2023.07.10 中国矿业报
——中国CMH联合体公司激活海外35亿吨高磷铁矿资源侧记
◎ 本报记者 刘晓慧
地处撒哈拉沙漠北部深处的阿尔及利亚Tindouf省，近日举行了一场盛大的签约仪式，中国CMH联合体公司与阿尔及利亚国家钢铁公司Feraal签署合作协议，明确成立矿业公司和钢铁公司两家合资企业，分别作为铁矿石开采和下游冶炼钢铁的主体，实现矿冶一体化开发Gara Djebilet铁矿。
铁矿开发进入实质阶段
据介绍，Gara Djebilet铁矿隶属阿尔及利亚国家钢铁公司Feraal，是一座平均天然含铁品位53%、储量高达35亿吨的巨型铁矿，在全球都是不多见的，但受限于选矿脱磷技术，该铁矿一直处在“沉睡”的状态。从20世纪60年代开始，相继有法国、澳大利亚等西方国家的矿业公司进行了多次开发尝试，都无功而返。进入21世纪，Feraal又委托亚洲的钢铁工程公司和俄罗斯科研机构开展不同技术路径的探索，但也都没能找到技术、经济均可行的方案。因此，数十年来，接触了解过的人均判定这个铁矿不具备开发价值。
自2021年3月30日，中国CMH联合体公司与阿尔及利亚国家钢铁公司Feraal签署谅解备忘录以来，经过两年多时间对开发方案和工艺技术的深入研究与论证，双方决定启动项目实施。
据了解，根据项目实施计划，第一期到2026年实现200万吨原矿石年开采能力，100万吨钢坯（用于出口）年产能的综合钢铁厂完成投产。后续随着通往矿区的铁路修通后，逐步提升产能，到2035年，规划达到2500万吨矿石年开采量，完成对应的千万吨级的钢铁冶炼规模。这次签约，标志着该铁矿的开发进入实质性阶段。
破解高磷铁矿规模化开发难题
究竟，是什么唤醒了这个“沉睡”的巨型铁矿？为什么CMH联合体成为了阿尔及利亚国家的选择？
CMH联合体提出的开发方案，跳出了传统的“选矿脱磷”思路，不设单独选矿环节，其工艺路径可概括为：采用氢基还原将原矿石变成直接还原铁，然后进行融分脱磷，冶炼出合格的铁水，后面再按常规的炼钢及轧制工序进行生产。由于阿尔及利亚工业用天然气价格低廉，冶炼1吨钢铁的原燃料成本不到100元，对比国内传统高炉炼铁耗用原燃料成本在1000元以上，低一个数量级，这使得该矿采用“选冶一体”的技术方案具备了经济可行的基础。这方案能否最终实现，关键是技术。
从最早接触这个项目开始，CMH联合体就满世界搜集脱磷冶金技术及相关信息，偶然得知北京科技大学的科研团队曾经对湖北高磷鲕状铁矿冶炼有过深入研究，不仅在理论上论证了高磷铁矿可以通过制取低碳直接还原铁进行融分，能将磷与铁有效分离，而且在实验室里，依据这个理论，成功地利用湖北高磷鲕状铁矿冶炼出了合格的钢。在3年前看来，这项新技术的应用前景尚有诸多的不确定性。比如，承担冶炼主要职责的氢基低碳还原装备市场上是否有？低成本氢气在哪儿？整个脱磷冶金的效率和运营成本如何？这些因素都会影响到该技术的落地及存在意义。
CMH联合体成员企业湖南盛世阳光基于对这项技术的兴趣和信心，果断投入，发起由北科大钢铁冶金新技术国家重点试验室主任郭占成教授及团队主要成员、装备开发人员等共同持股成立的氢冶科技公司，在两个方面同时展开了艰辛而高效的研发工作：一是工艺技术开发方面，对脱磷冶金工艺进行了更深入的研究，采用阿尔及利亚铁矿石再次做了比较试验，进一步验证高磷铁矿“氢基还原+融分脱磷”工艺的技术可行性，完善工艺流程；二是核心装备开发方面，以国外研发团队为主设计，国内团队负责部件制造、配件选型及具体工程实施，联合攻关“低碳氢基还原竖炉”，并在山西交城投建了中试基地。
鉴于氢冶科技在脱磷冶金方面的技术积累，CMH联合体选择其作为开发阿尔及利亚高磷铁矿的独家工艺技术支持单位。
2023年4月12日，“高磷铁矿氢还原冶炼脱磷技术可行性评审会”在北京顺利召开。由中国钢研院、中科院、中国矿冶集团、清华大学和中国矿业联合会的教授及专家组成的评审小组一致认定，该工艺技术可行，在能获得低价天然气或煤制还原气的地区，经济上也可行。5月，在山西的装备中试基地，以焦炉煤气为原燃料的低碳直接还原铁试生产中，得到的产品金属化率、含碳量等都达到了设计要求；焦炉煤气、氧气、氮气及电力等的消耗指标也都在理想水平，整套装置连续运转平稳。中试的成功，扫清了“氢基还原+融分脱磷”冶金技术工业化应用的最后障碍。
新技术新工艺将助力“基石计划”
Gara Djebilet铁矿开发已被列为阿尔及利亚最重要的3个经济基础结构性项目之一，中国CMH联合体背后的关键技术支持者，拥有核心专利和专有脱磷冶金成套装备的氢冶科技，为推动项目进展立下了汗马功劳。
全球已探明的高磷鲕状铁矿储量大于200亿吨。而中国就有超70亿吨高磷铁矿，如在湖北、湖南、重庆等地，均有多个含铁品位高、储量规模大的高磷铁矿。由于过去受选矿和冶金脱磷技术的限制，也全部都处于静默状态，在国家大力推动铁矿石“基石计划”的当下，借助新技术新工艺，期待有更多的高磷铁矿被激活。
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