日本鋼鐵業(yè)正積極通過氫冶金技術(shù)革新推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型

在配有碳回收系統(tǒng)的高爐中，高爐煤氣中的二氧化碳通過與外部氫氣發(fā)生甲烷化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CH4（甲烷）；部分還原劑由焦炭改質(zhì)而來，碳回收的甲烷作為還原劑反復(fù)利用，減少了高爐二氧化碳的排放量 圍繞用于還原低品位鐵礦石的氫直接還原技術(shù)的開發(fā)，日本制鐵將開發(fā)氫直接還原爐、電弧爐和電熔煉爐，使用低品位鐵礦石生產(chǎn)高端鋼材 村上英樹介紹，針對直接利用氫氣的氫直接還原技術(shù)，研究表明，與普通高爐相比，利用氫氣直接還原低品位鐵礦石的技術(shù)到2030年可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排50%或更多；針對間接利用氫氣的碳回收直接還原技術(shù)，日本制鐵將還原爐煤氣中的二氧化碳通過與氫氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲烷，生成的甲烷氣體被用作還原劑；針對用于生產(chǎn)高端鋼材的電弧爐，相關(guān)研究已驗(yàn)證大型電弧爐工藝（處理量約300噸規(guī)模）利用氫直接還原技術(shù)還原低品位鐵礦石中的鐵，到2030年其提純技術(shù)可達(dá)到高爐工藝（磷含量為150百萬分比濃度或更低，氮含量為40百萬分比濃度或更低）同等水平；針對用于生產(chǎn)鐵水的電熔煉爐，已驗(yàn)證利用低品位鐵礦石可實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)且可與高爐工藝媲美的雜質(zhì)控制技術(shù)。

鋼材

2025（第十九屆）鐵礦石國際市場研討會圓滿落幕

新的熔煉技術(shù)為低鐵含量礦石加工帶來可能，其中氫氣直接還原（H?DRI）備受關(guān)注，不過也面臨高品位礦石需求、雜質(zhì)去除和能源消耗等挑戰(zhàn)在實(shí)踐探索上，皮爾巴拉地區(qū)主要鐵礦石生產(chǎn)商積極參與 DR 和 ESF 技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目，如羅伊山的流化床 DRI 研究、浦項(xiàng)制鐵的 HyREX 工藝等最后，Geoffrey Beros先生強(qiáng)調(diào)，全球鋼鐵行業(yè)向低碳轉(zhuǎn)型勢在必行，高品位鐵礦石是關(guān)鍵瓶頸，需要重視選礦工藝在利用低品位礦石時(shí)，要平衡選礦成本和下游冶煉渣去除成本，多種技術(shù)組合將助力實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的凈零排放目標(biāo)。

會議報(bào)道

Geoffrey Beros：綠色鋼鐵生產(chǎn)：鐵礦石質(zhì)量與選礦的挑戰(zhàn)

目前，DR 級鐵礦石短缺限制了 DRI 增長，赤鐵礦雖占主導(dǎo)，但生產(chǎn) DR 級鐵礦石面臨挑戰(zhàn)以皮爾巴拉鐵礦為例，通過對不同礦石的研究發(fā)現(xiàn)，只有部分礦石在細(xì)磨后能達(dá)到 DR 級鐵含量，且現(xiàn)有加工工藝存在能源密集、回收率低等問題 為解決這些問題，行業(yè)探索了多種 DR 級鐵礦石潛在加工方式，如三階段工藝，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨諸多困難新的熔煉技術(shù)為低鐵含量礦石加工帶來可能，其中氫氣直接還原（H?DRI）備受關(guān)注，不過也面臨高品位礦石需求、雜質(zhì)去除和能源消耗等挑戰(zhàn)。

會議報(bào)道

專家解讀之三：推動氫冶金研發(fā)與示范，助推清潔低碳氫綠色應(yīng)用

《實(shí)施方案》提出“突破鐵精礦高效提鐵降硅選礦、頂煤氣二氧化碳脫除提質(zhì)等關(guān)鍵技術(shù)；推進(jìn)氫基熔融還原煉鐵技術(shù)研發(fā)與中試驗(yàn)證，探索適用于低品位、共伴生鐵礦石的氫冶金技術(shù)路徑”行業(yè)應(yīng)從鐵礦石原料端開展研究，提升礦石品質(zhì)以適應(yīng)直接還原工藝要求，同時(shí)推進(jìn)適用于普通鐵礦石的氫基熔融還原技術(shù)開發(fā)，形成符合我國鐵礦石資源稟賦的氫冶金新技術(shù) （五）推進(jìn)純氫冶金示范 由于綠氫成本高、純氫冶金成熟度低以及可再生能源主要分布在我國西北地區(qū)，綠電—綠氫—純氫冶金在近中期還不具備工業(yè)化推廣條件，但在遠(yuǎn)期有較大應(yīng)用前景。

