前不久,技术中心总工程师室炼铁研究高级工程师赵贵清发明的“一种快速识别铁矿粉中有害物质来源的检测方法”被授予2023年度甘肃省专利奖三等奖,这是该研究成果在获得国家发明专利授权后取得的又一个重要奖项。
殊不知,这项专利技术的研究起源于一项“打假”行动。
在炼铁高炉用料中,一些含有钾、钠、铅、锌、砷等氧化物的有害物质都被严格限用,如果含量过高会影响高炉的稳定生产、炉役寿命、质量成本,甚至会产生废品造成钢材难以投放市场。但在利益的驱使下,一些不法供应商会将一些国内化工或有色企业生产中产生的含铁硫酸渣掺入铁矿粉中,因其价格低廉供应到钢厂可牟取暴利。另外,钢厂在生产运行过程中也会产生大量除尘灰,但其含有大量的有害物质未被企业全部利用,部分对外销售,除尘灰也有可能被掺入铁矿粉后再次流入钢厂。
我国是硫酸渣产出大国,每年的排放量在1000多万吨。同时作为钢铁生产大国,每年还产出高炉瓦斯灰1500多万吨。硫酸渣和高炉瓦斯灰等含铁固废如果流入到铁矿粉中,会对炼钢环节造成严重冲击。长期以来,集团公司存在大量的铁料缺口,需要从周边进行采购。但由于硫酸渣或除尘灰粒度细小,掺入铁矿粉后难以辨认,给企业生产带来了不小的困扰。
“人为掺入工业废料,不仅会造成炉料质量异常波动,还给企业的生产稳定和有序经营带来严重冲击。”赵贵清说,作为冶金行业原料管理的难题之一,如何快速识别铁矿粉中有害物质来源,做实“打假”行动,有着重要的现实意义。
如何找到“打假”行动的突破口?这需要专业的技术支撑。2014年以来,赵贵清查询了大量文献资料,做了无数次实验,完成了铁矿粉成矿机理、粒度组成及成分分布等方面的研究。他发现,不同粒度形态的天然矿的化学成分差异并不大,但人为掺杂的原料其化学成分会随粒级不同而发生较大变化。基于这个原理,他对烧结机头灰、高炉瓦斯灰、炼钢除尘灰等十余项除尘灰进行对比分析,在长达一年多的大量试验对比后,根据其成分与粒度的分布规律,提出了一种快速判定铁矿粉原料中是否有非地质因素掺入有害杂料的检测方法。
“我们利用这个方法进行粒度筛分和化学检测,能在2个小时内完成检测,可有效阻断冶金除尘灰及化工硫酸渣等富含钾钠锌等有害元素工业固废再次进入钢铁生产环节,避免因原料问题造成额外成本增加以及冶炼环节事故,解决了国内钢铁行业铁矿粉掺假的问题。”赵贵清说道。
该检测方法于2016年在集团公司范围内应用实践,累计甄别冶金除尘灰59.2万吨、化工硫酸渣37.4万吨,截至2023年底累计降本创效6100万元,经济效益和社会效益明显,在冶金企业具有较好的推广价值。2018年,赵贵清向国家知识产权局提出发明专利申请,2021年获得授权,该项技术填补了国内铁矿粉质量管理领域的空白,达到了国内领先水平。
“打假”是需要付出的。除了时间投入和技术投入,赵贵清在没有任何资金投入的条件下,安全简洁、快速高效地解决了铁矿石质量管理中长期存在的掺假问题,彻底斩断了铁矿粉掺假这条利益链,为企业、行业及社会作出了贡献。前不久,这项专利被授予2023年度甘肃省专利奖三等奖。

