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论我国大力发展高品位、低SiO2球团矿的价值

DATE：2019-11-08
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进入二十一世纪以来，我国球团矿生产走过了一段不平凡的发展历程：2001年我国球团矿的年产量为1784万吨，此后基本随着我国钢铁工业快速发展而同步发展，到2011年我国球团矿的年产量达到20410万吨，十年间平均年增加产量1862.6万吨，年平均增长速度达到104.4%，球团矿占炉料结构的比例由2001年的6.95%增加到2011年的19.07%。2011年以后由于矿价的上涨，影响了我国球团矿生产的发展，此后年产量逐年下降，到2014年球团矿的年产量降低到了12000万吨的低谷。2014年后随着国内外铁矿石价格的调整，球团矿的年产量又逐年增加，到2017年产量恢复到16200万吨。

近几年我国球团矿生产的主要技术指标状况：

球团矿的生产技术指标应包括球团矿的主要化学成分、物理性能（强度和粒度组成）、冶金性能和技术经济指标四个部分。球团矿的主要化学成分为含铁品位和SiO2含量，由表1~表3可见，近几年我国球团矿生产的主要指标、存在以下几个方面质量问题：

一是成品球的含铁品位偏低，SiO2含量偏高。在3种不同焙烧设备的球团含铁品位和SiO2含量方面，竖炉和链箅机—回转窑球团矿的问题突出，含铁品位低至61%~62%，SiO2含量高达5.8%~7.56%。带式焙烧机球团矿的含铁品位均高于64.50%，SiO2含量低于4.75%，特别前两年年均低于4.5%的水平。

二是我国3种方式球团矿生产的膨润土配加量普遍高。带式焙烧机球团矿的膨润土2017年配加量上升到17.28kg/t，而竖炉球团矿的膨润土配加量在2017年上升到23.23kg/t，这与国外粘结剂配加量4kg/t~8kg/t的先进水平相比有较大的下降空间。

三是我国多数企业生产的球团矿粒度偏大，且大小不匀，有的企业生产的球团矿粒度普遍大于18mm。德国鲁奇公司通过数学模型和工业试验得出球团矿的最佳直径为10mm，大粒径的球团矿入高炉后还原性会下降，炼铁能耗会升高，与节能减排的方针相悖。

四是我国多数球团矿生产单位吨球团铁精粉的消耗偏高，这是对资源的浪费，也会造成成本的增加。按照氧化球团矿焙烧过程，Fe3O4氧化对Fe2O3是一个增重的过程，假设球团矿生产吨球配入10kg的粘结剂，通过计算吨球团仅需要消耗966.1kg精矿粉，（磁铁精粉氧化焙烧球团矿增重2.414%），2017年竖炉球团矿生产铁精粉单耗达到1098.2kg，吨球团浪费铁精粉资源超过100kg。

五是我国球团矿生产能耗虽然比烧结生产低得多，历年球团矿生产能耗指标仅为烧结生产能耗指标的45%左右，但生产球团矿的3种不同焙烧设备，无论煤气消耗、还是电耗均有较大的差别。即使同一种焙烧设备，不同企业也有一定的差别，说明球团生产降低能耗还有较大的空间。

由以上分析可见，我国目前生产的球团矿质量问题是多方面的，但最突出的问题是品位低、SiO2含量高。由于这个问题的存在，造成我国高炉炼铁入炉矿品位低、渣比高，是燃料比降不下来的最直接和最主要的原因。

高品位、低SiO2球团对我国未来高炉炼铁的价值

球团矿是高炉炼铁的精料，是高品位、低渣量炉料。

球团矿是以炼铁精料而闻名的，正因为如此，长期以来在国外生产的球团矿都是高品位、低SiO2的球团矿。国外球团矿的品位和SiO2含量列于表4。由表4列举的国外15种球团矿，其中13种酸性球团矿的含铁品位只有澳大利亚的球团矿品位低于65%，而澳大利亚酸性球团矿是含MgO2.45%的镁质球团矿，加上MgO的含量品位超过67%，15种球团矿的SiO2含量只有一种超过4.0%的，有10种球团矿是低于3.0%的，说明国外球团界真正把球团矿作为精料，突出高品位、低SiO2含量的特征。我国高炉炼铁推行的炉料结构主要形式是高碱度烧结矿搭配酸性炉料（包括酸性球团矿和块矿），这种炉料结构的内涵是要发挥高碱度烧结矿优良冶金性能和酸性炉料高品位低渣量两个方面的优势，才能取得良好的冶炼效果，目前我国多数企业没有做到。

高品位、低SiO2球团矿对我国高炉炼铁的价值：

高品位、低SiO2球团矿对高炉炼铁的价值，可以通过国内外高炉炼铁的主要操作指标反映出来（见表5、表6）。由表6可见：无论国外还是国内的高炉炼铁主要操作指标，均随炉料结构,球团矿比例的增加不断得到改善；同时低高品位、低SiO2球团矿的生产效果不只是能直接改善高炉主要操作指标，它还有低能耗（工序能耗低于烧结矿的50%），低排放（粉尘排放为烧结生产的七分之一，SiO2排放为烧结生产的三分之一，NOx排放为烧结生产的五分之一）和低加工费（球团矿加工费为烧结矿的二分之一）等多方面的优势。

