中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
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）舉行了一場盛大的簽約儀式，中國CMH聯合體公司與阿爾及利亞國家鋼鐵公司（Feraal）簽署合作協議，明確成立礦業公司和鋼鐵公司兩家合資企業，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，經過兩年多時間對開發方案和工藝技術的深入研究與論證后，雙方決定啟動該項目。該項目第一期預計到2026年實現200萬噸原礦石年開采能力和100萬噸鋼坯（用于出口）年產能的綜合鋼鐵廠投產，并待通往礦區的鐵路修通后，逐步擴大產能；到2035年，規劃達到2500萬噸礦石年開采量，及對應的千萬噸級的鋼鐵冶煉規模。這次簽約，標志著該鐵礦的開發終于進入了實質性階段。
平均天然含鐵品位53%、儲量高達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，該鐵礦一直處在“沉睡“的狀態。從上世紀60年代開始，相繼有法國、澳大利亞等西方礦業公司對該公司進行了多次開發嘗試，都無功而返。進入21世紀，Feraal又委托亞洲的鋼鐵工程公司和俄羅斯科研機構開展不同技術路徑的探索，但也都沒能找到技術、經濟均可行的方案，由此，大多數人判定這個鐵礦不具備開發價值。
究竟是什么喚醒了這個“沉睡”的巨型鐵礦？為什么CMH聯合體成為了阿爾及利亞國家的選擇？帶著疑問，《中國冶金報》記者對CMH聯合體進行深入采訪，挖掘其背后的故事。
CMH聯合體提出的開發方案，跳出了傳統的“選礦脫磷“思路，不設單獨選礦環節，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，然后進行熔分脫磷，冶煉出合格的鐵水，再與常規的煉鋼及軋制工序銜接。由于阿爾及利亞工業用天然氣價格低廉，冶煉1噸鋼鐵的原燃料成本不到100元，對比國內傳統高爐煉鐵耗用原燃料成本在1000元以上，低一個數量級，這使得該礦采用“選冶一體”的技術方案具備了經濟可行的基礎。
從最早接觸這個項目開始，CMH聯合體就到處搜集脫磷冶金技術及相關信息，偶然得知北京科技大學的科研團隊曾經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行熔分，能將磷與鐵有效分離，且依據這個理論，在實驗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，這項新技術的應用前景尚有諸多不確定性，如市場上是否有承擔冶煉主要職責的氫基低碳還原裝備？低成本氫氣在哪兒？整個脫磷冶金的效率和運營成本如何？這些問題都會影響到該技術的落地及存在意義。
CMH聯合體成員企業湖南盛世陽光基于對這項技術的興趣和信心，果斷投入，發起由北科大鋼鐵冶金新技術國家重點試驗室主任郭占成教授及團隊主要成員、裝備開發人員等共同持股成立的氫冶科技公司（以下簡稱氫冶科技），從兩方面同時展開了艱辛而高效的研發工作：一是在工藝技術開發方面，他們對脫磷冶金工藝進行了更深入的研究，采用阿爾及利亞鐵礦石再次做了比較試驗，進一步驗證高磷鐵礦“氫基還原+熔分脫磷”工藝的技術可行性，完善工藝流程；二是在核心裝備開發方面，以國外研發團隊為主設計，國內團隊負責部件制造、配件選型及具體工程實施，聯合攻關“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積累，CMH聯合體選擇其作為開發阿爾及利亞高磷鐵礦的獨家工藝技術支持單位。
功夫不負有心人。2023年4月12日，高磷鐵礦氫還原冶煉脫磷技術可行性評審會在北京召開，由鋼研院、中科院、中國礦冶集團、清華大學和中國礦業聯合會教授及專家組成的評審小組一致認定：該工藝技術可行，在能獲得低價天然氣或煤制還原氣的地區，經濟上也可行。5月份，在山西的裝備中試基地，以焦爐煤氣為原燃料的低碳直接還原鐵在試生產中得到的產品金屬化率、含碳量等都達到了設計要求；焦爐煤氣、氧氣、氮氣及電力等的消耗指標也都達到理想水平，整套裝置連續運轉平穩。核心設備的中試成功，掃清了“氫基還原+熔分脫磷”冶金技術工業化應用的最后障礙。
目前，Gara Djebilet鐵礦開發已被列為阿爾及利亞最重要的3個經濟基礎結構性項目之一，中國CMH聯合體背后的關鍵技術支持者，擁有核心專利和專有脫磷冶金成套裝備的氫冶科技，為推動該項目進展立下了汗馬功勞。
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、重慶等地有多個含鐵品位高、儲量規模大的高磷鮞狀鐵礦。由于過去選礦和冶金脫磷技術的限制，這些鐵礦全部都處于靜默狀態。在國家大力推動“基石計劃”的當下，我們期待有更多的高磷鮞狀鐵礦被“激活”。
