——湖北華方流態(tài)磁化焙燒選礦成套裝備不停爐穩(wěn)定運行已達(dá)200天
產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定，關(guān)乎國家安全。近年來，習(xí)近平總書記多次強調(diào)“產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈在關(guān)鍵時刻不能掉鏈子，這是大國經(jīng)濟必須具備的重要特征”。
鋼鐵制造大國受制于鐵礦石進(jìn)口
我國是鋼鐵制造大國，擁有全世界一半的鋼鐵產(chǎn)能，對關(guān)鍵、重要原材料鐵礦石需求每年超過14億噸。我國鐵礦石儲量約占世界總儲量的11%，主要以中低品位為主，平均原礦品位僅有31%，遠(yuǎn)低于世界49%的水平，品位高于50%的鐵礦石僅占總儲量的1.8%，僅經(jīng)破碎篩分后可直接入爐冶煉的高品位富礦比例非常低。由于中低品位鐵礦選礦技術(shù)要求高、成本高，我國鋼鐵企業(yè)不得不更多采取進(jìn)口鐵礦石的方式來滿足生產(chǎn)需求。根據(jù)海關(guān)總署最新數(shù)據(jù)，今年1-4月我國進(jìn)口鐵礦砂及其精礦共38468萬噸，同比增長8.6%，而近年來我國鐵礦石年進(jìn)口逆差幾乎都在1000億美元以上，2021年更是超過1800億美元，對進(jìn)口依存度連年超過80%。
圖1 我國鐵礦石品位占比直方圖
與巨大進(jìn)口量相對的是，我國鋼鐵企業(yè)數(shù)量眾多、集中度較低，而上游資源供應(yīng)受力拓、淡水河谷、必和必拓、FMG四大礦的高度壟斷。弱勢的定價權(quán)令我國鋼鐵行業(yè)穩(wěn)定性在近二十年鐵礦石價格的大起大落中受到巨大挑戰(zhàn)。另外我國鐵礦石進(jìn)口國也相對集中，80%來自澳大利亞和巴西，結(jié)構(gòu)問題比較突出。在國際局勢極度不穩(wěn)定的當(dāng)下，如何破解對鐵礦石進(jìn)口的高度依賴是保障我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)安全的關(guān)鍵。
內(nèi)外兼修，擺脫鐵礦石進(jìn)口依賴迫在眉睫
令人欣慰的是，眾多科研工作者和企業(yè)都以保障我國產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全為己任，潛心研究，不畏困難，勇于創(chuàng)新，不斷破解各領(lǐng)域“卡脖子”難題。圍繞降低鋼鐵行業(yè)對進(jìn)口鐵礦石的依賴程度，各方力量從加大國內(nèi)鐵礦石資源開發(fā)強度和利用效率、支持再生鋼鐵料回收和循環(huán)利用、加快推進(jìn)海外權(quán)益礦開發(fā)等多個方向、內(nèi)外兼修加快部署與推進(jìn)，以圖盡快破解制約我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，實現(xiàn)低品位、難選鐵礦高效利用產(chǎn)業(yè)化
在眾多策略中，充分發(fā)揮總體資源儲量優(yōu)勢，有效拓展現(xiàn)有可利用資源，提高低品位、難選鐵礦選礦技術(shù)，降低選礦成本，成為部分研究機構(gòu)和企業(yè)的攻堅目標(biāo)。
