我国对直接还原铁技术的探索、开发、研究已超过50年,因受资源条件的限制,虽然投入的人力物力巨大,但成效甚微。不过,我国铁矿精选技术、煤制气技术日益成熟,为直接还原铁的发展奠定了可靠的资源和技术基础,直接还原铁技术有望在我国得到发展。
直接还原铁未来发展可期
我国已具备发展直接还原铁生产的资源条件。一是煤制气技术成熟。经过与煤化工行业的沟通,以动力煤为原料,低压气化生产气基竖炉还原气(贬2+颁翱>92%,贬2翱+颁翱2<4.0%,颁贬4≥2.0%)技术是成熟的,净还原气生产成本可控制在≤0.55元/标准立方米,可以满足气基直接还原铁竖炉生产的需要。
二是磁铁矿精选技术成熟。多年来,东北大学为解决我国发展直接还原铁缺乏高品位铁精矿的问题,成功开发了铁精矿的精选技术。工业化生产线生产表明,以罢贵别品位65%—67%的普通铁精矿为原料,采用单一磁选可以获得罢贵别品位70.50%—71.00%、厂颈翱2含量2.00%、笔含量0.005%、厂含量为0.035%的高纯铁精矿,铁总回收率>93%,高纯铁精矿生产成本50元/吨—60元/吨,为我国发展直接还原铁奠定了资源基础。
钢铁工业和装备制造业的健康绿色发展,对直接还原铁需求旺盛。我国是世界装备制造业大国,装备制造业通常采用废钢为原料生产铸、锻件坯料,需要高品质的直接还原铁作为废钢残留元素的稀释剂,以保证铸、锻件坯料化学成分的稳定、合格。我国没有直接还原铁生产,迫使一些装备制造业工厂不得不用钢坯作为原料生产铸、锻件坯料,不仅造成生产成本大幅度上涨,同时造成资源的浪费。
据中国废钢铁应用协会统计和估算,目前我国直接还原铁的年需求量约为1000万吨—1500万吨。
直接还原是多金属复合矿综合利用的有效手段。我国多金属复合铁矿资源多,多金属复合铁矿资源的综合利用是我国钢铁工业和国民经济可持续发展的重要方向之一。直接还原是多金属复合铁矿实现综合利用的有效手段,例如,钒钛磁铁矿的铁、钒、钛的综合利用,硼铁矿的铁硼分离,低品位红土镍矿的利用,我国大量难选矿的开发利用等。利用直接还原技术实现钒钛磁铁矿、硼铁矿、难选铁矿的综合利用,是我国钢铁工业和国民经济可持续发展的需要。
建设煤制气—气基竖炉示范性生产线,推动直接还原铁发展是当务之急。虽然我国具备了发展直接还原铁生产的资源条件,煤制气—气基直接还原铁竖炉技术是成熟的,但至今我国没有一个煤制气—气基直接还原铁竖炉工业化生产线。在有条件的地区,如辽宁朝阳,建设适当规模的示范性工业化生产线,是推动我国直接还原铁发展的当务之急。