焦化行業(yè)將被顛覆我國煤基氫冶金理論研究獲重大進展

不通過選礦和燒結工藝，甚至不要焦化工藝，30分鐘就能把鐵礦石在固態(tài)下直接還原成金屬化率95%左右的鐵料嗎？日前，酒鋼王明華團隊把這一設想變成了現(xiàn)實?；诖?，王明華團隊在煤基氫冶金理論研究方面實現(xiàn)了重大突破。

王明華團隊的煤基氫冶金研發(fā)成果受到北京科技大學、蘭州理工大學、武漢科技大學等多單位的專家、學者高度關注。專家們對王明華團隊的研發(fā)成果十分驚喜，認為煤基氫冶金這一發(fā)現(xiàn)是世界冶金工業(yè)的重要事件，煤基氫冶金理論為短流程煉鐵提供了理論基礎。

根據(jù)王明華團隊的多次試驗數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的“鐵燒焦”工藝相比，煤基氫冶金工藝流程短、監(jiān)控點少，水循環(huán)及水處理設施規(guī)模小，煙氣排放次數(shù)少、數(shù)量小，減少能耗50%以上，對實現(xiàn)本質(zhì)節(jié)能和本質(zhì)環(huán)保有重大意義。

目前，酒鋼正在建設世界上首套煤基氫冶金中試裝置及配套的干磨干選中試裝置，預計將于今年10月底建成投運。

王明華是酒鋼資源研究團隊的技術帶頭人，在上千次的試驗中，他發(fā)現(xiàn)在一定的溫度、空間和時間條件下，由鐵礦石和高揮發(fā)分原煤均勻混合組成的混合物會發(fā)生以鐵氧化物中的氧元素、煤中的碳元素及氫元素聯(lián)合主導的氫冶金過程，而且氧元素、碳元素及氫元素缺一不可。在這個發(fā)現(xiàn)的基礎上，王明華提出了煤基氫冶金理論。

王明華認為，在上述實驗過程中，從煤的充分熱解中先行得到H2，以H2還原鐵氧化物產(chǎn)生的H2O做氣化劑氣化C再得到H2，這一系列過程則能夠產(chǎn)生足夠多的H2實現(xiàn)氫冶金過程。同時，煤的充分熱解過程則通過目前成熟的鐵礦石碳冶金直接還原產(chǎn)業(yè)化裝置，就可以實現(xiàn)與鐵礦石冶金還原過程在熱態(tài)下的高度集成。

現(xiàn)代以高爐為核心的“鐵燒焦”煉鐵主流工藝，本質(zhì)上是典型的碳冶金工藝，即使用的還原劑和燃料是冶金焦炭。而生產(chǎn)焦炭的過程中，為了提高焦油產(chǎn)率，人們追求的是煤的不充分熱解，而追求煤的充分熱解顯得有些荒唐。正是在反常規(guī)的追求煤充分熱解試驗中，王明華團隊有了煤基氫冶金的新發(fā)現(xiàn)。

王明華團隊利用酒鋼使用的精礦、原礦，以及含鐵除塵灰、有色火法冶金富鐵廢渣（銅、鎳渣）、有色濕法冶金富鐵廢渣等，進行了氫冶金與碳冶金對比試驗，每次都驗證了兩者之間存在巨大差異，氫冶金試驗結果十分喜人。尤為可喜的是，氫冶金技術一舉攻克了傳統(tǒng)碳冶金在固態(tài)下無法解決的鐵橄欖石（硅酸鐵）還原問題。