2013年8月，湖北鳳山礦業(yè)有限公司投資2億元新建60萬噸/年低品位、難選鐵礦流態(tài)磁化焙燒選礦示范生產(chǎn)線。流態(tài)閃速磁化焙燒選礦成套技術(shù)與裝備是中國工程院余永富院士為核心的長沙礦治研究院、武漢理工大學(xué)院士技術(shù)團(tuán)隊，結(jié)合湖北黃岡黃梅縣低品位、難選鐵礦石實際研發(fā)的原創(chuàng)性技術(shù)。湖北華方裝備有限公司在產(chǎn)業(yè)化過程中對技術(shù)與裝備進(jìn)行了進(jìn)一步集成與優(yōu)化、創(chuàng)新，最終形成了成熟可靠的流態(tài)閃速還原焙燒技術(shù)與成套裝備。該技術(shù)創(chuàng)新性解決了難選弱磁性鐵礦磁化難題和鐵礦石焙燒難題，符合高效、環(huán)保、節(jié)能等多方面要求，被中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、中國金屬學(xué)會評選為“冶金科學(xué)技術(shù)一等獎”。
圖2 項目獲得冶金科學(xué)技術(shù)一等獎
該成套裝備發(fā)明人洪志剛在提起這條生產(chǎn)線時不無驕傲地表示：“這條示范生產(chǎn)線通過以流態(tài)化焙燒方式讓低品位褐鐵礦、菱鐵礦、赤鐵礦及復(fù)合鐵礦等弱磁性鐵礦石完成磁化，解決了還原性磁化焙燒難題，磁化反應(yīng)效率相比常規(guī)焙燒方式提高了400倍以上，磁化完成時間縮短至40秒。我們以31.84%品位的菱、褐鐵礦原礦生產(chǎn)出品位達(dá)到57.5%的精品礦，回收率超過91%！ 較常規(guī)選礦工藝精粉提高10多個品位、回收率提高50%以上。”
冶金工業(yè)總會讓人聯(lián)想到環(huán)境污染。當(dāng)我們置身開足馬力生產(chǎn)的廠區(qū)，這個顧慮終于被打消了，因為現(xiàn)場煙囪根本看不到煙塵，廠區(qū)內(nèi)也沒有預(yù)想中刺激的煤氣味道。據(jù)洪志剛介紹，由于礦粉的焙燒在封閉的環(huán)境中完成，焙燒完成后又通過密閉的管道輸送至磁選環(huán)節(jié)，污染外排環(huán)節(jié)少；同時由于焙燒溫度低，且處在還原性氣氛下，幾乎不產(chǎn)生氮氧化物，因此相比普通高爐，示范生產(chǎn)線的污染物排放種類及排放量大幅減少。
圖3 看不到煙塵的煙囪
項目有效提高了低品位鐵礦石的利用效率，環(huán)保也完全達(dá)標(biāo)，但如果要產(chǎn)業(yè)化還必須要考慮生產(chǎn)成本。對于成本問題，洪志剛同樣給出自信的答案“即使在2022年電價煤價高企的情況下，比較進(jìn)口鐵礦石和鋼鐵企業(yè)采購成本，用我們的生產(chǎn)線從低品位、難選鐵礦中磁選出鐵精礦也是劃算的！”他邊說邊給我們展示了詳盡的財務(wù)數(shù)據(jù)。
筑夢起航，建設(shè)100條生產(chǎn)線，完成10%的進(jìn)口替代
截至發(fā)稿，該生產(chǎn)線已不停爐穩(wěn)定運行200天，已具備產(chǎn)業(yè)化條件。流態(tài)磁化焙燒選礦技術(shù)給選礦行業(yè)帶來巨大進(jìn)步的同時，也使國內(nèi)存量巨大的低品位、難選鐵礦石的大規(guī)模高效綜合利用成為可能。在當(dāng)前時期，有效拓展國內(nèi)可利用鐵礦資源量，保障鐵礦石供應(yīng)能力，改善鐵礦石供應(yīng)嚴(yán)重依賴進(jìn)口的嚴(yán)峻局面對我國經(jīng)濟發(fā)展及國家安全具有重要的戰(zhàn)略意義。
說起未來，發(fā)明人洪志剛說：“目前我們年產(chǎn)100萬噸的生產(chǎn)線技術(shù)已經(jīng)完全成熟，如果能夠建設(shè)100條這樣的生產(chǎn)線，就可以高效環(huán)保地利用低品位、難選鐵礦年產(chǎn)1億噸精鐵礦，那時我們的生產(chǎn)線就足以完成咱們國家10%鐵礦石進(jìn)口替代！”我們希望先進(jìn)的技術(shù)裝備可以成功復(fù)制推廣，為我國低品位、難選鐵礦高效、低成本利用提供一條可行路徑，成為我國擺脫鐵礦石進(jìn)口依賴，實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定的又一有力支撐。
