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論我國(guó)大力發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦的價(jià)值

DATE：2019-11-08
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進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)走過(guò)了一段不平凡的發(fā)展歷程：2001年我國(guó)球團(tuán)礦的年產(chǎn)量為1784萬(wàn)噸，此后基本隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展而同步發(fā)展，到2011年我國(guó)球團(tuán)礦的年產(chǎn)量達(dá)到20410萬(wàn)噸，十年間平均年增加產(chǎn)量1862.6萬(wàn)噸，年平均增長(zhǎng)速度達(dá)到104.4%，球團(tuán)礦占爐料結(jié)構(gòu)的比例由2001年的6.95%增加到2011年的19.07%。2011年以后由于礦價(jià)的上漲，影響了我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)的發(fā)展，此后年產(chǎn)量逐年下降，到2014年球團(tuán)礦的年產(chǎn)量降低到了12000萬(wàn)噸的低谷。2014年后隨著國(guó)內(nèi)外鐵礦石價(jià)格的調(diào)整，球團(tuán)礦的年產(chǎn)量又逐年增加，到2017年產(chǎn)量恢復(fù)到16200萬(wàn)噸。

近幾年我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)的主要技術(shù)指標(biāo)狀況：

球團(tuán)礦的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)包括球團(tuán)礦的主要化學(xué)成分、物理性能（強(qiáng)度和粒度組成）、冶金性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)四個(gè)部分。球團(tuán)礦的主要化學(xué)成分為含鐵品位和SiO2含量，由表1~表3可見(jiàn)，近幾年我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)的主要指標(biāo)、存在以下幾個(gè)方面質(zhì)量問(wèn)題：

一是成品球的含鐵品位偏低，SiO2含量偏高。在3種不同焙燒設(shè)備的球團(tuán)含鐵品位和SiO2含量方面，豎爐和鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)礦的問(wèn)題突出，含鐵品位低至61%~62%，SiO2含量高達(dá)5.8%~7.56%。帶式焙燒機(jī)球團(tuán)礦的含鐵品位均高于64.50%，SiO2含量低于4.75%，特別前兩年年均低于4.5%的水平。

二是我國(guó)3種方式球團(tuán)礦生產(chǎn)的膨潤(rùn)土配加量普遍高。帶式焙燒機(jī)球團(tuán)礦的膨潤(rùn)土2017年配加量上升到17.28kg/t，而豎爐球團(tuán)礦的膨潤(rùn)土配加量在2017年上升到23.23kg/t，這與國(guó)外粘結(jié)劑配加量4kg/t~8kg/t的先進(jìn)水平相比有較大的下降空間。

三是我國(guó)多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的球團(tuán)礦粒度偏大，且大小不勻，有的企業(yè)生產(chǎn)的球團(tuán)礦粒度普遍大于18mm。德國(guó)魯奇公司通過(guò)數(shù)學(xué)模型和工業(yè)試驗(yàn)得出球團(tuán)礦的最佳直徑為10mm，大粒徑的球團(tuán)礦入高爐后還原性會(huì)下降，煉鐵能耗會(huì)升高，與節(jié)能減排的方針相悖。

四是我國(guó)多數(shù)球團(tuán)礦生產(chǎn)單位噸球團(tuán)鐵精粉的消耗偏高，這是對(duì)資源的浪費(fèi)，也會(huì)造成成本的增加。按照氧化球團(tuán)礦焙燒過(guò)程，F(xiàn)e3O4氧化對(duì)Fe2O3是一個(gè)增重的過(guò)程，假設(shè)球團(tuán)礦生產(chǎn)噸球配入10kg的粘結(jié)劑，通過(guò)計(jì)算噸球團(tuán)僅需要消耗966.1kg精礦粉，（磁鐵精粉氧化焙燒球團(tuán)礦增重2.414%），2017年豎爐球團(tuán)礦生產(chǎn)鐵精粉單耗達(dá)到1098.2kg，噸球團(tuán)浪費(fèi)鐵精粉資源超過(guò)100kg。

五是我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)能耗雖然比燒結(jié)生產(chǎn)低得多，歷年球團(tuán)礦生產(chǎn)能耗指標(biāo)僅為燒結(jié)生產(chǎn)能耗指標(biāo)的45%左右，但生產(chǎn)球團(tuán)礦的3種不同焙燒設(shè)備，無(wú)論煤氣消耗、還是電耗均有較大的差別。即使同一種焙燒設(shè)備，不同企業(yè)也有一定的差別，說(shuō)明球團(tuán)生產(chǎn)降低能耗還有較大的空間。

由以上分析可見(jiàn)，我國(guó)目前生產(chǎn)的球團(tuán)礦質(zhì)量問(wèn)題是多方面的，但最突出的問(wèn)題是品位低、SiO2含量高。由于這個(gè)問(wèn)題的存在，造成我國(guó)高爐煉鐵入爐礦品位低、渣比高，是燃料比降不下來(lái)的最直接和最主要的原因。

