依托技术进步，改进落后产线

有着60多年历史的马钢矿业南山矿凹山选矿厂，先后历经了三个不同采场的矿源转换，矿源性质变化反差巨大。一是因矿石性质贫细杂，低品位与嵌布粒度细，导致现行生产流程“三段——闭路破碎+阶段磨选”工艺复杂；二是因磨矿能耗过高，吨原矿电耗居高不下；三是面临尾矿处理与环保挑战，尾矿量大且利用率低，极贫矿选后尾矿量甚至达到原矿的80%~90%；四是分选技术存在“瓶颈”，受磁选抛废技术的局限，对极贫矿分选精度不足，金属回收率低。加上选厂几十年来沿用传统的大型球磨机，传动效率低，有用功转化率不高，噪声污染严重（＞92dB）。

“十四五”开始，他们对照行业先进，立足内部挖潜，顺利推进大型重点技改工程一、二系列球磨高效节能更新改造项目暨三段细磨扩能改造项目，将原一、二系列4台Φ2736球磨机升级为2台Φ3660大型球磨机，并且配套实施三段立磨机磨矿工艺，进一步稳定和提升了现阶段凹选厂铁精矿产量和品位。随着中国宝武大力推行“四新”技术的应用，该厂将原磨选系列球磨机及相关工艺设备，替换成永磁电机驱动取代同步电动机技术驱动、磁性衬板与陶瓷球组合磨矿、立磨陶瓷球磨矿等先进技术装备。此举，大大降低了原矿入磨粒度和磨矿能耗，通过这项具有里程碑意义的磨选设备大型化整合和自动化改造，凹山选矿厂磨选系统实现了一键启停，选厂绿色生产和智慧化水平有了质地提升。

瞄准关键节点，推进节能降耗

在冶金行业的选矿领域，磨矿选别生产工序所消耗的能量往往会超过整个选厂的50%，尤其是采用充填定量磨矿介质的传统球磨机使用座体支撑筒体，通过筒体旋转产生的离心力进行磨矿所消耗的能量更大，磨矿成本也就更高。由于采用的磨矿介质大多为高密度的钢球，受重力、离心力和摩擦力的作用等影响，球磨机承载负荷大，矿物过磨粒级产率高，极易产生严重的噪声和筒体内部衬板的损坏。

以问题为导向，以降耗为目标，该厂技术团队结合南山矿极贫矿的磨矿选别生产流程特点，耗时一年多进行了大量科研研发和技术攻关，科学优化组合了永磁直驱磨矿技术、高充填率陶瓷球介质节能低噪音球磨机、纳米陶瓷球取代钢球立磨技术、陶瓷球与磁性衬板组合磨矿技术等国内先进的磨选尖端项目，最终集成了低碳磨选关键技术。这项由该厂研发、具有完全自主知识产权的“低碳磨选关键技术集成与工业应用新技术”，使得磨矿产能显著提升，磨机台时能力相当于原磨选1—2#两个系列之和的1.6倍，铁精矿年增产23.46万吨，在保障其他磨选指标的前提下，矿物合格粒级随之提高21.32个百分点，并彻底解决了传统卧式球磨机噪声高于92分贝的难题，现场噪声降低至71分贝以下，现场操作工人的作业环境和健康环境大大增强。该项创新成果中的永磁直驱磨矿、纳米陶瓷球取代钢球立磨等关键技术不仅在国内首创，填补了国内多项空白，其技术集成也达到目前国际先进水平。仅此，每年可为南山矿带来644.58万元的收益，经济效益和社会效益十分可观。

积累技术经验，加快成果转化

冶金矿山企业如何避免过于依赖进口而可能导致的质量、信息、安全问题和供应链中断的风险，以降低企业运营成本，更好地满足国内市场需求，是冶金行业面临的共同问题。凹山选矿厂依靠自身积累，逐步减少对国外技术的盲从，抓紧培养自己的技术人才，加大自身的抗风险能力。

高压辊磨机作为一种重要的高端研磨设备，广泛应用于矿山、冶金、化工、建筑材料等行业。其中，矿山行业是高压辊磨机的主要应用领域之一。随着全球矿业的快速发展，对高压辊磨机的需求也在逐渐增长。为解决极贫铁矿石入选处理的难题，南山矿于2005年花巨资从国外首家引进高压辊磨系统。十多年来，由于采场位置发生变化，加上配矿条件有限，矿石硬度不一，进口设备给料、控制和液压等系统故障频发，性能早已不能满足生产需求。

