2025年6月10日，《中國(guó)釩鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》在成都發(fā)布，為釩鈦產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展提出了新的技術(shù)路徑和政策建議。其中，氫冶金技術(shù)的突破成為焦點(diǎn)，被視為解決傳統(tǒng)釩鈦冶煉高能耗、高污染問(wèn)題的關(guān)鍵。近年來(lái)，中冶賽迪、中國(guó)鋼研、北京氫冶科技等企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)已在四川、山東、山西等地展開(kāi)氫基豎爐冶煉釩鈦磁鐵礦的中試示范，標(biāo)志著我國(guó)氫冶金技術(shù)正從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。
1.傳統(tǒng)工藝?yán)Ь常焊吆哪?、高污染、高浪費(fèi)倒逼技術(shù)革新
釩鈦磁鐵礦是我國(guó)重要的戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、新能源電池等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的“高爐-轉(zhuǎn)爐”冶煉工藝存在資源利用率低、碳排放高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。
以四川攀西地區(qū)為例，該地區(qū)釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量豐富，但傳統(tǒng)冶煉方式僅能提取約50%的鐵和30%的釩，大量鈦資源因技術(shù)限制無(wú)法有效回收，造成巨大浪費(fèi)。此外，傳統(tǒng)高爐冶煉每生產(chǎn)1噸鐵水，約排放1.5噸二氧化碳，與我國(guó)“雙碳”目標(biāo)背道而馳。
“過(guò)去我們采用‘高爐+轉(zhuǎn)爐’工藝，不僅能耗高，還產(chǎn)生大量廢渣和廢氣?！币晃慌输摷瘓F(tuán)工程師表示，“釩鈦磁鐵礦中的鈦元素在傳統(tǒng)工藝中難以利用，最終進(jìn)入尾礦，形成資源浪費(fèi)?！?/p>
2.綠色冶煉的破局之道
氫冶金技術(shù)（Hydrogen-Based Metallurgy）利用氫氣替代焦炭作為還原劑，將鐵礦石直接還原為金屬鐵，同時(shí)大幅降低碳排放。該技術(shù)尤其適用于釩鈦磁鐵礦的冶煉，有望提高釩、鈦的回收率，并減少環(huán)境污染。
目前，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)已在該領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展：
1) 中冶賽迪（四川威遠(yuǎn)氫基豎爐中試項(xiàng)目）
該項(xiàng)目采用氫基豎爐直接還原技術(shù)，目標(biāo)是在不依賴焦炭的情況下實(shí)現(xiàn)釩鈦磁鐵礦的高效冶煉。中冶賽迪的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該工藝可使鐵回收率提升至90%以上，同時(shí)降低40%以上的碳排放。
2) 中國(guó)鋼研（山東臨沂氫基豎爐中試項(xiàng)目）
中國(guó)鋼研的試驗(yàn)重點(diǎn)在于優(yōu)化氫還原動(dòng)力學(xué)過(guò)程，提高氫氣利用率。該團(tuán)隊(duì)采用純氫氣體作為還原劑，結(jié)合微波輔助加熱技術(shù)，將碳排放降到了最低。
3) 北京氫冶科技（山西交城中試基地）
源自北京科技大學(xué)的氫冶科技團(tuán)隊(duì)，在山西交城建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)氫冶金中試基地。其核心技術(shù)“氫還原+熔分提純”能在較低溫度下實(shí)現(xiàn)釩鈦礦的高效還原，并通過(guò)熔分可以得到高價(jià)值的純鐵，同時(shí)可以在后續(xù)的熔分渣中將釩、鈦元素在進(jìn)行全量化提取。
3.挑戰(zhàn)與機(jī)遇：氫冶金產(chǎn)業(yè)化仍需突破
盡管氫冶金技術(shù)前景廣闊，但其大規(guī)模應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)：
1) 氫氣成本問(wèn)題
目前，我國(guó)氫氣主要來(lái)自化石能源制氫（灰氫），碳排放仍較高。未來(lái)需依賴可再生能源電解水制氫（綠氫），但綠氫成本較高，規(guī)?；?yīng)體系尚未成熟。
2) 工藝適配性
釩鈦磁鐵礦成分復(fù)雜，氫還原過(guò)程可能產(chǎn)生鈦氧化物富集，影響后續(xù)分離。如何優(yōu)化反應(yīng)條件，提高釩、鈦的回收率，仍需進(jìn)一步研究。
3) 政策與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同
氫冶金涉及鋼鐵、化工、新能源等多個(gè)行業(yè)，需要政策引導(dǎo)和跨行業(yè)協(xié)作。例如，四川、山西等地可結(jié)合本地風(fēng)光資源發(fā)展綠氫，為氫冶金提供穩(wěn)定氫源。
4.政策支持：釩鈦產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新機(jī)遇
《中國(guó)釩鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》建議，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)氫冶金技術(shù)的政策扶持，包括：
· 設(shè)立專項(xiàng)基金，支持氫冶金中試及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目；
· 推動(dòng)鋼鐵企業(yè)與新能源企業(yè)合作，構(gòu)建“綠電-綠氫-氫冶金”產(chǎn)業(yè)鏈；
· 完善碳交易機(jī)制，鼓勵(lì)企業(yè)采用低碳冶煉技術(shù)。
四川省已計(jì)劃在攀西地區(qū)建設(shè)“氫能冶金示范基地”，并配套氫能基礎(chǔ)設(shè)施；山東省則依托臨沂項(xiàng)目，探索“氫冶金+碳捕集”的零碳鋼鐵路徑。
5.氫冶金或重塑全球釩鈦產(chǎn)業(yè)格局
隨著全球碳中和進(jìn)程加速，氫冶金技術(shù)將成為釩鈦產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)作為全球最大的釩鈦生產(chǎn)國(guó)，若能率先實(shí)現(xiàn)氫冶金的規(guī)?；瘧?yīng)用，不僅可大幅降低碳排放，還能提升釩、鈦的戰(zhàn)略資源利用率，增強(qiáng)國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。
“氫冶金不僅是技術(shù)變革，更是產(chǎn)業(yè)革命?！敝袊?guó)鋼協(xié)的領(lǐng)導(dǎo)表示，“未來(lái)5-10年，氫基豎爐、氫等離子體還原等技術(shù)將逐步替代傳統(tǒng)高爐，推動(dòng)釩鈦產(chǎn)業(yè)向綠色、高效方向發(fā)展。”
可以預(yù)見(jiàn)，在政策、技術(shù)和市場(chǎng)的共同推動(dòng)下，氫冶金技術(shù)將助力中國(guó)釩鈦產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，并在全球綠色冶金競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)領(lǐng)先地位。氫冶釩鈦，已然蓄勢(shì)待發(fā)！
