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花克:悬浮焙烧预热预还原-电炉熔炼(SRPEF)新技术在冶炼中的高效应用

由上海钢联电子商务股份有限公司(我的钢铁网)主办,印尼万向业有限公司(PT.WANXIANG NICKEL INDONESIA)联合主办,中伟新材料股份有限公司、三一重工集团有限公司特约协办、厦门国贸集团股份有限公司、江苏省苏豪控股集团汇鸿中鼎公司联合协办,建发物流集团有限公司、南京磐控微型电网技术有限公司特别赞助的2024年(第三届)国际不锈钢及新能源产业发展大会于2024年5月7-9日在印尼雅加达香格里拉酒店盛大召开。

5月9日上午,由亚洲与太平洋地区红土镍矿合作组织(APOL)执行会长、技术委员会副秘书长花克先生作了题为《悬浮焙烧预热预还原-电炉熔炼(SRPEF)新技术在冶炼中的高效应用》的精彩演讲。

亚洲与太平洋地区红土镍矿合作组织(APOL)执行会长、技术委员会副秘书长 花克

一、公司企业介绍

上海逢石科技有限公司 成立于2021年4月28日,现有员工300余人。逢石科技下属4个全资控股子公司,分别为:朝阳逢石矿冶科技有限公司(研发基地)、上海逢石工程技术有限公司(工程设计)、扬州逢石矿冶科技有限公司(设备制造)、上海逢石科技(香港)有限公司。“逢石开道、点石成金”,逢石科技致力于成为全球领先的矿产资源低碳高效利用解决方案供应商。

二、氢基矿相转化技术(Hydrogen Mineral Phase Transformation)

铁矿石为钢铁工业最重要的原材料,是国家战略性矿产资源,其保障程度事关国家总体安全。我国铁矿石虽然资源总量相对丰富,但可供开发利用的资源短缺。国产铁矿石平均品位为34.50%,远低于世界铁矿石品位平均水平47.22%。2022年进口铁矿石11.07亿吨,进口额高达8498亿元,占中国进口总额的4.7%。中国复杂难选铁矿资源超过200亿吨,海外权益矿中难选铁矿资源总储量超过300亿吨,全球难选铁矿资源在1000亿吨以上,亟需创新技术!逢石科技自主研发悬浮流态化焙烧技术,开发出铁矿石非均质颗粒流态化蓄热还原反应新装置、铁矿石由块状磁化焙烧转变为细粒悬浮态高效还原,氢基矿相转化是指将铁矿石在氢基气氛下加热进行化学还原反应。H2浓度>55%或者H2:CO>1.5可称为氢基气氛。技术优势有以下几方面:1、增值降碳:不仅可增大单位质量矿石的经济价值,还可以降低下游工序的碳排放,真正实现了“范围三”的降碳目标;2、点石成金:相比传统选矿技术,可同比提高铁品位5-10个百分点、铁回收率10-30个百分点,产品质量更优异;3、绿色循环:以氢气为还原性气体和燃料,可基本实现零碳排放;4、变废为宝:经分选后依然可以获得较高品位的铁精粉,不仅增加了经济效益,更有助于环境保护;5、全组分利用:尾矿可用作生产水泥、加气砖、免烧砖等其它建筑材料的原料,真正实现全组分清洁利用。

三、项目展示

1、三和矿业赞比亚项目:

辽宁三和矿业有限公司赞比亚锰矿区排岩矿中Mn品位12%~19%,Fe品位为35%~45%,因常规技术无法利用,只能按废石排弃,堆存量已超过1000万吨,造成了严重的资源浪费和环境污染。
2020年12月,逢石科技自主设计建造的赞比亚含铁锰矿60万吨/年工程建成并达标顺行,在原矿Mn品位17.86%、Fe品位44.71%的条件下,获得锰精矿Mn品位50.18%、锰回收率88.68%,铁精矿TFe品位67.46%、铁回收率97.23%的优异生产指标。2021年10月该工程项目正式投入生产运营,显著提高了铁矿和锰矿资源的利用率,年创经济效益2.5亿元。

2、海南矿业改造项目:

海南矿业石碌铁矿,其赤铁矿结晶粒度微细,采用传统选矿方法难以获得良好的技术指标。原流程所得铁精矿TFe品位约62.5%,铁回收率也仅为65%。逢石科技针对海南石碌铁矿石,创新性研发了预选脱硫-氢基矿相转化-磁选技术,获得了优异技术指标,与现有工艺相比,铁精矿品位提高了3个百分点,铁回收率提高了20个百分点。2023年8月,由逢石科技自主设计建造的海南矿业石碌铁矿200万吨/年氢基矿相转化项目开始进入调试阶段。

3、酒钢项目:

镜铁山铁矿是酒钢集团钢铁板块主要原料地,属于典型的复杂难选氧化铁矿,受矿石性质影响,长期存在铁精矿品质差、金属回收率低等问题,难以满足高炉对自产铁精矿的需求,严重影响其经济效益。2018年3月,基于逢石科技的研究成果,酒钢集团建成了全球首台165万吨/年的悬浮磁化焙烧工业化生产线,将铁精矿品位提高12个百分点,金属回收率提高26个百分点,效果显著。2024年酒钢项目二期启动,上海逢石科技于2024年1月中标该项目,目前项目执行中。

4、洽谈中项目:

四、SRPEF技术

针对红土镍矿、鲕状赤铁矿、赤泥等难选矿产及固废资源高效利用的难题,在悬浮比磁化焙烧和RKEF工艺基础上,开发出了悬浮焙烧预还原电炉熔炼技术(Suspension Roasting Pre-reduction Electrical Furnace),简称SRPEF。

SRPEF技术优势:1、无需焦炭且还原剂消耗低:煤耗较回转窑低20%以上;2、处理能力大:同功率电炉处理能力较RKEF工艺提高50-100%;3、电耗低:较RKEF工艺可以降低20%-50%;4、环境友好:自带脱硝和除尘装置,无需新建废气处理装置,并可实现超低排放;5、流程紧凑:工艺过程处于密闭状态,流程紧凑,整个过程实现了物料的连续热送;6、自动化程度高:较RKEF工艺降低操作岗位数量30%-50%。

经过多年基础及试验研究,已经确定了SRPEF工艺过程各环节适宜的操控及装备参数,特别是在悬浮态加热、金属化率调控、金属相生长过程控制等核心技术形成了多项国家发明专利。
目前半工业试验已完成,物料运行顺畅,金属回收率>95%,完全具备工程化条件。SRPEF工艺可新建,也可在已有RKEF工艺基础上改造,充分利用原有电炉及其公辅系统。

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