高品位、低SiO2球团矿生产，不仅在生产上比烧结矿有多方面的很大优势，它用于高炉生产有明显低渣比、低燃料比的巨大效果，同时它对降低排放，改善生态环境具有独特的社会效益。我国2017年高炉炼铁的燃料比平均为542.66kg/t，与世界先进水平尚有90kg/t的差距。高品位、低SiO2球团矿生产方方面面的优势和对高炉炼铁的价值，已经被工业发达国家的实践所证实，环境治理和生态文明建设将是我国经济可持续发展的主战场。因此，大力发展高品位、低SiO2球团矿生产，是我国未来高炉炼铁炉料结构的必然趋势，也是我国未来高炉炼铁的必由之路。

我国铁矿资源的特点和选矿攻关的效果：

我国铁矿资源的特点是储量大而不集中，品位低，主要以磁铁矿为主，铁矿石原矿的品位只有30%~35%，铁矿资源的开采比保持在2.5~2.8，选矿比保持在2.5~3.0，用于高炉炼铁的渣比高、燃料比高，直至目前还落后于世界先进水平50~60kg/t以上。

我国科学技术的进步，正在不断缩短高炉炼铁燃料比这一差距，进入二十一世纪以来，在选矿技术上增铁降硅的攻关，提高铁精粉的品位和降低SiO2的含量取得了很大的进步，鞍钢、本钢、太钢等企业提铁降硅攻关前后铁精粉品位和SiO2的变化取得了重大成效。鞍钢、本钢和太钢选矿技术攻关后，铁精粉的品位提高了3个百分点以上，SiO2含量降低到了4%的水平，为鞍钢、本钢、太钢烧结和球团生产提铁降硅创造了条件，也为我国生产高品位、低SiO2球团矿打下了基础。

近几年我国选矿技术新的进步、选矿成本大幅度下降，已使建设高品位、低SiO2低价铁精粉生产基地成为可能。

我国目前高品位、低SiO2球团生产的状况：

近几年我国已有几个企业和几条生产线生产出了高品位、低SiO2球团矿。当前正在规划建设中的多条生产线，由于建在港口采用进口高品位、低SiO2的铁精粉，均可生产高品位、低SiO2的球团矿，即使进口的铁精粉品位不够高，也可通过港口建选矿厂再磨再选，达到提高品位、降低SiO2的目的。

我国发展高品位、低SiO2球团生产的前景：

树立正确的价值观是大力发展高品位、低SiO2球团矿生产的前提。2011年我国球团矿的年产量一度达到20410万吨，此后由于当时多数企业亏本，铁精粉价格高，造成多座竖炉和多条链箅机-回转窑停产，球团矿的年产量逐年下降。2016年由于市场变化，球团矿的年产量又开始上升，2017年达到16200万吨，占我国高炉炼铁炉料15%左右的比例。近年来，国家提出绿色发展和高质量发展钢铁工业，要打好蓝天保卫战，环保要求对企业的压力越来越大。从我国经济发展和环保要求出发，球团矿与烧结矿相比，已具有多方面的优势和对高炉炼铁的重大价值，我们的认识必然与时俱进，彻底改变对球团矿的认识，树立球团矿是高品位、低SiO2的精料，发展高品位、低SiO2球团矿是节能减排、实现低燃料比炼铁的必由之路，也是我国高炉炼铁降本增效、绿色发展、高质量发展唯一出路。

高品位、低SiO2铁精粉是大力发展我国球团矿生产的主要原料。要大力发展高品位、低SiO2球团矿生产就必须要拥有足够的高品位、低SiO2铁精粉资源，这个问题是不少企业存有的一个疑虑。怎么解决？笔者认为可以从以下三个方面去解决：一是对我国现用于烧结和球团矿的铁精粉进行再磨再选，提高品位、降低SiO2含量。二是从巴西、秘鲁、澳大利亚南部、非洲大量进口高品位、低SiO2铁精粉。三是对进口的铁矿粉进行再磨再选加工，提高其含铁品位和降低SiO2含量。

我国大力发展高品位、低SiO2球团矿生产的前景：

我国经济已经进入高质量发展的新阶段，低碳、绿色发展是这个阶段的核心和关键，我国未来高炉炼铁都离不开低燃料比和节能减排这个中心和主题，大力发展高品位、低SiO2球团矿生产是实现新阶段目标的重中之重。近年来，包钢500万吨/年带式焙烧机和宝钢湛江500万吨链箅机-回转窑顺利投产，宣钢乐亭基地2×500万吨/年带式焙烧机的筹建，首钢京唐二期500万吨/年带式焙烧机的规划设计，柳钢400万吨/年带式机的筹建，山西建邦集团日照基地1000万吨/年选矿和2×300万吨球团厂的筹建，还有福建三明和新疆哈密年产200万吨/年带式焙烧机的规划筹建，说明在我国发展高品位、低SiO2球团矿生产的春天已经到来。我国大力发展高品位、低SiO2球团矿生产是可行的，前景是美好的。