如果按目前高爐煉鐵生產技術的平均水平,每生產1噸生鐵需要1.5—2.0噸的鐵礦、0.4—0.6噸的焦炭,因此鐵礦可以說是高爐名副其實的主食,而焦炭則是不可或缺的主菜。
據1982年3月《光明日報》的一篇報道,專家們確認磁山(今河北省邯鄲市武安)是中國指南針的發源地。也就是說,大約在2300年前的中國人用來制作成司南的天然磁鐵,就是從這里開采的。天然磁鐵的主要成分是四氧化三鐵,這類鐵礦被稱為磁鐵礦,也是目前最為常見、鋼鐵生產中用量最大的一類鐵礦;這類鐵礦所呈現的顏色為黑色,這也就是人們一提到鐵礦,就會自然地認為鐵礦就是黑色的緣由了。
但實際上鐵礦石種類繁多,可謂五彩繽紛,且因鐵含量(品位)與鐵化物的品類不同,呈現出不同色度與光澤的顏色。除了黑色的磁鐵礦外,還有櫻桃紅或豬肝色的赤鐵礦、棕褐色的褐鐵礦、亮灰色的鈦鐵礦、青灰色的菱鐵礦,還有常被誤認為是黃金的黃鐵礦。目前已發現的鐵礦石和含鐵礦物約有300余種,其中常見的就有170余種,但在當前技術條件下,具有工業利用價值的并不多。
有趣的是,高爐消化鐵礦產鐵時,跟人的腸胃一樣,需要保證爐內良好的透氣性,但有所不同的是,高爐只能吃“粗糧”而不能吃“細糧”,因此在生產貿易中常見的粉礦一般是不能直接入爐的,原因是粉礦在爐內易堆積,透氣性很差,除了使鐵礦熔融效率下降而“消化不良”外,更重要的是易引起爐內壓強過高而直接導致爆炸。
可能讓你有點想象不到的是,在高爐“吃入”礦時,對入爐鐵礦還有一定的酸堿度的要求,所以按照礦石的酸堿度高低,還可以將鐵礦石分為酸性礦石和堿性礦石。酸堿鐵礦石的使用選擇與高爐的煉鐵指標以及爐內材料有關,如果高爐采用堿性渣熔煉劑(石灰石,為了更好地脫硫)則希望使用堿性礦;如果高爐采用酸性渣熔煉劑(石英石,為提高高爐利用系數和降低焦耗)則希望使用酸性礦。
鐵礦開采出的原礦中,會含有一定量不含鐵或含鐵量較低的廢石,這就需要把原礦通過破碎、磨碎、磁選等去其糟粕取其精華。所以市場常說的鐵礦是指已篩選后的粉礦或符合高爐粒度要求的塊礦。
1960年,堪稱中國迄今為止“首富”的田獨鐵礦,再也沒有了往日的機器喧囂,這座位于海南省三亞市田獨黃泥嶺西北的百年老礦,在飽經滄桑榮辱后,正式完成了它的歷史使命,采盡閉坑。田獨鐵礦品位(礦石含鐵百分比)達到63%以上,曾是中國至今發現的品位最高、品質最好的鐵礦資源。
位于海南省昌江縣西部,有后來被譽為“亞洲第一富鐵礦”的石碌鐵礦,這是1935年瓊崖實業局到石碌嶺調查銅礦時,意外發現的品位僅次于田獨鐵礦、儲量達1億噸級的大型鐵礦。但這座曾為中國早期鐵礦供應立下汗馬功勞的礦山,也于2023年8月基本枯竭停采。至此,可以說中國富礦資源也隨著石碌鐵礦的終結而終結了,這也不禁讓人有了“石碌之后,再無石碌”的嘆息。
中國現有的鐵礦石資源總體呈現“豐而不富,雜而不精”的特點。“豐”,是因為中國探明可開采的鐵礦石儲量達230億噸,占全球可開采儲量的8.3%左右,儲量全球排名第5位,不可謂不豐;而“不富”的無可奈何,則表現在儲量中約97%為貧礦,富礦僅有3%左右,全國可開采平均品位不足30%,且品位還呈現逐年下降趨勢;“雜而不精”指,中國現有礦床大部分埋藏較深,地質結構復雜,開采成本相對較高,已探明的2 000處鐵礦資源中,大型鐵礦床(>10億噸)僅10處,且大部分原礦含硫、磷等有害雜質較多,原礦品位與雜質成分多變(見下表和下圖)。
表 全球鐵礦資源分布情況
資料來源:世界鋼鐵協會。
圖 中國鐵礦資源分省市分布
資料來源:國土資源部。
根據國家統計局的數據顯示,2021年中國鐵礦石原礦產量達7.6億噸,但經過實際生鐵產量推算,篩選后折算成市場平均品位后只有1.9億噸,采剝轉換率只有25%左右。2021年全年中國高爐“吞下”的鐵礦約為12.5億噸之多,國產鐵礦遠遠不能滿足如此高的“食量”,所以中國只有依靠大量進口鐵礦。
礦石含鐵量達50%及以上的被稱為富鐵礦,50%以下的則被稱為貧鐵礦。
想一想
為什么入爐的鐵礦品位越高越好呢?