鋼材

工信部：到2027年清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用

（八）鼓勵(lì)鋼鐵企業(yè)充分利用焦?fàn)t煤氣、化工副產(chǎn)氫等氫源，逐步提升可再生能源制氫的利用比例 （九）推進(jìn)高爐富氫冶煉，以氫氣替代焦炭、煤粉，開發(fā)爐內(nèi)氫氣高效安全噴吹系統(tǒng)，提升氫氣利用效率、降低固體燃料比例 （十）推進(jìn)氫基豎爐、流化床直接還原煉鐵等技術(shù)應(yīng)用，突破鐵精礦高效提鐵降硅選礦、頂煤氣二氧化碳脫除提質(zhì)等關(guān)鍵技術(shù) （十一）推進(jìn)氫基熔融還原煉鐵技術(shù)研發(fā)與中試驗(yàn)證，探索適用于低品位、共伴生鐵礦石的氫冶金技術(shù)路徑。

鋼材

必和必拓與河鋼集團(tuán)共譜鋼鐵價(jià)值鏈脫碳新篇章

雙方啟動了新型碳捕集中試裝置的設(shè)計(jì)及建設(shè)工作，并在河鋼集團(tuán)旗下的張宣科技氫冶金示范工程開展了聯(lián)合試驗(yàn)，對在直接還原鐵-電弧爐工藝（DRI-EAF）中試驗(yàn)了必和必拓提供的鐵礦石可行性進(jìn)行了驗(yàn)證 在過往合作成果的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上，雙方以簽署新諒解備忘錄為契機(jī)，進(jìn)一步聚焦未來發(fā)展機(jī)遇雙方計(jì)劃通過更大規(guī)模的試驗(yàn)，驗(yàn)證高爐減排潛力，提升項(xiàng)目及技術(shù)的行業(yè)影響力，不斷優(yōu)化必和必拓中、高品位鐵礦石在商業(yè)規(guī)模的直接還原鐵-電弧爐煉鋼工藝中的應(yīng)用效果。

投資合作

全球首次基于純氫冶金的釩鈦磁鐵礦工業(yè)化高效分離技術(shù)試驗(yàn)成功

一是有利于釩鈦磁鐵礦冶煉的低碳發(fā)展釩鈦磁鐵礦因其礦型復(fù)雜，冶煉難度大，噸鐵碳排放量遠(yuǎn)多于普通鐵礦石噸鐵排放量據(jù)測算，某大型鋼鐵公司高爐冶煉釩鈦磁鐵礦噸鐵的二氧化碳排放為1508.7千克，如采用純氫冶金進(jìn)行冶煉，降碳幅度可達(dá)92.1%~100% 二是有利于源頭解決含鈦爐渣利用難題采用純氫冶金可將還原和熔分過程分開進(jìn)行、單獨(dú)控制，可實(shí)現(xiàn)全釩鈦磁鐵礦冶煉，經(jīng)電爐熔分后，渣中二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)得到大幅度提高，滿足用于硫酸法鈦白、低品位鈦鐵合金工藝原料條件。

鋼材

如何實(shí)現(xiàn)1億噸綠色鐵素“大目標(biāo)”- 福德士河綠色發(fā)展揭秘

據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹，該廠的建設(shè)今年8月開始動工，到今年年底開始生產(chǎn)，投產(chǎn)后到2025年底可生產(chǎn)1500噸/年的綠色鐵素產(chǎn)品，該廠使用的礦石在還原前鐵礦品位為58%，預(yù)計(jì)經(jīng)過綠氫還原后可達(dá)80%純度，確保低品位鐵礦石在綠色鋼鐵生產(chǎn)中的重要作用 圖片所示福德士河珀斯辦公室礦山開采綜合規(guī)劃及集成運(yùn)營中心 運(yùn)輸線路的綠色化 在礦區(qū)內(nèi)，十輛氫動能巴士穿梭其間，每輛車充滿氫氣后可行駛350公里。

