　该产品由山东华特与联盟单位山东大学、南开大学联合研制，在联盟单位山东华建铝业进行工业化试验和考核验收。

　　8)电磁流体海水浮油分离与回收装置

　　该技术将磁流体技术应用到处理薄油层(油层厚度小于5mm)的海水浮油分离回收上，具有回收分离过程同时进行、回收比较彻底、易于实现自动化控制、对海洋环境影响小等优点，可解决目前海面轻质薄油层和化工原料难以分离回收的技术难题。2012年10月28日，通过山东省科技厅技术鉴定，属国内外首创，技术达到同类产品研究国际领先水平。目前正在与中科院电工所、中海油联合进行35m3/h中试样机的研制。

　　2、其他研究

　　1)东北大学矿物工程所主持国家科技支撑计划课题1项：高碳酸盐难选铁矿石选矿关键技术与装备研究。参与国家科技支撑计划课题2项：①难处理铁矿石高效选冶综合技术和装备研发;②难采选金矿高效回收技术及示范。参与国家高技术研究发展计划(863计划)课题3项：①钒钛磁铁矿高效选矿关键技术与示范;②铁锰尾矿高效提取有价组分技术及装备;③硅藻土短流程提纯技术。获得国家自然科学基金3项：①含硼铁精矿选择性还原综合利用;②铁矿石浮选过程中氢键的形成及其作用机理研究③微细粒锡石的表面性质及其对可浮性影响机理研究。

　　2)中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所完成承担的“十二五”科技支撑计划重点项目“优势非金属矿产资源高效综合利用技术研究与示范(2011BAB03B00)”的课题“钾长石矿高效开发利用技术研究与示范(2011BAB03B01)”验收，承担国土资源公益性行业科研专项“固体非能源矿产资源综合利用重要技术标准研究”。郑州综合所“磁铁矿选矿提质节能新技术磁场筛选法及应用”成果获2013年中国地质调查成果奖二等奖。郑州综合所申报的“航天用5A分子筛”获2013年度国家重点新产品计划立项项目。

　　郑州综合所科研人员针对矿石极贫的特征对分选技术研究、攻关，取得了新突破。郑州综合所(国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心)科研人员采用广泛应用于粮食等行业的光电拣选技术进行方解石除杂提高白度研究，获重大突破，成功解决了长期困扰碳酸钙行业多年的除杂提质这一技术难题。

　　郑州综合所科研人员成功开发了一种在水中的溶解速度可媲美进口速溶硫酸钾产品溶解速度的速溶硫酸钾新产品。

　　郑州综合所利用工业级碳酸锂成功制备出高纯级碳酸锂，经国家权威机构检测，纯度99.99%，达到高纯级碳酸锂标准。该研究成果是2013年地质大调查项目“非金属矿资源高效利用技术与实用化研究”取得的成果之一。

　　郑州综合所依靠地质调查项目成果建立的“中国重要矿产矿山数据库”在郑州成立揭牌。“中国重要矿产矿山数据库”的建立，填补了涵盖“三率”指标的重要矿山数据服务的空白，将为合理评价矿山开发利用水平高低，合理评估矿山开发利用方案合理性提供参考，将为矿业政策研究、矿产资源规划、矿业形势分析等提供服务支撑。出版发行了国内首部难利用含铝资源研究英文学术专著。

　　3)成都综合所2013年鮞状赤铁矿和钒钛磁铁矿选矿工艺研究取得突破性进展;重庆地区中低品位铝土矿选矿技术工业推广应用前景广阔;复杂难选冶稀土矿选矿技术首次与澳大利亚、美国签订海外市场项目;成功入选攀西国家级战略资源创新开发试验区建设技术支撑单位。

　　其他武汉理工大学、山东大学、苏非院等单位都开展了相应的课题研究。

　　3、专利申报

　　共申报或授权国家专利17件，其中发明5件，实用新型12件。

　　4、平台建设

　　2013年12月磁电联盟成功申报国家级试点战略联盟。在建10000平方的研发中心大楼计划10月份具备办公条件。

　　5、制修订标准

　　联盟组织制修订国家行业标准5项，铝熔铸用电磁搅拌器、永磁搅拌器列入2013年第三批工业行业标准制修订计划，超导磁选机、矿物立式气流分级机、强制油冷却立环高梯度磁选机列入矿山机械行业2014年第一批行业标准项目计划。