高品位、低SiO2球團(tuán)對(duì)我國(guó)未來(lái)高爐煉鐵的價(jià)值

球團(tuán)礦是高爐煉鐵的精料，是高品位、低渣量爐料。

球團(tuán)礦是以煉鐵精料而聞名的，正因?yàn)槿绱耍L(zhǎng)期以來(lái)在國(guó)外生產(chǎn)的球團(tuán)礦都是高品位、低SiO2的球團(tuán)礦。國(guó)外球團(tuán)礦的品位和SiO2含量列于表4。由表4列舉的國(guó)外15種球團(tuán)礦，其中13種酸性球團(tuán)礦的含鐵品位只有澳大利亞的球團(tuán)礦品位低于65%，而澳大利亞酸性球團(tuán)礦是含MgO2.45%的鎂質(zhì)球團(tuán)礦，加上MgO的含量品位超過(guò)67%，15種球團(tuán)礦的SiO2含量只有一種超過(guò)4.0%的，有10種球團(tuán)礦是低于3.0%的，說(shuō)明國(guó)外球團(tuán)界真正把球團(tuán)礦作為精料，突出高品位、低SiO2含量的特征。我國(guó)高爐煉鐵推行的爐料結(jié)構(gòu)主要形式是高堿度燒結(jié)礦搭配酸性爐料（包括酸性球團(tuán)礦和塊礦），這種爐料結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵是要發(fā)揮高堿度燒結(jié)礦優(yōu)良冶金性能和酸性爐料高品位低渣量?jī)蓚€(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，才能取得良好的冶煉效果，目前我國(guó)多數(shù)企業(yè)沒(méi)有做到。

高品位、低SiO2球團(tuán)礦對(duì)我國(guó)高爐煉鐵的價(jià)值：

高品位、低SiO2球團(tuán)礦對(duì)高爐煉鐵的價(jià)值，可以通過(guò)國(guó)內(nèi)外高爐煉鐵的主要操作指標(biāo)反映出來(lái)（見(jiàn)表5、表6）。由表6可見(jiàn)：無(wú)論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的高爐煉鐵主要操作指標(biāo)，均隨爐料結(jié)構(gòu),球團(tuán)礦比例的增加不斷得到改善；同時(shí)低高品位、低SiO2球團(tuán)礦的生產(chǎn)效果不只是能直接改善高爐主要操作指標(biāo)，它還有低能耗（工序能耗低于燒結(jié)礦的50%），低排放（粉塵排放為燒結(jié)生產(chǎn)的七分之一，SiO2排放為燒結(jié)生產(chǎn)的三分之一，NOx排放為燒結(jié)生產(chǎn)的五分之一）和低加工費(fèi)（球團(tuán)礦加工費(fèi)為燒結(jié)礦的二分之一）等多方面的優(yōu)勢(shì)。

高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)，不僅在生產(chǎn)上比燒結(jié)礦有多方面的很大優(yōu)勢(shì)，它用于高爐生產(chǎn)有明顯低渣比、低燃料比的巨大效果，同時(shí)它對(duì)降低排放，改善生態(tài)環(huán)境具有獨(dú)特的社會(huì)效益。我國(guó)2017年高爐煉鐵的燃料比平均為542.66kg/t，與世界先進(jìn)水平尚有90kg/t的差距。高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)方方面面的優(yōu)勢(shì)和對(duì)高爐煉鐵的價(jià)值，已經(jīng)被工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐所證實(shí)，環(huán)境治理和生態(tài)文明建設(shè)將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主戰(zhàn)場(chǎng)。因此，大力發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)，是我國(guó)未來(lái)高爐煉鐵爐料結(jié)構(gòu)的必然趨勢(shì)，也是我國(guó)未來(lái)高爐煉鐵的必由之路。

我國(guó)鐵礦資源的特點(diǎn)和選礦攻關(guān)的效果：

我國(guó)鐵礦資源的特點(diǎn)是儲(chǔ)量大而不集中，品位低，主要以磁鐵礦為主，鐵礦石原礦的品位只有30%~35%，鐵礦資源的開(kāi)采比保持在2.5~2.8，選礦比保持在2.5~3.0，用于高爐煉鐵的渣比高、燃料比高，直至目前還落后于世界先進(jìn)水平50~60kg/t以上。

我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，正在不斷縮短高爐煉鐵燃料比這一差距，進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，在選礦技術(shù)上增鐵降硅的攻關(guān)，提高鐵精粉的品位和降低SiO2的含量取得了很大的進(jìn)步，鞍鋼、本鋼、太鋼等企業(yè)提鐵降硅攻關(guān)前后鐵精粉品位和SiO2的變化取得了重大成效。鞍鋼、本鋼和太鋼選礦技術(shù)攻關(guān)后，鐵精粉的品位提高了3個(gè)百分點(diǎn)以上，SiO2含量降低到了4%的水平，為鞍鋼、本鋼、太鋼燒結(jié)和球團(tuán)生產(chǎn)提鐵降硅創(chuàng)造了條件，也為我國(guó)生產(chǎn)高品位、低SiO2球團(tuán)礦打下了基礎(chǔ)。