礦山動態(tài)

花克：懸浮焙燒預(yù)熱預(yù)還原-電爐熔煉(SRPEF)新技術(shù)在冶煉中的高效應(yīng)用

我國鐵礦石雖然資源總量相對豐富，但可供開發(fā)利用的資源短缺國產(chǎn)鐵礦石平均品位為34.50%，遠(yuǎn)低于世界鐵礦石品位平均水平47.22%2022年進(jìn)口鐵礦石11.07億噸，進(jìn)口額高達(dá)8498億元，占中國進(jìn)口總額的4.7%中國復(fù)雜難選鐵礦資源超過200億噸，海外權(quán)益礦中難選鐵礦資源總儲量超過300億噸，全球難選鐵礦資源在1000億噸以上，亟需創(chuàng)新技術(shù)！逢石科技自主研發(fā)懸浮流態(tài)化焙燒技術(shù)，開發(fā)出鐵礦石非均質(zhì)顆粒流態(tài)化蓄熱還原反應(yīng)新裝置、鐵礦石由塊狀磁化焙燒轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)粒懸浮態(tài)高效還原，氫基礦相轉(zhuǎn)化是指將鐵礦石在氫基氣氛下加熱進(jìn)行化學(xué)還原反應(yīng)。

會議

脫碳形勢下澳大利亞礦業(yè)公司發(fā)展策略有何差異？

另一方面，許多新興的煉鋼技術(shù)有望顯著降低碳排放但這些技術(shù)的共同之處是都需要高品位鐵礦石例如氫基直接還原鐵（DRI）技術(shù)要求直接還原（DR）級鐵礦石的鐵含量在67%以上鋼鐵生產(chǎn)如果從高爐轉(zhuǎn)向直接還原，則將推動鐵礦石品質(zhì)發(fā)生重大變化 因?yàn)榘拇罄麃喌V商長期專注于鐵含量較低的高爐級鐵礦石，直接還原級鐵礦石僅占鐵礦石貿(mào)易總量的一小部分澳大利亞皮爾巴拉地區(qū)生產(chǎn)的62%品位鐵礦石達(dá)不到現(xiàn)有直接還原鐵工藝的要求。

爐料

中鋼國際簽訂酒鋼宏興懸浮磁化焙燒爐項(xiàng)目

酒鋼宏興作為酒鋼的上市子公司，擁有鏡鐵山礦和西溝石灰石礦兩座礦山為提升礦石利用率、提高自產(chǎn)精礦質(zhì)量、大幅提升周邊礦產(chǎn)資源消納能力，酒鋼宏興難選鐵礦石資源高效利用技術(shù)改造項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生，中鋼設(shè)備憑借領(lǐng)先技術(shù)從招標(biāo)中脫穎而出 根據(jù)協(xié)議，中鋼設(shè)備負(fù)責(zé)為酒鋼宏興新建165萬噸/年的2#懸浮磁化焙燒爐、并改造原有1#懸浮爐余熱鍋爐，工期預(yù)計(jì)20個(gè)月項(xiàng)目投產(chǎn)后： 鐵精礦品位提高↗12.5% 鐵金屬回收率↗16% 作業(yè)率可達(dá)93% 年鐵精礦產(chǎn)量?約22萬噸 產(chǎn)品質(zhì)量及資源利用水平顯著提升 項(xiàng)目將采用氫基礦相轉(zhuǎn)化技術(shù)（原稱"懸浮焙燒"技術(shù)），通過利用氫氣等還原性氣體作為還原劑，將礦石中的弱磁性鐵礦物轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性鐵礦物，實(shí)現(xiàn)難選鐵礦資源的高效利用，實(shí)現(xiàn)低品位礦石到高品位的鐵精礦粉的升級蛻變。

經(jīng)營管理

​關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)工作進(jìn)展｜難選鐵礦資源綠色開發(fā)利用技術(shù)

