中國冶金報(bào) 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 何惠平 報(bào)道
6月24日,地處撒哈拉沙漠北部深處的廷杜夫?。═indouf)舉行了一場盛大的簽約儀式,中國CMH聯(lián)合體公司與阿爾及利亞國家鋼鐵公司(Feraal)簽署合作協(xié)議,明確成立礦業(yè)公司和鋼鐵公司兩家合資企業(yè),分別作為鐵礦石開采和下游冶煉鋼鐵的主體,礦冶一體化開發(fā)Gara Djebilet鐵礦。
這是自2021年3月30號簽署諒解備忘錄(MOU)以來,經(jīng)過兩年多時(shí)間對開發(fā)方案和工藝技術(shù)的深入研究與論證,雙方?jīng)Q定啟動該項(xiàng)目。該項(xiàng)目第一期,到2026年,實(shí)現(xiàn)200萬噸原礦石年開采能力和100萬噸鋼坯(用于出口)年產(chǎn)能的綜合鋼鐵廠投產(chǎn),并待通往礦區(qū)的鐵路修通后,逐步提升產(chǎn)能;到2035年,規(guī)劃達(dá)到2500萬噸礦石年開采量,及對應(yīng)的千萬噸級的鋼鐵冶煉規(guī)模。這次簽約,標(biāo)志著該鐵礦的開發(fā)終于進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。
平均天然含鐵品位53%、儲量高達(dá)35億噸的巨型鐵礦,在全球都是不多見的,但受限于選礦脫磷技術(shù),該鐵礦一直處在“沉睡“的狀態(tài)。從上世紀(jì)60年代開始,相繼有法國、澳大利亞等西方礦業(yè)公司進(jìn)行了多次開發(fā)嘗試,都無功而返。進(jìn)入21世紀(jì),F(xiàn)eraal又委托亞洲的鋼鐵工程公司和俄羅斯科研機(jī)構(gòu)開展不同技術(shù)路徑的探索,但也都沒能找到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)均可行的方案,由此,大多數(shù)人判定這個(gè)鐵礦不具備開發(fā)價(jià)值。
究竟,是什么喚醒了這個(gè)“沉睡”的巨型鐵礦?為什么CMH聯(lián)合體成為了阿爾及利亞國家的選擇?帶著疑問,《中國冶金報(bào)》記者對CMH聯(lián)合體進(jìn)行深入調(diào)研并采訪了相關(guān)人員,挖出了背后的故事:
CMH聯(lián)合體提出的開發(fā)方案,跳出了傳統(tǒng)的“選礦脫磷“思路,不設(shè)單獨(dú)選礦環(huán)節(jié),其工藝路徑可概括為采用氫基還原將原礦石變成直接還原鐵,然后進(jìn)行融分脫磷,冶煉出合格的鐵水,后面再接常規(guī)的煉鋼及軋制工序。由于阿爾及利亞工業(yè)用天然氣價(jià)格低廉,冶煉1噸鋼鐵的原燃料成本不到100元,對比國內(nèi)傳統(tǒng)高爐煉鐵耗用原燃料成本在1000元以上,低一個(gè)數(shù)量級,這使得該礦采用“選冶一體”的技術(shù)方案具備了經(jīng)濟(jì)可行的基礎(chǔ)。這方案能否最終實(shí)現(xiàn),關(guān)鍵是技術(shù)。
從最早接觸這個(gè)項(xiàng)目開始,CMH聯(lián)合體就滿世界搜集脫磷冶金技術(shù)及相關(guān)信息,偶然得知北京科技大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)對湖北高磷鮞狀鐵礦冶煉有過深入研究,不僅在理論上論證了高磷鐵礦可以通過制取低碳直接還原鐵進(jìn)行融分,能將磷與鐵有效分離,且在實(shí)驗(yàn)室里,依據(jù)這個(gè)理論,成功地利用湖北高磷鮞狀鐵礦冶煉出了合格的鋼。在3年前看來,這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用前景尚有諸多不確定性,如承擔(dān)冶煉主要職責(zé)的氫基低碳還原裝備市場上是否有?低成本氫氣在哪兒?整個(gè)脫磷冶金的效率和運(yùn)營成本如何?這些問題都會影響到該技術(shù)的落地及存在意義。
CMH聯(lián)合體成員企業(yè)湖南盛世陽光基于對這項(xiàng)技術(shù)的興趣和信心,果斷投入,發(fā)起由北科大鋼鐵冶金新技術(shù)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室主任郭占成教授及團(tuán)隊(duì)主要成員、裝備開發(fā)人員等共同持股成立的氫冶科技公司,在兩方面同時(shí)展開了艱辛而高效的研發(fā)工作:一是工藝技術(shù)開發(fā)方面,他們對脫磷冶金工藝進(jìn)行了更深入的研究,采用阿爾及利亞鐵礦石再次做了比較試驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證高磷鐵礦“氫基還原+融分脫磷”工藝的技術(shù)可行性,完善工藝流程;二是核心裝備開發(fā)方面,以國外研發(fā)團(tuán)隊(duì)為主設(shè)計(jì),國內(nèi)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)部件制造、配件選型及具體工程實(shí)施,聯(lián)合攻關(guān)“氫基還原+融分脫磷”成套裝備,并在山西投建了中試基地。鑒于氫冶科技在脫磷冶金方面的技術(shù)積累,CMH聯(lián)合體選擇其作為開發(fā)阿爾及利亞高磷鐵礦的獨(dú)家工藝技術(shù)支持單位。
功夫不負(fù)有心人。2023年4月12日,高磷鐵礦氫還原冶煉脫磷技術(shù)可行性評審會在北京順利召開,由中國鋼研院、中科院、中國礦冶集團(tuán)、清華大學(xué)和中國礦業(yè)聯(lián)合會教授及專家組成的評審小組一致認(rèn)定:該工藝技術(shù)可行,在能獲得低價(jià)天然氣或煤制還原氣的地區(qū),經(jīng)濟(jì)上也可行。5月份,在山西的裝備中試基地,以焦?fàn)t煤氣為原燃料的低碳直接還原鐵在試生產(chǎn)中得到的產(chǎn)品金屬化率、含碳量等都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求;焦?fàn)t煤氣、氧氣、氮?dú)饧半娏Φ鹊南闹笜?biāo)也都達(dá)到理想水平,整套裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。核心設(shè)備的中試成功,掃清了“氫基還原+融分脫磷”冶金技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的最后障礙。
目前,Gara Djebilet鐵礦開發(fā)已被列為阿爾及利亞最重要的3個(gè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性項(xiàng)目之一,中國CMH聯(lián)合體背后的關(guān)鍵技術(shù)支持者,擁有核心專利和專有脫磷冶金成套裝備的氫冶科技,為推動該項(xiàng)目進(jìn)展立下了汗馬功勞。
全球已探明的高磷鮞狀鐵礦儲量大于200億噸,中國就有超70億噸,湖北、湖南、重慶等地有多個(gè)含鐵品位高、儲量規(guī)模大的高磷鮞狀鐵礦。由于過去選礦和冶金脫磷技術(shù)的限制,這些鐵礦也全部都處于靜默狀態(tài)。在國家大力推動“基石計(jì)劃”的當(dāng)下,我們期待有更多的高磷鮞狀鐵礦被“激活”。