我國歷史上曾有過掌控國民經濟命脈、顯赫一時的“四大家族”,無獨有偶,在鐵礦界里也有著類似的 “四大家族”:獨占鰲頭的淡水河谷(Vale),旗鼓相當的力拓(Rio Tinto)與必和必拓(BHP),還有后起之秀福蒂斯丘(FMG)。這“四大家族”控制著全球一半以上的鐵礦石供應量,它們的一舉一動自然也就成了市場關注的焦點(見下表)。
表 2023年四大礦山產量及占全球產量比重
資料來源:Wind數據。
中國自古就有“占地為王”的典故,鐵礦的“四大家族”也一樣,它們分別占據了全球鐵礦資源最為豐富的澳大利亞和巴西這兩個國家中鐵礦資源最為優質的“王地”。皮爾巴拉地區是澳大利亞獨一無二的“王地”,被力拓、必和必拓與福蒂斯丘“三分天下”,三家公司在此地的鐵礦年產量達到澳大利亞總產量的88%。“鐵四角”地區(以伊塔比拉為中心的四邊形地區)與卡拉加斯地區是巴西的“王地”,而這兩地幾乎被淡水河谷“獨霸”,僅淡水河谷一家公司的年產量就達到了巴西總產量的85%。無巧不成書的是,這些“王地”同處緯度相差不大的南半球,不僅體現了全球鐵礦“南富,北貧”的分布特點,它們的發現還跟飛機有著不解之緣。
1952年,可以說是澳大利亞鐵礦史上的創紀元年。這一年的11月16日,漢庫克(Lang Hancock)駕駛私人小飛機,飛行在西澳皮爾巴拉(Pilbara)上空,前往西澳首府珀斯(Perth)。當飛到哈默斯利山脈(Hamersley Ranges)上空時,突如其來的暴風雨逼迫漢庫克飛進了巨大的峽谷內。就在穿越峽谷時,上帝的禮物再次降臨,這次只給了漢庫克。兩側峽壁上成片的紅褐色光澤映入他的眼簾,他馬上意識到這可能是裸露在外的鐵礦銹跡,他正飛行在一條由鐵壁筑成的峽谷內!隨后不久,漢庫克自掏腰包對哈默斯利礦脈進行了勘探,經多次檢測,鐵礦品位都在60%以上,且綿延100多公里,這一結果自然讓他興奮不已。實際上不僅是哈默斯利,整個皮爾巴拉地區都是鐵礦的“王地”,在皮爾巴拉地區后來探明的儲量達到了350億噸,占澳大利亞90%的總儲量,平均品位達到55%以上。
但漢庫克很快就失望了,因為當時所有的專家與政府根本就不相信一個只上過中學的農場主居然還能發現如此高品位的超大型富礦。因為此前所有專家都早已確信澳大利亞是鐵礦資源貧瘠的國家,認為鐵礦儲量不會超過2.5億噸,為了保證未來能自給自足,在1938年就嚴控鐵礦開采權,并強令禁止出口。
漢庫克不言放棄,經過長達8年的努力,于1960年最終還是獲得了政府頒發的皮爾巴拉地區的特許開發權,隨后他便苦苦尋求投資人。在無數次的碰壁后,直到1962年,半信半疑的力拓才決定開發一試,最終給力拓帶來了超預期的驚喜。繼力拓領路后,必和必拓也跟隨其后,逐步展開了在皮爾巴拉地區的開采投資。
同樣還是在皮爾巴拉這片“王地”上,2003年才成立的福蒂斯丘,創造了礦業開發的奇跡,僅僅用了不到5年的時間,就完成了大型礦山開發需要10年才能走完的路。不僅如此,福蒂斯丘還是全球第一個采取遠程控制的礦山,所有開采運營控制中心均設在遠離礦區的珀斯總部,礦山完全實現自動化,包括無人駕駛卡車、自動鉆探采礦、脫水遙測控制等,是全球目前生產效率最高、生產安全系數最高的現代化大型礦山。自2008年初投產后,福蒂斯丘就以“后起之秀”的身份,迅速登上了全球第四大礦山的寶座。至此皮爾巴拉地區 “三分天下”的格局形成。
據說在巴西“哪里的山上不長樹,哪里就會有礦石”,這還真有幾分道理。20世紀60年代末,美國鋼鐵公司的一架直升機在亞馬遜茂密的雨林飛行,當需要用附帶的燃料加油時,費了很大的勁才在叢林中找到一塊光禿禿的、紅紅的空地降落下來。直升機上的地質人員敏銳地發現自己降落在了鐵礦床上,本能地采了樣,拿回分析,驚喜地發現鐵礦品位高達66%。他們偶然發現了又一塊鐵礦“王地”,這就是位于巴西北部帕拉州的卡拉加斯鐵礦區,也是目前全球最大的露天鐵礦生產區。
卡拉加斯鐵礦區的開采權沒有像澳大利亞的皮爾巴拉地區被“三分天下”,而是由淡水河谷“獨霸”。巴西的“鐵四角”是淡水河谷較早開發的地區,隨著大規模的開采,目前品質最好的赤鐵礦已逐步減少,而后發現的卡拉加斯就成了淡水河谷“開疆辟土”的新領地。于1970年投資建設的卡拉加斯鐵礦區,直到現在還在不斷投資擴建,當前的年產量已占到淡水河谷總產量的50%,仍是未來巴西鐵礦產能擴張的主場。
現在如果要給這“四大家族”的生產能力進行定量表述的話,剛好可以用“234”來概述,即福蒂斯丘年產能約在2億噸,力拓與必和必拓在3億噸左右,淡水河谷則接近4億噸。到2021年底“四大家族”產能大幅擴張的周期已經結束,依據現有在建項目規模及新建項目投入周期推算,至少在未來5年時間內全球鐵礦新增產能不會有明顯的增長,產能總量將進入一段相對平穩期。
澳大利亞主要生產磁鐵礦,礦的品質穩定,但含水量較大;巴西主要生產赤鐵礦,品質更好,但硬度較低。
(文章來源:中國期貨業協會,版權歸原作者所有）
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