全球首次基於純氫冶金的釩鈦磁鐵礦工業化高效分離技術取得圓滿成功
2026-05-02 23:51:31
近期,中國鋼研科技集團有限公司(簡稱中國鋼研)在(zai)山(shan)東(dong)臨(lin)沂(yi)萬(wan)噸(dun)級(ji)純(chun)氫(qing)冶(ye)金(jin)示(shi)範(fan)線(xian)進(jin)行(xing)了(le)全(quan)球(qiu)首(shou)次(ci)基(ji)於(yu)純(chun)氫(qing)冶(ye)金(jin)的(de)釩(fan)鈦(tai)磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)工(gong)業(ye)化(hua)高(gao)效(xiao)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)試(shi)驗(yan)並(bing)取(qu)得(de)圓(yuan)滿(man)成(cheng)功(gong)。采(cai)用(yong)攀(pan)枝(zhi)花(hua)米(mi)易(yi)釩(fan)鈦(tai)礦(kuang)原(yuan)料(liao),釩(fan)鈦(tai)礦(kuang)氧(yang)化(hua)球(qiu)團(tuan)全(quan)鐵(tie)約(yue)53.45%,V₂O₅含量0.69%,TiO₂含量9.57%。試驗期間累計獲得純氫還原釩鈦球團產品300餘噸,還原後平均金屬化率達到97%。經真空感應電爐熔煉後,獲得鐵水中幾乎無碳,其中釩含量為0.0042~0.0086%,鈦含量小於0.0005%;熔分渣中V₂O₅品位可達2.39~2.67%,TiO₂品位可達33.11~37.23%,富集程度達3.46~3.89倍,釩、taiyuansujibenshangfujizaizhazhong。zheshijibujiuqianwanchengdeshoucidatongchunqingyejinjigaochuntieshengchanliuchengzhihou,xiangmutuanduijiexufendoushixiandeyouyicizhongdatupo,weishixiangaoxiaokaifafantaicitiekuangziyuangongxianlegangyanzhihuihegangyanliliang。
釩鈦磁鐵礦富含多種有價金屬,是我國鐵、釩、鈦資源的重要來源,應用前景廣闊,利用價值巨大。當前,釩鈦磁鐵礦冶煉主流程為高爐—轉爐流程,產品為含釩生鐵和含鈦高爐渣,該工藝相對成熟且已大規模工業應用,代表型企業有攀鋼、承鋼,但存在流程長、CO₂排放大、燒結和焦化工序汙染物排放嚴重,含鈦爐渣利用率低等問題。輔助流程為非高爐煉鐵流程,由轉底爐、回轉窯、流化床等預還原後再經磨選或熔分工藝實現鐵、釩、鈦分離,該工藝流程短、冶煉周期快、基(ji)建(jian)投(tou)資(zi)低(di)及(ji)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)高(gao),但(dan)整(zheng)體(ti)工(gong)藝(yi)路(lu)線(xian)不(bu)成(cheng)熟(shu)均(jun)處(chu)於(yu)試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)階(jie)段(duan)。縮(suo)短(duan)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)和(he)降(jiang)低(di)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)是(shi)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)未(wei)來(lai)發(fa)展(zhan)的(de)趨(qu)勢(shi),當(dang)前(qian)釩(fan)鈦(tai)鐵(tie)精(jing)礦(kuang)非(fei)高(gao)爐(lu)煉(lian)鐵(tie)工(gong)藝(yi)產(chan)業(ye)尚(shang)未(wei)形(xing)成(cheng)“內循環”,中國鋼研全球首次基於純氫冶金的釩鈦磁鐵礦工業化高效分離技術取得成功具有重大現實意義和戰略意義。
01 有利於釩鈦磁鐵礦冶煉的低碳發展
目前,我國鋼鐵生產碳排放的70%以上來自高爐煉鐵環節,煉鐵環節降碳甚至“零碳”是(shi)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)低(di)碳(tan)發(fa)展(zhan)的(de)關(guan)鍵(jian)。釩(fan)鈦(tai)磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)因(yin)其(qi)礦(kuang)型(xing)複(fu)雜(za),冶(ye)煉(lian)難(nan)度(du)大(da),噸(dun)鐵(tie)碳(tan)排(pai)放(fang)遠(yuan)高(gao)於(yu)普(pu)通(tong)鐵(tie)礦(kuang)石(shi)噸(dun)鐵(tie)排(pai)放(fang)量(liang),據(ju)測(ce)算(suan),攀(pan)鋼(gang)高(gao)爐(lu)冶(ye)煉(lian)釩(fan)鈦(tai)磁(ci)鐵(tie)礦(kuang)噸(dun)鐵(tie)的(de)CO₂直接排放為1508.7kg,普通鐵礦石冶煉噸鐵的CO₂直接排放為1054.35kg。如采用純氫冶金進行冶煉,降碳幅度可達92.1%~100%,是推動鋼鐵行業乃至全社會低碳發展的重要舉措。

中國鋼研純氫豎爐
02 有利於源頭解決含鈦爐渣利用難題
受限於傳統高爐釩鈦磁鐵礦冶煉技術,為解決因Ti(C,N)的生成導致含鈦爐渣粘度增大、高爐透氣性變差問題,冶煉過程需在入爐原料中添加30%左右的普通鐵礦石,導致爐渣中TiO₂的含量通常低於25%且無法資源化利用,一直是擺在行業麵前的難題。采用純氫冶金可將還原和熔分過程分開進行、單獨控製,不存在操作透氣性等問題,可實現全釩鈦磁鐵礦冶煉,經電爐熔分後,渣中TiO₂質量分數得到大幅度提高,滿足於硫酸法鈦白、低品位鈦鐵合金工藝原料條件。

釩鈦礦氧化球團
03 有利於釩鈦磁鐵礦資源綜合利用
釩鈦磁鐵礦是一種鐵、鈦、釩多金屬共生的複合礦石,還伴生有鉻、镓、鈧、鈷、鎳、銅、鉑族元素等多金屬有用元素,傳統高爐冶煉工藝操作工藝簡單粗放,除了鐵、釩,其他元素均無法有效綜合利用。采用純氫冶金能夠在理想的溫度區間內實現對鐵、鈦、釩元素的“定向”還原,並通過後續處理工藝實現多種金屬元素的有效分離和高效利用。

釩鈦礦純氫還原鐵(H2-DRI)
直接還原與氫冶金技術結合是未來釩鈦磁鐵礦資源綜合利用的重點發展方向,該技術試驗的圓滿成功,為全麵提升釩鈦磁鐵礦鐵、釩、鈦以及其伴生元素的回收利用水平蹚出一條新路。
來源:世界金屬導報
編輯:張雨恬
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