　　6、获得奖项

　　节能环保强制油冷却立环高梯度磁选机获2013年度中国机械工业科技进步三等奖;油水复合冷却立环高梯度磁选机获山东省职工优秀技术创新成果奖;中场强半磁自卸式尾矿回收机获2013年度潍坊市科学技术进步二等奖。

　　7、其他工作

　　2013年01月根据科技部办公厅关于组织推荐2013年度产业技术创新战略联盟试点的通知，联盟申报国家级联盟。

　　至2013年4月25日，由华特磁电、中科院高能所、新力超导联合开发的低温超导除铁器，在日照港股份有限公司第一港务分公司已考核运行28311.3小时。运行考核记录表明：工作安全、可靠，节能效果显著。

　　与东北大学联合培养的21名大学生，顺利完成了校内学业，目前已在公司主要工作岗位工作。

　　为加强联盟宣传，并便于各联盟单位及时了解联盟活动动态，吸纳部分成员单位建议，由理事长单位组织建立起了联盟网站(http://www.msitisu.com/)，自去年4月份开始运行。

　　2014年联盟活动经费共计552万元，部分由理事长单位华特自筹，部分由国家科技支撑计划支持。经费主要用于设备费、材料费、测试化验加工费、燃料动力费、差旅费、会议费、合作交流费、知识产权事务费、劳务费、专家咨询费、管理费和其他费用。经费由华特财务部代为管理，经审计，项目支出严格执行国家规定的财务管理制度。

　　二、下步工作打算

　　1、优化联盟阵容，确保联盟持续健康发展

　　本次会议将通过江西理工大学、河北联合大学、山东科技大学三家单位加入联盟决议。在今后一年时间各联盟单位要齐心协力，争取完成国家创新试点联盟的验收工作。积极参与新成果的转换，为“十三五”科技支撑计划的申报夯实基础。

　　2、搞好协调、服务，加快重点联合项目进度

　　1)与中科院理化所合作开发超导磁分离污水处理技术。开展新型、高效、低成本污水处理技术应运而生，对于环境和生态保护具有重要意义。强磁场超导磁分离污水净化技术是近几年国外刚开始研究的新技术，在国内也引起了关注，但尚未得到充分发展，它被认为是继超导磁体在医用核磁谱仪、矿物磁性杂质分离领域应用后，又一有希望工业应用的新技术。与传统的化学法、生物法不同，它属于物理分离技术，具有投资小、占地少、处理周期短、无二次污染、处理效果好等优点，是极具潜在应用价值的技术。

　　2)与中科院高能所合作开展低温超导干法除铁器，低温超导干法除铁器超导磁体利用超导线材在低温下电阻为零的特性，具有能耗和重量极低的优点，其中其能耗仅为同效率传统电磁设备的10%，是全球首台干法振动高梯度磁选设备。

　　低温超导干法除铁器与同类型常规的干法振动高梯度磁选设备相比，具有可分选矿物种类多、分选效果更好、生产效率更高、矿产品品位更高、节能环保等优势，特别适用于弱磁性非金属矿及有利用价值的尾矿，市场前景广阔。

　　3)潍坊新力与中科院高能所、东北大学、鞍钢矿业公司联合开发超导磁滚筒，超导磁体磁滚筒模型与永磁磁滚筒比较——表面磁场是永磁滚筒的2.76倍，表面最大径向磁场力是它的4.37倍;50mm处磁场是它的3.14倍，最大径向磁场力是它的8.90倍;100mm处磁场是它的3.47倍，表面最大径向磁场力是它的9.62倍。径向磁场力越大越能吸住较大颗粒或者较弱磁性的磁性物质，所以在针对大颗粒矿物和弱磁性矿物时，超导磁滚筒优势明显。

　　节约成本，超导磁体与同类型的电磁体相比较，不仅磁场更高，而且节约电能90%以上，降低运行成本。

　　4)与中科院高能所合作开发低温超导平环高梯度磁选机，低温超导平环高梯度磁选装备，拥有高于永磁和普通电磁磁体的3倍背景场强和更高的磁场梯度，在弱磁性物质选取方面比永磁和普通电磁更有优势，在难选矿和非磁性矿物除杂方面有很好的应用前景，符合国家资源节约和综合利用政策，也积极响应了国家建设生态友好型社会的政策。

