2023年4月6日，中国冶金矿山企业协会第八届三次理事（扩大）会议暨2023国产铁矿石全产业链高峰论坛在上海宝山盛大召开。本届高峰论坛为期三天。7日下午大会现场，东北大学资源与土木工程学院副院长高鹏就“铁矿资源低碳高效利用关键技术”做精彩演讲。
东北大学资源与土木工程学院副院长高鹏
首先，高鹏副院长首先与大家交流了铁矿资源开发利用现状。并分享了铁矿利用四个方面的问题，提出优质优用，劣质能用的方案。层面一是粗粒结晶易选磁铁矿石；层面二是磁赤混合型铁矿用常规的重磁浮；层面三是磁化焙烧之后可以高效利用的；层面四是前三种方法都不能实现，可以使用直接还原熔炼的路径。
针对易选铁矿石优质优用，高鹏副院长提到，由于没有天然气和缺少高品位的铁矿石或球团（尤其是全铁品位70%以上高品位铁矿石;此外还有一种铁品位超过70.5%的铁精矿，主要用于粉沫冶金以及磁性材料等），我国直接还铁技术一直没有得到发展。通过研究发现，在辽宁、安徽、山东、山西河北等地有大量优质粗粒结晶的铁矿资源完全可以用来加工成为超级铁精矿，但把它当做普通铁精矿直接用于高炉有些遗憾。
高鹏副院长表示，如果最终要生产超级铁精矿，硅含量在0.2%以下时，浮选是非常重要的一个环节，通过系统的研究控制表面和药剂作用机理，团队通过系统筛选研究出了适合超级铁精矿的药剂，最终在辽宁等地建成多个超级铁精矿选矿厂，可以生产出目前品位71.87%和70.21%两种产品，应对不同的需要。同时以这种超级铁精矿可以进行直接还原低碳熔炼，可以获得品位99.94%以上的纯铁，这种纯铁是优质的结晶原料，也是高端材料领域非常或缺的产品，可以进行深加工。
接着，高鹏副院长分享了难选铁矿石常规选矿技术。他提到，非常经典的流程就是弱磁-强磁-反浮选技术，国内主要是阴离子反浮选为主，美国巴西等以阳离子反浮选技术。在研究过程中发现有一种情况不能用的铁矿把它解决掉，比如含碳酸盐赤铁矿石，当碳酸盐含量在原矿中超过4%的时候就无法实现正常生产。通过基础理论研究发现当赤铁矿和石英混合体系中加入菱铁矿，整个赤铁矿品位回收率都急剧下降，通过分析原因，最终提出了分步浮选技术的解决办法。该技术第一步要在中性条件下将菱铁矿浮出。第二步需要提高它的PH值再反浮选石英获得精矿。此项技术于2010年在鞍钢东鞍山烧结厂实现生产，在2019年获得了国家科技进步二等奖。
之后高鹏副院长重点介绍了难选铁矿石磁化焙烧技术。面对常规重磁浮技术不能用的情况，传统技术就是磁化焙烧，即将铁矿石在一定的气氛条件下加热进行化学反应，选择性地使其中的赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等弱磁性铁矿物还原为强磁性的磁铁矿或磁赤铁矿。但常规铁矿磁化焙烧技术面临很多技术缺陷，悬浮磁化焙烧技术应运而生，即将粉体物料在悬浮状态下加热到一定温度后，通入还原气体将其中的赤铁矿、菱铁矿和褐铁矿还原为强磁性铁矿物的过程。焙烧后物料经磁选可获得高品质铁精矿。
通过研究难选铁矿石悬浮磁化焙烧过程矿物学演变规律，高鹏副院长表示，研究团队发现了复杂难选铁矿石中赤铁矿、褐铁矿及菱铁矿的化学反应特性差异是常规磁化焙烧效果差的根本原因。为此提出了物相分段精准调控原理，同时还查明了铁矿物还原反应活性中心是矿石颗粒表面孔洞、裂隙和相界面，其团队首先提出了“加热致裂强化还原”新原理。同时又揭示了悬浮磁化焙烧过程铁矿物的反应机理与物相调控机制，提出了以矿石自身为热载体，加热与还原异步分腔、冷却过程再氧化的氢基矿相转化新方法，并在海内外建成多个示范工程。
最后，高鹏副院长指出面对我国铁矿资源高度紧缺的现状，开发利用难利用铁矿资源，氢基矿相转化、流态化预还原短流程熔炼，超级铁精矿制备技术也将成为重要的研究开发方向。我国易选铁矿石应进一步加强分选，出产高品质铁精矿，满足直接还原、粉末冶金、磁性材料等行业的需求，或者利用高品质铁精粉，强化配矿。