氫基礦相轉(zhuǎn)化屬于國際首創(chuàng)的難選鐵礦資源高效利用新技術(shù)，具有生產(chǎn)能力大、環(huán)保無污染、生產(chǎn)成本低及自動化程度高的特點(diǎn)該技術(shù)的成功推廣，一方面可實(shí)現(xiàn)我國難選鐵礦資源的高效利用，初步估計(jì)可盤活國內(nèi)外鐵礦資源數(shù)億噸以上；另一方面可大幅提高我國難選鐵礦石的回收率，較現(xiàn)有工藝提高15個(gè)百分點(diǎn)以上，推廣應(yīng)用前景廣闊 菱鐵礦低氧勢自磁化焙燒高效利用新技術(shù)與裝備 針對菱鐵礦品位低、稟賦差、整體利用率低的現(xiàn)狀，研究團(tuán)隊(duì)提出了菱鐵礦低氧勢自磁化焙燒新技術(shù)，即通過精準(zhǔn)控制焙燒體系氧勢將礦石中菱鐵礦定向分解為磁鐵礦和CO，同時(shí)利用生成的CO將礦石中赤、褐鐵礦原位還原為磁鐵礦。

爐料

中國寶武擬募資100億元，七成用于非洲西芒杜鐵礦開發(fā)

據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，全綠電綠氫制直接還原鐵比常規(guī)高爐煉鐵碳排放低約 78%，即每噸鐵可減排 1.235噸二氧化碳 氫還原所需的原料主要是直接還原級的球團(tuán)，以及生產(chǎn)直接還原級球團(tuán)所需的造球精粉，要求鐵精粉品位達(dá)到68%以上，脈石含量低于4%目前全球鐵礦石的產(chǎn)量中，能達(dá)到這種要求的僅占約3%，高品位鐵礦資源匱乏，難以支撐大規(guī)模開展氫還原鐵生產(chǎn)西芒杜鐵礦平均品位65%以上，是難得的高品位鐵礦發(fā)行人計(jì)劃通過在采礦時(shí)分采，或者對產(chǎn)品進(jìn)一步的選礦，就可以生產(chǎn)出品位達(dá)到67%~69%的高品位直接還原級造球精粉，生產(chǎn)出的高品位直接還原級造球精粉便可作為氫還原的原料，在煉鐵的過程中極大地減少二氧化碳的排放甚至接近零碳排。

聚焦

普銳特高級副總經(jīng)理預(yù)測：到2050年全球“綠鋼”產(chǎn)量將增加8.5億噸以上

亞歷山大介紹，鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，在生產(chǎn)工藝方面需要經(jīng)歷從碳基生產(chǎn)工藝到去碳化、以天然氣+氫氣為主的生產(chǎn)工藝，再到以冶煉廢鋼為基礎(chǔ)的生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)變；在原材料方面需要經(jīng)歷從以中低品位鐵礦石為主到以高品位鐵礦石為主，再到以廢鋼為主的轉(zhuǎn)變目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模化應(yīng)用的低碳生產(chǎn)工藝有MIDREX工藝（用氫氣和天然氣還原球團(tuán)礦），處于試驗(yàn)階段的有Finored（基于氣體的流化床直接還原）工藝、HyREX（基于流化床反應(yīng)的氫還原鐵）工藝、HYFOR（氫基粉礦還原）工藝。

鋼材

姜濤：利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)直接還原鐵是我國現(xiàn)階段最可行的氫冶金路徑

”姜濤說 “總體來講，全面提升鐵礦石品質(zhì)是大勢所趨品質(zhì)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是鐵品位高，二是其他雜質(zhì)含量低”姜濤認(rèn)為，“我們發(fā)展氫冶金，其中，豎爐氫還原工藝對鐵礦石的品位要求大于67%，高爐煉鐵工藝也要求鐵礦石的品位越高越好未來，我們對高品質(zhì)鐵礦石的需求量會大幅度增加” 姜濤特別指出，由于現(xiàn)階段所有的鐵礦粉、精礦不能夠直接入爐煉鐵，必須先制成燒結(jié)礦和球團(tuán)礦，所以如何制備性能優(yōu)越、清潔綠色的冶煉爐料，也是未來促進(jìn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳的一個(gè)重要領(lǐng)域。

