赤漠的晨光刚为冶炼炉镀上一层暖金色,林舟就拿着专项团队连夜发送的 “矿石筛选技术手册”,蹲在临时营地的矿石堆旁仔细研读。手册中详细介绍了针对赤铁矿的 “三级筛选法”—— 通过物理筛选、磁选、重力筛选的组合,可将铁矿纯度从 62% 提升至 68% 以上,同时降低硫、磷等有害杂质含量,为后续冶炼高品质粗铁提供保障。“之前我们只做了简单的人工分拣,杂质去除不够彻底,现在有了系统的筛选方法,必须尽快掌握并应用,才能让炼出的粗铁达到预期品质。” 林舟指着手册中的流程图,对身旁的赵宇说,“今天我们的核心任务就是制作筛选工具,完成 50 公斤铁矿石的三级筛选,为明天的冶炼做好原料准备。”
制作筛选工具是第一步。根据手册指导,两人首先搭建 “分级筛网”—— 用胡杨木制作三个尺寸相同的方形框架(长 1 米、宽 0.8 米),分别固定不同孔径的筛网:第一层为 “粗筛网”,孔径 10 毫米,用于过滤直径超过 10 厘米的岩石块和大块杂质;第二层为 “细筛网”,孔径 5 毫米,分离中等大小的矿石和细沙;第三层为 “磁筛网”,在 5 毫米孔径筛网下方加装一层可拆卸的永磁体,利用磁力吸附铁矿石中的铁磁性颗粒,同时分离非磁性杂质(如石英砂、长石等)。“磁筛网是关键创新点,赤铁矿具有弱磁性,通过永磁体吸附,能有效分离出矿石中的铁磁性成分,进一步提升纯度。” 林舟用之前采集的永磁矿石(从黑石山岩石堆中发现)制作永磁体,将其打磨成薄片后,均匀固定在筛网下方,“这种天然永磁体的磁力虽然不如工业磁铁强,但足以满足赤铁矿的筛选需求,且无需额外能源,非常适合赤漠环境。”
接下来制作 “重力筛选槽”—— 用陶土烧制一个长 2 米、宽 0.3 米、深 0.2 米的 U 型槽,槽底铺设一层倾斜的细纱布(孔径 1 毫米),槽体一端垫高 30 厘米,形成 5° 的倾斜角,用于利用重力分离矿石中的轻杂质(如黏土颗粒、煤屑等)。“重力筛选的原理是,将矿石与水按 1:3 的比例混合成矿浆,倒入筛选槽后,较重的铁矿石颗粒会沿槽底快速下滑,落入收集容器,而较轻的杂质则会随水流缓慢流动,从槽尾排出。” 赵宇在筛选槽底部安装一个可拆卸的收集盒,“这样既能高效分离杂质,又能回收利用矿浆中的水,符合赤漠资源节约的原则。”
工具制作完成后,两人立即启动 “三级筛选流程”。第一级为粗筛阶段:林舟将 50 公斤铁矿石倒入粗筛网,赵宇轻轻晃动框架,直径超过 10 厘米的岩石块和大块杂质被留在筛网上,共分离出约 3 公斤杂质,这些杂质后续可用于加固冶炼炉地基。“粗筛的目的是快速去除大尺寸杂质,减少后续筛选的工作量。” 林舟将筛下的矿石转移至细筛网,“你看这些筛选后的矿石,尺寸基本控制在 5-10 厘米,大小均匀,便于后续磁选和重力筛选。”
第二级为磁选阶段:赵宇将细筛网与磁筛网组合,倒入粗筛后的矿石,同时缓慢晃动框架。矿石中的铁磁性颗粒被磁筛网下方的永磁体吸附,而非磁性杂质(如石英砂、长石)则通过筛网落入下方容器。“磁选过程需要控制晃动频率,每分钟 15-20 次为宜,频率过快会导致铁磁性颗粒随杂质一起掉落,频率过慢则会降低筛选效率。” 林舟用小刷子轻轻扫下磁筛网上吸附的铁矿石颗粒,“这些颗粒的铁含量至少在 70% 以上,是冶炼粗铁的核心原料,我们要单独收集,用于制作高品质铁锭。” 经过磁选,共分离出约 5 公斤非磁性杂质,铁矿石纯度初步提升至 65%。
第三级为重力筛选阶段:这是提升纯度的关键环节。两人将磁选后的矿石破碎至直径 1-5 毫米的颗粒,与水混合成矿浆后,缓慢倒入重力筛选槽。矿浆沿倾斜的槽体流动时,较重的铁矿石颗粒快速沉入收集盒,而较轻的黏土颗粒、煤屑等杂质则随水流从槽尾排出。“重力筛选需要严格控制矿浆浓度和水流速度,矿浆浓度过高会导致杂质无法有效分离,过低则会浪费水资源。” 赵宇用勺子轻轻搅拌矿浆,“我们之前做过测试,1:3 的矿浆浓度和每分钟 5 升的水流速度,分离效果最佳,能去除约 2% 的杂质。”
重力筛选完成后,两人将收集盒中的铁矿石颗粒取出,放在遮阳棚下自然晾晒。2 小时后,铁矿石完全干燥,林舟用便携式检测设备测量其纯度:铁含量达到 68.5%,硫含量降至 0.012%,磷含量降至 0.01%,各项指标均优于预期。“太成功了!通过三级筛选,铁矿石纯度提升了 6.5 个百分点,有害杂质含量大幅降低,这样炼出的粗铁,强度至少能提升 15%,完全能满足制作铁器工具的需求。” 林舟兴奋地记录数据,“更重要的是,这套筛选方法操作简单、成本低,不需要复杂设备,很适合在赤漠推广,甚至能通过万倍具现,为国内小型铁矿企业提供技术参考。”
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