近期，中国钢研科技集团有限公司（简称中国钢研）在山东临沂万吨级纯氢冶金示范线进行了全球首次基于纯氢冶金的钒钛磁铁矿工业化高效分离技术试验并取得圆满成功。采用攀枝花米易钒钛矿原料，钒钛矿氧化球团全铁约53.45%，V₂O₅含量0.69%,TiO₂含量9.57%。试验期间累计获得纯氢还原钒钛球团产品300余吨，还原后平均金属化率达到97%。经真空感应电炉熔炼后，获得铁水中几乎无碳，其中钒含量为0.0042~0.0086%，钛含量小于0.0005%；熔分渣中V₂O₅品位可达2.39~2.67%，TiO₂品位可达33.11~37.23%，富集程度达3.46~3.89倍，钒、钛元素基本上富集在渣中。这是继不久前完成的首次打通纯氢冶金及高纯铁生产流程之后，项目团队接续奋斗实现的又一次重大突破，为实现高效开发钒钛磁铁矿资源贡献了钢研智慧和钢研力量。

　　钒钛磁铁矿富含多种有价金属，是我国铁、钒、钛资源的重要来源，应用前景广阔，利用价值巨大。当前，钒钛磁铁矿冶炼主流程为高炉—转炉流程，产品为含钒生铁和含钛高炉渣，该工艺相对成熟且已大规模工业应用，代表型企业有攀钢、承钢，但存在流程长、CO₂排放大、烧结和焦化工序污染物排放严重，含钛炉渣利用率低等问题。辅助流程为非高炉炼铁流程，由转底炉、回转窑、流化床等预还原后再经磨选或熔分工艺实现铁、钒、钛分离，该工艺流程短、冶炼周期快、基建投资低及生产效率高，但整体工艺路线不成熟均处于试验研究阶段。缩短工艺流程和降低能源消耗是钢铁行业未来发展的趋势，当前钒钛铁精矿非高炉炼铁工艺产业尚未形成“内循环”，中国钢研全球首次基于纯氢冶金的钒钛磁铁矿工业化高效分离技术取得成功具有重大现实意义和战略意义。

　　01  有利于钒钛磁铁矿冶炼的低碳发展

　　目前，我国钢铁生产碳排放的70%以上来自高炉炼铁环节，炼铁环节降碳甚至“零碳”是钢铁行业低碳发展的关键。钒钛磁铁矿因其矿型复杂，冶炼难度大，吨铁碳排放远高于普通铁矿石吨铁排放量，据测算，攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿吨铁的CO₂直接排放为1508.7kg，普通铁矿石冶炼吨铁的CO₂直接排放为1054.35kg。如采用纯氢冶金进行冶炼，降碳幅度可达92.1%～100%，是推动钢铁行业乃至全社会低碳发展的重要举措。

      02  有利于源头解决含钛炉渣利用难题

　　受限于传统高炉钒钛磁铁矿冶炼技术，为解决因Ti(C,N)的生成导致含钛炉渣粘度增大、高炉透气性变差问题，冶炼过程需在入炉原料中添加30%左右的普通铁矿石，导致炉渣中TiO₂的含量通常低于25%且无法资源化利用，一直是摆在行业面前的难题。采用纯氢冶金可将还原和熔分过程分开进行、单独控制，不存在操作透气性等问题，可实现全钒钛磁铁矿冶炼，经电炉熔分后，渣中TiO₂质量分数得到大幅度提高，满足于硫酸法钛白、低品位钛铁合金工艺原料条件。

      03  有利于钒钛磁铁矿资源综合利用

　　钒钛磁铁矿是一种铁、钛、钒多金属共生的复合矿石，还伴生有铬、镓、钪、钴、镍、铜、铂族元素等多金属有用元素，传统高炉冶炼工艺操作工艺简单粗放，除了铁、钒，其他元素均无法有效综合利用。采用纯氢冶金能够在理想的温度区间内实现对铁、钛、钒元素的“定向”还原，并通过后续处理工艺实现多种金属元素的有效分离和高效利用。

      直接还原与氢冶金技术结合是未来钒钛磁铁矿资源综合利用的重点发展方向，该技术试验的圆满成功，为全面提升钒钛磁铁矿铁、钒、钛以及其伴生元素的回收利用水平蹚出一条新路。

来源：世界金属导报