近幾年我國(guó)選礦技術(shù)新的進(jìn)步、選礦成本大幅度下降，已使建設(shè)高品位、低SiO2低價(jià)鐵精粉生產(chǎn)基地成為可能。

我國(guó)目前高品位、低SiO2球團(tuán)生產(chǎn)的狀況：

近幾年我國(guó)已有幾個(gè)企業(yè)和幾條生產(chǎn)線生產(chǎn)出了高品位、低SiO2球團(tuán)礦。當(dāng)前正在規(guī)劃建設(shè)中的多條生產(chǎn)線，由于建在港口采用進(jìn)口高品位、低SiO2的鐵精粉，均可生產(chǎn)高品位、低SiO2的球團(tuán)礦，即使進(jìn)口的鐵精粉品位不夠高，也可通過(guò)港口建選礦廠再磨再選，達(dá)到提高品位、降低SiO2的目的。

我國(guó)發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)生產(chǎn)的前景：

樹(shù)立正確的價(jià)值觀是大力發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)的前提。2011年我國(guó)球團(tuán)礦的年產(chǎn)量一度達(dá)到20410萬(wàn)噸，此后由于當(dāng)時(shí)多數(shù)企業(yè)虧本，鐵精粉價(jià)格高，造成多座豎爐和多條鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯停產(chǎn)，球團(tuán)礦的年產(chǎn)量逐年下降。2016年由于市場(chǎng)變化，球團(tuán)礦的年產(chǎn)量又開(kāi)始上升，2017年達(dá)到16200萬(wàn)噸，占我國(guó)高爐煉鐵爐料15%左右的比例。近年來(lái)，國(guó)家提出綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展鋼鐵工業(yè)，要打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，環(huán)保要求對(duì)企業(yè)的壓力越來(lái)越大。從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)保要求出發(fā)，球團(tuán)礦與燒結(jié)礦相比，已具有多方面的優(yōu)勢(shì)和對(duì)高爐煉鐵的重大價(jià)值，我們的認(rèn)識(shí)必然與時(shí)俱進(jìn)，徹底改變對(duì)球團(tuán)礦的認(rèn)識(shí)，樹(shù)立球團(tuán)礦是高品位、低SiO2的精料，發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦是節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)低燃料比煉鐵的必由之路，也是我國(guó)高爐煉鐵降本增效、綠色發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展唯一出路。

高品位、低SiO2鐵精粉是大力發(fā)展我國(guó)球團(tuán)礦生產(chǎn)的主要原料。要大力發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)就必須要擁有足夠的高品位、低SiO2鐵精粉資源，這個(gè)問(wèn)題是不少企業(yè)存有的一個(gè)疑慮。怎么解決？筆者認(rèn)為可以從以下三個(gè)方面去解決：一是對(duì)我國(guó)現(xiàn)用于燒結(jié)和球團(tuán)礦的鐵精粉進(jìn)行再磨再選，提高品位、降低SiO2含量。二是從巴西、秘魯、澳大利亞南部、非洲大量進(jìn)口高品位、低SiO2鐵精粉。三是對(duì)進(jìn)口的鐵礦粉進(jìn)行再磨再選加工，提高其含鐵品位和降低SiO2含量。

我國(guó)大力發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)的前景：

我國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新階段，低碳、綠色發(fā)展是這個(gè)階段的核心和關(guān)鍵，我國(guó)未來(lái)高爐煉鐵都離不開(kāi)低燃料比和節(jié)能減排這個(gè)中心和主題，大力發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)新階段目標(biāo)的重中之重。近年來(lái)，包鋼500萬(wàn)噸/年帶式焙燒機(jī)和寶鋼湛江500萬(wàn)噸鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯順利投產(chǎn)，宣鋼樂(lè)亭基地2×500萬(wàn)噸/年帶式焙燒機(jī)的籌建，首鋼京唐二期500萬(wàn)噸/年帶式焙燒機(jī)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，柳鋼400萬(wàn)噸/年帶式機(jī)的籌建，山西建邦集團(tuán)日照基地1000萬(wàn)噸/年選礦和2×300萬(wàn)噸球團(tuán)廠的籌建，還有福建三明和新疆哈密年產(chǎn)200萬(wàn)噸/年帶式焙燒機(jī)的規(guī)劃籌建，說(shuō)明在我國(guó)發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)的春天已經(jīng)到來(lái)。我國(guó)大力發(fā)展高品位、低SiO2球團(tuán)礦生產(chǎn)是可行的，前景是美好的。