聚焦

加拿大鐵礦石資源分布及出口情況梳理

主要出口形態(tài)多樣 加拿大礦石出口主要形態(tài)為直運(yùn)鐵、直接還原鐵、熱壓鐵塊及鐵精粉按照分類來看，直運(yùn)礦指鐵品位不低于60%、半徑大于6毫米且僅經(jīng)過破碎工藝后直接發(fā)運(yùn)的鐵礦石產(chǎn)品；直接還原鐵指在天然氣或煤中的一氧化碳和氫氣下直接還原的鐵礦石產(chǎn)品，上述兩種產(chǎn)品在謝弗維爾地區(qū)較為常見熱壓鐵指在熱壓過程中的溫度高于650℃，將鐵壓縮成為密度大于5000公斤/立方米的直接還原鐵，密度高于一般DRI，其應(yīng)用主要是減少運(yùn)輸與加工的難度，在電弧爐中用作煉鋼原料，在高爐與轉(zhuǎn)爐中主要充當(dāng)冷卻劑，此類產(chǎn)品在安大略省較為常見。

爐料

胡望明：依托兩大工藝路徑，中國寶武“碳”索低碳冶金

二是高品位鐵礦石資源偏少，品位高于66%的鐵礦只占鐵礦資源總量的3%，難以滿足DRI電爐流程大規(guī)模發(fā)展的需求，需要開發(fā)中低品位礦的高效氫冶金技術(shù) “如果這兩個(gè)問題沒有解決方案，那么氫冶金大規(guī)模應(yīng)用很難得到推廣”胡望明坦言基于此，中國寶武提出了低碳冶金的第二條主要路線——氫還原電熔煉工藝HyRESPHyRESP工藝將氫和電高效協(xié)同，通過工藝配置的調(diào)整，打造資源適應(yīng)性更廣的氫冶金工藝。

聚焦

第十二屆中國國際鋼鐵大會暨2023年全球低碳冶金創(chuàng)新論壇成功召開

其二是以氫基豎爐為核心的氫冶金工藝路徑，通過可再生能源發(fā)電制氫，氫基豎爐還原鐵礦石再接電熔煉爐，連同近終形鑄軋，形成氫冶金碳中和路徑兩條工藝路徑可以在煉鋼交匯，用于應(yīng)對低品位爐料的挑戰(zhàn) 胡望明強(qiáng)調(diào)，要實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的碳中和，絕不是靠一兩項(xiàng)技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)的，所有降低鋼鐵碳排放的努力都應(yīng)該得到承認(rèn)和鼓勵(lì)寶武愿同全行業(yè)生態(tài)圈伙伴凝聚共識、大膽探索、積極實(shí)踐，攜手走向綠色未來 譚成旭在題為《向綠而行向新而變推動鋼鐵行業(yè)綠色低碳新發(fā)展》的主旨發(fā)言中詳細(xì)介紹了中國鋼鐵行業(yè)在綠色低碳轉(zhuǎn)型中所做的努力和取得的成果，并從五方面對未來鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳新發(fā)展明確了方向。

鋼材

浦項(xiàng)制鐵HyREX工藝“劍指”碳中和

“在韓國，我們所用的高品位鐵礦石長期依賴海外進(jìn)口，原料成本比較高采用HyREX工藝，我們就可以直接使用低品位原料，降低了對于進(jìn)口高品位鐵礦石的依賴程度，成本也由此降低此外，我們將此前FINEX技術(shù)中采用的熔融氣化爐更改為電爐，并使用純綠氫作為還原劑在日后可再生能源電力與綠氫供應(yīng)穩(wěn)定的前提下，HyREX工藝擁有較大的商業(yè)化潛力”申明鈞向《中國冶金報(bào)》記者講道，“基于流化床反應(yīng)器的氫還原鐵工藝或許將成為日后氫冶金領(lǐng)域的主流技術(shù)方向之一。

行業(yè)熱點(diǎn)

鐘紹良：原料成本優(yōu)勢大的氫冶金工藝更有規(guī)?；瘧?yīng)用潛力

”鐘紹良說 “因此，我認(rèn)為，可能再過5年~10年，對于鐵礦石品位要求沒有那么高的氫冶金工藝將成為主流例如，浦項(xiàng)制鐵的HyREX工藝可以將粉礦直接還原成海綿鐵，這種基于流化床反應(yīng)器的氫還原鐵工藝，可以為鐵礦石資源稟賦不高的地區(qū)提供長期有效的解決思路當(dāng)然，前提是穩(wěn)定的綠氫供應(yīng)”鐘紹良補(bǔ)充道 值得注意的是，基于流化床反應(yīng)器的氫還原鐵工藝尚不成熟，前期仍需大量的研發(fā)試驗(yàn)投入。

鋼材