中國研究人員突破低品位鐵礦利用的重大難題
重點速覽
- •全球最大的鐵礦磁化焙燒項目（年產能556萬噸）已在中國遼寧省鞍山市通過官方驗收測試，目前滿負荷穩定運行。
- •該技術可將含鐵量僅11%的尾礦提升為品位65%的精礦，品質可與優質進口礦石相媲美。
- •此項突破可使中國近300億噸難選鐵礦與將近100億噸含鐵尾礦獲得開發利用。
- •在鞍鋼集團，該技術實現了98%的鐵礦物轉化率，十一項技術授權協議合計年處理能力超過1500萬噸。
- •該技術也正在海外推廣，包括寮國的褐鐵礦提質項目，未來計劃拓展至其他礦物加工與固體廢料回收應用。
數十年來，中國數十億噸含鐵礦山尾礦大多閒置未用。中國科學院過程工程研究所（IPE）研究員朱慶山曾表示：「把這些『沉睡的財富』轉化為可用的高品位資源，是解決國家鐵礦石供應問題的關鍵。」
這一願景如今已成為現實。週二，全球最大的鐵礦磁化焙燒項目（年產能556萬噸）在中國東北遼寧省鞍山市通過官方驗收測試。該設施已滿負荷穩定運行，關鍵性能指標超越設計目標。此項目代表低品位鐵礦工業化利用的重大突破。
據過程工程研究所介紹，該技術是全球首個可大規模工業化處理超低品位鐵尾礦的解決方案。它能將含鐵量僅11%的尾礦轉化為品位65%的精礦——這一躍升使原本被視為廢料的物質，在品質上可與優質進口礦石生產的高品位精礦相媲美。該研究所表示，此項突破預計將使中國近300億噸難選鐵礦與將近100億噸含鐵尾礦得以高效、綠色地開發利用。除了供應面之外，讓尾礦發揮作用也有助於減輕礦山廢料對環境的影響，因其佔用土地並帶來長期儲存與安全成本。
半世紀的探索
中國消費全球一半以上的鐵礦石。儘管國內儲量豐富，但多數礦床品位偏低，難以用常規方法處理。過去十年，中國進口了113億噸鐵礦石，其中大部分來自澳洲與巴西，使鐵礦石供應成為這個全球最大鋼鐵生產國長期關注的戰略議題。開發利用閒置的國內資源，促使一代又一代研究人員投入解決這項長期存在的技術難題。
1950年代，過程工程研究所的前身——化工冶金研究所——開始探索高效利用低品位鐵礦的方法。化工專家郭慕孫開創了流化床磁化焙燒技術，將劣質鐵礦物轉化為可回收的磁鐵礦。儘管該技術前景可期，但由於當時國家工業基礎薄弱及歷史條件所限，其工業化進程一度中斷。
研究員朱慶山後來接下了這項未竟的使命。2004年，朱慶山全身投入難選鐵礦研究。當時，該技術的工業化仍面臨重大障礙：傳統磁化焙燒存在反應效率低、能耗與成本高、運行穩定性差等問題。朱慶山團隊提出創新的技術方案來解決這些問題，為實際應用奠定基礎。
從實驗室走向工業規模
對朱慶山而言，基礎研究的成功並非終點，而是工業應用的起點。為將研究成果轉化為可用技術，朱慶山與其團隊開發出完整的流化床磁化焙燒系統，包括關鍵設備與配套技術。
團隊在中國西南部的雲南省找到合作夥伴，推動年產能10萬噸的項目。然而，2008年該項目因全球金融危機導致資金短缺而陷入停滯。在各級政府的支持下，研究人員在現場排障超過一年，工廠於2012年12月實現連續穩定運行。
這段經歷也暴露出技術的新局限，促使團隊進一步改進焙燒工藝與能源效率。他們開發出對顆粒停留時間控制更精確的第二代磁化焙燒工藝，隨後引入中國主要鋼鐵企業之一的鞍鋼集團。在鞍鋼，該技術實現了98%的鐵礦物轉化率，帶來顯著的經濟效益。
目前已有十一項技術授權協議，合計年處理能力超過1500萬噸。團隊也在推進海外項目，包括寮國的一項褐鐵礦提質計畫，這是該技術可能在境外——低品位鐵礦同樣廣泛分布的地區——找到市場的早期跡象。展望未來，研究人員計劃將該技術拓展至其他礦物加工與固體廢料回收應用。
