攀钢资源综合利用“淘”出钒钛大产业

    日前，攀钢申报的“攀枝花钒钛磁铁矿综合利用成套技术及装备研究”课题顺利通过了国家“十一五”科技攻关课题的立项审查，这是攀钢在以钒钛资源综合利用为突破口，提高矿产资源利用效率上传来的新捷报。近年来，攀钢成功研发具有自主知识产权的高新技术，极大地提高了钒钛资源的综合利用率，使昔日无法充分利用的宝贵资源“化石为金”，钒氮合金和其他钒钛系列产品每年新增销售收入10多亿元。
    攀钢所在的攀西地区，蕴藏着储量巨大的钒钛磁铁矿，其中钒的储量占全国的87％、全球的11％，钛的储量则占全国的94％、全球的35％。作为以资源开发利用为主的工业企业，攀钢曾长期存在着资源利用率低的突出问题，其中尤以钒钛资源利用率低为甚，被人戏称为“吃了豆渣，丢了豆腐”。
    在攀枝花丰富的高钛型钒钛磁铁矿中，钒钛磁铁矿铁品位低，钒钛等多种稀有金属资源作为磁铁矿的伴生矿，岩相结构特殊，选矿、冶炼、分离及回收难度大，工艺技术要求高。攀钢虽然打破了国外一些人士关于攀枝花磁铁矿是无法冶炼的“呆矿”的断言、解决了普通高炉冶炼钒钛磁铁矿的难题，但受当时技术条件所限，钒钛的利用水平很低。
    金贵的钒钛“宝贝”在生产中因无法回收而被白白丢弃，而国家经济建设中急需的大量钒钛制品却需进口。面对这一现状，攀钢把资源开发和资源节约有机结合起来，依靠自主创新，在充分利用这些宝贵资源、发挥其综合效益方面进行了卓有成效的探索。攀钢的科技工作者下决心向被外国长期垄断的钒钛回收技术展开攻关，在国家有关部门的高度重视和支持下，攀钢艰辛的技术创新努力终于结出硕果：一批具有自主知识产权的高新技术、专利填补了国内空白，其中一些成果居世界领先水平，先后获国家科技进步一等奖、国家技术发明奖二等奖、全国科学大会奖、冶金科学技术奖特等奖等，资源利用效率大幅提升。
    攀钢经十几年持续努力，攻克一系列技术难关，从选铁尾矿中选出钛精矿，并不断突破国际上细粒级选矿的禁区，钛矿利用从零到年产30余万吨。
    攀钢以前的重选—浮选—磁选—电选选钛工艺流程只能回收大于0.045um的粗粒钛铁矿，使进入选钛流程58%的小于0.045um的细粒钛铁矿被白白丢弃，造成钛资源利用率低。而小于0.045um的微细粒选钛技术因钛铁矿与钛辉石差别小，分离难、不易浓缩、矿物组成复杂等特点，历来是世界选矿界的技术难题。
    为提高钛资源综合利用率，为发展民族钛工业提供充足的原料，攀钢于1996年开始对微细粒级钛矿的回收进行研究。1997年9月，该项目被列入国家“九五”重点科技攻关项目。经过顽强攻关，课题组确定了强磁—浮选的微细粒级钛铁矿回收流程，形成了具有自主知识产权的微细粒级矿浆高效浓缩、高效无毒（或微毒）捕收剂、钛精矿品位自动监测技术研究等9大关键技术和5大创新点，填补了国内外选矿领域中微细粒级选钛技术的空白。生产结果表明，二氧化钛回收率从项目实施前的17.83%提高到目前的27.38%，成本从项目实施前的420余元每吨下降到目前的300元左右每吨，年增产钛精矿量10余万吨。同时大幅减少了微细粒级尾矿对周边环境的影响，产生了明显的社会、经济效益。
    攀钢投产初期，经过近十年的试验探索，发明了雾化提钒工艺。
    1978年正式建成两座雾化提钒炉，攀钢雾化提钒投产以来，使我国从钒的进口国一跃变为钒的出口国，为我国的钒产业发展创造了条件。1995年，攀钢发明了比雾化提钒更为先进的转炉提钒，建成了两座120吨年产11万吨标准钒渣的提钒转炉，解决了雾化提钒工艺难以解决高炉铁水温度低、含硫高等问题，提高了钒的总收得率和钒渣质量。
    钒氮合金是一种重要的合金添加剂，其生产技术是一种代表世界钒产业发展方向的国际领先技术。攀钢在国内首家开发了具有自主知识产权和国际领先水平的钒氮合金。该项目解决了钒氮合金研究成果产业化的难题，在常压下稳定连续生产技术、催化剂选择与应用技术、粘结剂与成型压力的优化、还原温度控制和TBY炉的设计等均有重大创新，申请了多项发明和实用新型专利。研究开发的钒氮合金产业化生产技术合理，形成了与产品开发、生产和应用等相关的一系列检测技术和企业产品标准，具备了2000吨/年的生产能力。产品已成功应用于HRB400Mpa、500Mpa级钢筋、P510L大梁板、N80非调质石油套管、09V310乙字钢以及高速工具钢等钢种，显著改善了钢材性能，提高了我国钒产业水平和国际竞争力，推动了钢铁、建筑、汽车、石油等行业的技术进步，经济和社会效益十分显著。目前世界上仅有美国一家公司和攀钢掌握此技术。