　　该装备与同类型常规磁选设备相比，具有可分选矿物种类多、分选效果更好、生产效率更高、矿产品品位更高、节能环保等优势，特别适用于贫铁矿、难选矿、弱磁性非金属矿及有利用价值的尾矿，市场前景广阔。

　　5)与中国地质科学院矿产综合利用研究所、东北大学共同承担《复杂难选铁矿高效清洁利用关键技术、关键装备研发以及示范工程建设》科研项目，该项目计划在十三五期间建成两条不同工艺的示范生产线，同时逐渐推广，达到当时同种矿最先进的选矿技术指标。

　　6)与成都理工大学承担《非金属矿弱磁性杂质磁选设备及综合利用关键技术与工程示范》项目，该项目的研究目标和主要研究内容是，根据我国含弱磁性矿物杂质的非金属矿工艺矿物学特征，通过产学研相结合，开展适用于我国非金属矿弱磁性矿物杂质磁选提纯专用设备研究，并在此基础上，开展针对我国非金属矿弱磁性矿物杂质磁选除杂工艺试验研究，以及非金属矿提纯产物的综合利用研究，并通过重点非金属矿磁选提纯加工和综合利用的工程化应用，为我国含弱磁性矿物杂质的非金属矿高效综合提供装备、技术支撑和工程示范。

　　7)与郑州地矿所承担《铁矿节能减排分选技术与大型精选装备研制》项目，高选择性、大型铁矿精选装备的研发，将为我国复杂铁矿资源的可持续开发利用提供有力的技术支撑，通过高效、高精分选的磁选设备才能产出优质的铁精矿，这样才能实现我国钢铁企业的整体效益最大化，市场应用前景广阔。因此，加大对高效选铁装备的研发力度和深度，使我国铁矿资源得到资源利用的最大化，铁精矿质量最优化，这对保证我国钢铁产业长期稳定健康的发展有着重要的战略意义和示范带动效应。

　　8)与郑州地矿所联合，在有色金属高效处理与选别方面研发一种新型磁选装置，利用低温超导磁选机在降低空气PM值、工业污水处理、盐湖钾锂元素的有效选别提取方面进行研究，申报十三五科技计划项目。

　　9)按计划与中科院、新力超导完成“十二五”国家科技支撑计划“医学影像等中高端医疗器械研发”之“1.5T短腔核磁共振成像超导磁体”项目。

　　10)按计划与苏非院完成2012年度国家863计划资源环境技术领域项目“非金属矿专用加工技术与设备”之“机械式冲击粉碎机”项目。

　　11)按计划与中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司、河北钢铁集团完成“十二五”国家科技支撑计划项目“铁矿山含赤铁矿废石资源化利用关键技术与装备研究”。该项目分4个专题。华特公司承担专题2“含铁铁矿废石高效预选工艺与装备研究”。

　　12)继续与山东华联矿业股份有限公司合作，开展永磁淘洗机现场应用考核研究，及时收集试运行信息，不断提高产品性能。

　　13)与潍坊新力超导磁电科技有限公司、中科院高能所合作制定《超导磁选机》、《强制油冷却立环高梯度磁选机》、《矿用立式气流分级机》、《电磁搅拌器》、《永磁搅拌器》等行业标准制订，突出联盟在行业中的主导地位。

　　14)继续做好华特博士后科研工作站与山东大学电气工程博士后科研流动站联合招收的博士后培养工作，使联合培养的李光叶博士后能在计划时间内圆满完成课题项目顺利出站。

　　15)继续加强与东北大学、江西理工大学、武汉理工大学、河北联合大学、山东科技大学等开展人才培养方面和选矿工艺方面的合作。

　　16)与南开大学、山东大学完成新型交直交电磁搅拌器的大型化、系列化产品开发。

　　另外在制度建设、组织建设和合作项目管理等方面，我们将结合已经发现的问题，作进一步完善。同时，注重各联盟单位潜在优势的调研，按照壮大磁电产业链的要求，寻找新的合作切入点，最大程度地发挥各联盟单位作用。

　　以上是我们联盟自去年六月份召开联盟工作年会以来主要工作成绩和下步的一些工作打算。相信在大家的努力下，我们有能力把今后的工作做好，也期望大家一如既往地对联盟工作给予更多的关爱和支持。

　　我的报告完毕，谢谢大家。

 

　　二〇一四年七月九日