“十四五”期间，该厂从打造产业化矿产资源全流程智慧型供应链的角度出发，以提升产量、保障精品为目标，组织技术团队对磨选设备大型化改造提前布局，及时引入国产“GLGY1512型”高压辊磨机，同时对其关联工艺进行国产化替代改造，通过并联辊磨和工序优化来提高碎矿效率，实现以碎代磨和极贫极难选磁铁矿的经济分选，从而达到降本增效及资源利用最大化的目标。通过对高压辊磨机本体、给料系统、控制系统、液压系统、驱动系统进行全维度优化，新建高压变频室，提前安装动、定辊高压变频器，将中压电机升级为6KV高压电机，并先后开展高压辊磨机并联国产化应用与数十项关联工序升级的技术攻关，以提升高压辊磨机的应用和处理上限，降低维护难度和运行成本，从而达到每天3万吨的原矿处理量。目前，高压辊磨机及其零部件全部实现国产化，与马钢矿业系统内的高压辊磨机备件通用率增加，吨矿能耗指标由改造前的1.258KWh/t降低到1.067KWh/t，不仅大大减少故障台时和备件成本，增加铁精矿和尾砂产量，每年可为该矿带来5282.6万元的净值经济效益。

赋能绿色生产，推进“智造”转型

永磁同步电机驱动大型球磨机是凹山选矿厂在马钢矿业系统首次推进永磁电机智能化应用的成功实践。“十四五”期间，该厂组织实施了主厂房1#系列球磨机自动化系统改造，创下了该厂自动化改造有史以来首次试车即远程操作的先河，并且实现一键启停操作模式，将系统启动时间由48分钟压缩到15.8分钟。同时，建立在自动化L1级基础上的L2级模型控制的投运，使得一线岗位工人的劳动强度得以减轻，也大大降低了岗位工人频繁操作和调整的难度系数。该项目首次将给矿泵系统的在线振动监测与PLC数据相结合，通过设备状态综合监测预警系统，实现了机泵远程监测和自动巡检，可以自动检索过流件磨损程度，精准实现在线趋势预测，为该矿低压设备多重保护与遥信、遥测、遥调、遥控的智能化、无人化条件下的低压配电室样板工程。

我国铁矿石资源储备虽然数量大，但禀赋差，且长期依赖进口。国家“十四五”原材料工业发展规划明确提出，要加强低品位难选冶铁矿资源利用的技术攻关，国家《钢铁行业碳达峰实施方案》更将“极贫磁铁矿高效分选”列为重点突破领域，要求2025年底前铁精矿单位产品能耗下降8%。为积极响应国家“双碳”政策，按照国家战略规划和高质量发展的要求，该厂瞄准行业高标准，全力研发以“多碎少磨、低碳高效”为核心目标的极贫磁铁矿高效利用关键技术，以实现极贫矿加工处理生产工艺的节能、稳质和环保升级。经过三年来的不断实践，在2025年9月终于攻克了困扰凹选厂数十年存在的“一低三高一长”（品位低、成本高、能耗高、选比高、流程长）难题。“极贫磁铁矿高效利用关键技术研发与工业应用”工程量浩大，基本涉及行业六大关键技术及核心指标，仅技术研发就包括专利技术和秘密24件。其中，14件国家发明专利、1件国际专利、5件实用新型专利和4件技术秘密。该项集成技术可使极贫矿回收率提升2.3%，节水率95%，吨矿能耗下降超20%，远远高于国家要求的能耗下降8%的标准，完全实现了凹选厂产线全流程节能减排与碳中和，年创直接经济效益3856万元。

截至“十四五”末，该厂已迅速迈上稳产提质、节能降耗和智慧化升级的新台阶，稳步实现由“生产”向“智造”的转型。较之过去相比，采选能耗下降14%，选比下降55%，金属回收率提升2.82%，每年多收优质铁精矿6.39万吨，产线完成100%智能集控，从而使得这家百年老厂产线设计更加科学、布局更加合理、工艺更加匹配、运行更加顺畅。