中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 何惠平
6月24日，地處撒哈拉沙漠北部深處的阿爾及利亞廷杜夫省（Tindouf）舉行了一場(chǎng)盛大的簽約儀式，中國(guó)CMH聯(lián)合體公司與阿爾及利亞國(guó)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)加拉杰比萊特（Gara Djebilet）鐵礦。
自2021年3月30日簽署諒解備忘錄（MOU）以來(lái)，經(jīng)過(guò)兩年多時(shí)間對(duì)開發(fā)方案和工藝技術(shù)的深入研究與論證后，雙方?jīng)Q定啟動(dòng)該項(xiàng)目。該項(xiàng)目第一期預(yù)計(jì)到2026年實(shí)現(xiàn)200萬(wàn)噸原礦石年開采能力和100萬(wàn)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，逐步擴(kuò)大產(chǎn)能；到2035年，規(guī)劃達(dá)到2500萬(wàn)噸礦石年開采量，及對(duì)應(yīng)的千萬(wàn)噸級(jí)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(chǔ)量高達(dá)35億噸的巨型鐵礦，在全球都是不多見(jiàn)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(guó)、澳大利亞等西方礦業(yè)公司對(duì)該公司進(jìn)行了多次開發(fā)嘗試，都無(wú)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(méi)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(guó)家的選擇？帶著疑問(wèn)，《中國(guó)冶金報(bào)》記者對(duì)CMH聯(lián)合體進(jìn)行深入采訪，挖掘其背后的故事。
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)行熔分脫磷，冶煉出合格的鐵水，再與常規(guī)的煉鋼及軋制工序銜接。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(duì)比國(guó)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(jí)，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)。
從最早接觸這個(gè)項(xiàng)目開始，CMH聯(lián)合體就到處搜集脫磷冶金技術(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(duì)湖北高磷鮞狀鐵礦冶煉有過(guò)深入研究，不僅在理論上論證了高磷鐵礦可以通過(guò)制取低碳直接還原鐵進(jìn)行熔分，能將磷與鐵有效分離，且依據(jù)這個(gè)理論，在實(shí)驗(yàn)室里成功地利用湖北高磷鮞狀鐵礦冶煉出了合格的鐵。在3年前看來(lái)，這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用前景尚有諸多不確定性，如市場(chǎng)上是否有承擔(dān)冶煉主要職責(zé)的氫基低碳還原裝備？低成本氫氣在哪兒？整個(gè)脫磷冶金的效率和運(yùn)營(yíng)成本如何？這些問(wèn)題都會(huì)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(yáng)光基于對(duì)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(guó)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（以下簡(jiǎn)稱氫冶科技），從兩方面同時(shí)展開了艱辛而高效的研發(fā)工作：一是在工藝技術(shù)開發(fā)方面，他們對(duì)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+熔分脫磷”工藝的技術(shù)可行性，完善工藝流程；二是在核心裝備開發(fā)方面，以國(guó)外研發(fā)團(tuán)隊(duì)為主設(shè)計(jì)，國(guó)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+熔分脫磷”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(píng)審會(huì)在北京召開，由鋼研院、中科院、中國(guó)礦冶集團(tuán)、清華大學(xué)和中國(guó)礦業(yè)聯(lián)合會(huì)教授及專家組成的評(píng)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+熔分脫磷”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(guó)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(dòng)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(chǔ)量大于200億噸，中國(guó)就有超70億噸，湖北、湖南、重慶等地有多個(gè)含鐵品位高、儲(chǔ)量規(guī)模大的高磷鮞狀鐵礦。由于過(guò)去選礦和冶金脫磷技術(shù)的限制，這些鐵礦全部都處于靜默狀態(tài)。在國(guó)家大力推動(dòng)“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”。
