冬雪消融，太行山区迎来了乍暖还寒的初春。军工车间的炼钢区里，三座土法炼钢炉依旧熊熊燃烧，火光映红了半边天。但炼钢队的队长老周却愁眉不展，蹲在炉口旁，看着刚出炉的一炉粗钢锭，脸上满是无奈。
“周队长，又出问题了？”李铮走了过来，看着那些表面凹凸不平、夹杂着杂质的钢锭，问道。
老周叹了口气，点了点头：“李主任，您看这钢，杂质太多了，质地不均匀，用来加工精密零件根本不行，就连制作普通的枪管，都得反复锻打，浪费了大量的时间和焦炭。”
李铮皱起了眉头。自从车间扩大生产后，对钢材的需求量大幅增加，之前缴获的铁矿砂已经用完，现在使用的都是从根据地周边山区开采的铁矿砂。这些铁矿砂品位较低，里面混杂着大量的泥土、石头等杂质，虽然经过简单的筛选，但还是有很多杂质残留，导致炼出的粗钢质量参差不齐，不仅影响了后续的零件加工，还降低了炼钢效率。
“之前咱们用的是‘手选法’，靠人工挑选矿石，把明显的石头和泥土去掉，但细小的杂质根本选不干净。”老周说道，“现在每天炼三炉钢，因为杂质多，每炉钢的熔炼时间都要比之前延长一个小时，而且合格率只有七成左右。”
李铮知道，这个问题必须尽快解决。钢材是武器生产的基础，钢的质量直接关系到武器的性能和使用寿命。如果不能提高铁矿砂的品位，不仅会影响生产效率，还会制约后续的技术创新。“老周，你有没有想过其他的选矿方法？比如能不能用物理方法把杂质和铁矿砂分离开？”
老周想了想，说道：“我听老一辈的矿工说过，有些矿山用‘水选法’选矿，就是利用矿石和杂质的密度不同，在水中分离。铁矿砂的密度大，会沉在下面，杂质的密度小，会浮在上面或者被水流冲走。但具体怎么操作，我也不清楚。”
“水选法？这个主意好！”李铮眼前一亮，“吴博士是学化工的，对这些物理分离方法应该有研究，咱们去找他问问。”
两人立刻来到吴天浩的办公室。吴天浩正在整理技术资料，听了他们的问题后，说道：“水选法确实是一种有效的选矿方法，原理很简单，就是利用不同矿物的密度差异，在水流的作用下实现分离。铁矿的密度大约是5.2克/立方厘米，而泥土和石头的密度大多在2.5-3克/立方厘米之间，差异很明显，用这种方法应该能有效去除杂质。”
“那具体怎么操作呢？我们没有专业的选矿设备啊。”老周问道。
“咱们可以自制简易的水选装置。”吴天浩拿起笔，在纸上画了起来，“首先，把开采来的矿石粉碎，粉碎到一定的粒度，让铁矿颗粒和杂质颗粒分离开；然后，制作一个倾斜的溜槽，把粉碎后的矿石放进溜槽里，再从溜槽的上端喷水，水流会带着矿石颗粒向下流动；由于铁矿颗粒密度大，会沉在溜槽底部，被留在溜槽的末端，而杂质颗粒密度小，会被水流冲走，这样就能得到品位更高的铁矿砂了。”
李铮看着图纸，说道：“这个装置听起来不难制作，咱们车间有钢材和木板，完全可以自己做。老周，你立刻组织炼钢队的人手，按照吴博士的设计，制作水选装置，我让后勤部门配合你们，解决水源和动力问题。”
“好！”老周立刻答应下来，脸上露出了久违的笑容。
第二天一早，炼钢队就开始了水选装置的制作。他们首先搭建了一个简易的厂房，防止雨水影响选矿效果。然后，用钢板焊接了一个长10米、宽1米、高0.5米的溜槽，溜槽的倾斜角度调整为15度，这样既能保证水流顺畅，又能让铁矿颗粒有足够的时间沉降。溜槽的底部铺设了一层粗糙的橡胶板，增加摩擦力，防止铁矿颗粒被水流冲走。
水源方面，他们在厂房旁边挖了一个蓄水池，引入附近的山泉水，再安装一台小型水泵，将水抽到溜槽的上端。动力方面，初期先用人力摇动水泵，后续再考虑用柴油机带动。
装置制作完成后，老周带领队员们进行了第一次试验。他们把开采来的矿石用破碎机粉碎成粒径不超过5毫米的颗粒，然后将矿石颗粒倒入溜槽的上端，同时启动水泵，水流均匀地喷洒在矿石颗粒上。
然而，试验的效果并不理想。矿石颗粒倒入溜槽后，大部分都被水流冲走了，留在溜槽末端的铁矿砂很少，而且里面依然混杂着不少杂质。“这怎么回事？怎么大部分铁矿砂都被冲走了？”一名队员疑惑地问道。
老周也皱起了眉头，他仔细观察着溜槽内的情况，说道：“可能是水流速度太快了，铁矿颗粒还没来得及沉降，就被冲走了。而且矿石粉碎的粒度也可能太大，杂质和铁矿颗粒没有完全分离。”
吴天浩也来到了试验现场，他观察了一会儿，说道：“老周说得对，有两个问题需要改进。第一，水流速度太快，需要减小水泵的出水量，让水流变得平缓；第二，矿石粉碎的粒度不够细，需要再粉碎一次，让铁矿颗粒的粒径不超过2毫米，这样才能更好地与杂质分离。另外，溜槽底部的橡胶板太粗糙了，可以换成光滑的铁板，让水流分布更均匀。”
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