    通过实施系列钒钛新技术，攀钢经过9年努力建起了世界一流的微细粒级钛精矿生产线，年生产能力达到14万吨，到2005年12月已累计生产钛精矿40万多吨，产值2亿多元。攀钢还在攀枝花及重庆、锦州等地设立钛白粉专业生产企业，使钛白粉年生产能力达到7.2万吨。随着"转炉提钒"以及五氧化二钒、三氧化二钒、钒铁和钒氮合金生产技术等拥有自主知识产权的高新技术和生产工艺及产品质量的不断完善，攀钢钒资源产业日益壮大，一举成为世界第二大产钒企业，钒产品占据国内市场份额的80％、国际市场的20％。攀钢近年来还先后投入5亿多元用于自主研发，相继开发出具有广阔市场前景的钒、钛系列产品，使钛资源的回收率由过去的15％提高到目前的27％左右，综合利用率由过去的4.5％提高到14.3％；钒资源的综合利用率则达到50％以上。钒钛资源的充分利用以及形成的产业链，不仅成就了攀钢"中国钒钛之都"的美誉，也带动提升了其他资源的综合利用率。
    同时，攀钢积极推广钒产品应用技术，选取了宝钢、首钢、济钢、重钢、涟钢等10多家国内大型钢铁企业钢厂作为技术推广示范单位，免费给他们提供钒产品做实验，并派出技术人员进行指导。目前，这些企业生产的含钒钢材正为国内众多大型建设项目"瘦身"。据悉，在使用强度和抗震性能更强的含钒特殊钢材后，仅北京奥运会场馆"鸟巢"一项工程的用钢量就将从原来的8万余吨减少到4万余吨，而其安全性能和抗震性能保持不变。
    今年以来，攀钢又成立了包括矿产资源、钒钛矿冶炼、氯化法钛白研发、硫酸法钛白及钒等5个分队在内的资源综合利用攻关队，并确定了阶磨阶选工艺技术完善及推广、钒钛磁铁矿在1000m3以下高炉冶炼技术完善及方案确定、钒钛磁铁矿非高炉炼铁技术研究、2000m3高炉原料及冶炼技术研究、氯化法钛白原料制备技术等重点项目。
    截至目前，在钒钛矿非高炉炼铁技术研究方面，完成了200KVA电弧炉渣铁分离试验及熔分、熔分深还原炉试验；钒钛磁铁矿在1000m3以下高炉冶炼在攀成钢进行的工业试验中取得了圆满成功；在2000m3高炉原料及冶炼技术研究方面，完成了提高球团矿入炉配比工业试验；在氯化法钛白原料制备技术方面，完成了制取PUS的扩大试验，同时，通过攻关，锐钛型钛白产品质量得到提升，优等品率累计达到45％以上；红格矿综合利用形成了初步方案；阶磨阶选技术改造已投入运行的8个球磨系统达到攻关目标，精矿品位超过54％，原矿台时产量提高20％以上。业内专家称，目前，攀钢钒钛资源的综合利用在国内居领先水平，相当一批工艺技术、装备水平已跻身世界先进行列。
    由于现实技术条件的限制，尾矿中0.019um的超细粒钛资源、高炉渣中的钒钛资源目前仍无法回收，每年数百万吨尾矿、高炉渣只能堆积在山谷之中，累计已近亿吨，如何进一步充分利用尾矿、高炉渣中的钒钛资源成为攀钢人新的课题。
    为此，在"十一五"期间，攀钢本着优先和重点发展钒钛产业的思路，确立了在产业发展战略上，要把钒产业做到世界最大最强，要把钛产业做到中国最大最强的目标，以进一步提升资源的利用效率。
    据悉，攀钢将进一步提高铁精矿品位，对尾矿、表外矿及其它难利用矿进行开发利用，扩大微细粒级选钛产能，铁水实现全提钒，大幅度提高资源的综合利用效率。在钒产业方面将对新钢钒攀宏钒制品厂进行扩能改造，新建V2O3、V2O5车间，扩大钒渣生产能力，提高钒制品生产能力。钛产业方面计划新建尾矿坝、白马矿、红格矿选钛厂，扩建现有选钛厂，抓好年产18万吨高钛渣生产线一期和二期工程建设，进入海绵钛产业领域，新建钛材、氯化法钛白生产线等。预计到2010年，攀钢钒制品产量将提高到3万吨（以V2O5计），钒渣产能提高到38万吨，做到规模世界第一、技术和产品世界领先。钛精矿产量提高到80-100万吨，钛白粉产量提高到17万吨，钛材生产能力达到2000-10000吨，钛产业做到规模和技术国内第一，国际上具有重要影响力。同时，积极开展铁渣、钢渣、粉尘等的综合利用，建立清洁生产工艺，建设"绿色攀钢"。