铁矿石是我国钢铁工业的保障性资源，属国家重大战略需求。我国贫杂铁矿石储量丰富，仅鞍山地区此类矿石就高达200亿吨左右，然而采用常规的选矿技术无法实现有效利用，造成严重资源浪费和环境污染。如何攻破贫杂铁矿高效利用技术难题已成为将鞍山资源优势转化为产业优势的瓶颈和保障我国铁矿资源安全的重大科技工程。

        日前，荣获2019年国家科技进步二等奖的“贫杂铁矿石资源化利用关键技术集成与工业示范”项目，在东北大学、鞍钢集团矿业有限公司、河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司的共同攻关下，成功破解了国际公认的含碳酸盐铁矿石和极贫赤铁矿石资源化利用的技术难题，形成一批具有世界领先水平的核心技术：

        （1）创建了贫杂铁矿石“固-固罩盖界面调控”等基础理论。首次探明含碳酸盐铁矿石难以分选的本质原因是菱铁矿、铁白云石与赤铁矿、石英之间的交互影响与吸附罩盖，创建了“固-固罩盖界面调控”浮选理论体系；提出了导磁捕获载体与颗粒集群物性特征深度匹配的粗粒预选新思路；阐明了氧化矿浮选药剂极性基与矿物表面氢键吸附的重要作用，创造性地提出了铁矿石浮选药剂“氢键耦合多基团协同”的分子结构设计新理论。

        （2）发明了含碳酸盐铁矿石“分步分散协同浮选”新技术。基于“固-固罩盖界面调控”浮选理论体系和“分流分速”理念，利用菱铁矿、铁白云石与赤铁矿和石英可浮性差异，第一步通过正浮选捕收菱铁矿和铁白云石，消除其对赤铁矿、石英的吸附罩盖和交互影响;第二步企业微信反浮选实现赤铁矿与石英的分离。采用强化分散与新型捕收剂协同处理分步浮选中矿(正浮选泡沫)，使其得到有效利用。建成了300万吨/年的分步浮选示范工程，实现了含碳酸盐铁矿石的开发利用。

鞍钢矿业东鞍山烧结厂分步浮选生产现场

        （3）发明了极贫赤铁矿石“粗粒湿式强磁预选”新技术。针对鞍山式极贫赤铁矿品位极低(TFe<20%)、结晶粒度微细、矿物组成复杂的特点，建立了以磁介质特征参数优化为目标的梯级感应磁场调控机制，形成了基于物料粒度特征与分选空间和介质体系几何参数相适应的粗粒湿式强磁预选新技术，建成了450万吨/年的极贫赤铁矿资源化利用示范工程，获得了合格铁精矿和建筑用砂，实现了过去作为废石排弃的极贫赤铁矿资源化利用。

        （4）发明了贫杂铁矿石高效分离协同组合浮选药剂体系。基于“氢键耦合多基团协同”理论，研发了不同极性基和非极性基的基团接枝及分子组装技术，研制出常温高溶解性新型石英捕收剂和高选择性铁矿物抑制剂，形成了铁矿石高效分离协同组合浮选药剂体系，实现了铁矿石的常温高效反浮选，浮选尾矿铁品位降低2.3个百分点以上，浮选温度降低10C以上，实现了节能减排。

        项目成果成功开辟了资源高效率开发利用的新途径，对于引领我国铁矿行业技术进步，提升资源高质量利用能力、资源接续保障能力和市场风险防范能力，保障我国资源安全都具有重要意义。近三年利用该项目技术累计新增直接经济效益26.57亿元，减少固废堆存2400万吨，减排二氧化碳17.85万吨。