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高爐 的 “主食”——鐵礦石 的重要性分析

如果按目前高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)的平均水平,每生產(chǎn)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(shuō)是高爐名副其實(shí)的主食,而焦炭則是不可或缺的主菜。

01
五彩繽紛的鐵礦

據(jù)1982年3月《光明日?qǐng)?bào)》的一篇報(bào)道,專家們確認(rèn)磁山(今河北省邯鄲市武安)是中國(guó)指南針的發(fā)源地。也就是說(shuō),大約在2300年前的中國(guó)人用來(lái)制作成司南的天然磁鐵,就是從這里開(kāi)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(jiàn)、鋼鐵生產(chǎn)中用量最大的一類鐵礦;這類鐵礦所呈現(xiàn)的顏色為黑色,這也就是人們一提到鐵礦,就會(huì)自然地認(rèn)為鐵礦就是黑色的緣由了。

但實(shí)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(xiàn)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(rèn)為是黃金的黃鐵礦。目前已發(fā)現(xiàn)的鐵礦石和含鐵礦物約有300余種,其中常見(jiàn)的就有170余種,但在當(dāng)前技術(shù)條件下,具有工業(yè)利用價(jià)值的并不多。

有趣的是,高爐消化鐵礦產(chǎn)鐵時(shí),跟人的腸胃一樣,需要保證爐內(nèi)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(xì)糧”,因此在生產(chǎn)貿(mào)易中常見(jiàn)的粉礦一般是不能直接入爐的,原因是粉礦在爐內(nèi)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(nèi)壓強(qiáng)過(guò)高而直接導(dǎo)致爆炸。

可能讓你有點(diǎn)想象不到的是,在高爐“吃入”礦時(shí),對(duì)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(biāo)以及爐內(nèi)材料有關(guān),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(shù)和降低焦耗)則希望使用酸性礦。

小貼士

鐵礦開(kāi)采出的原礦中,會(huì)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(guò)破碎、磨碎、磁選等去其糟粕取其精華。所以市場(chǎng)常說(shuō)的鐵礦是指已篩選后的粉礦或符合高爐粒度要求的塊礦。



02
不夠富的中國(guó)礦

1960年,堪稱中國(guó)迄今為止“首富”的田獨(dú)鐵礦,再也沒(méi)有了往日的機(jī)器喧囂,這座位于海南省三亞市田獨(dú)黃泥嶺西北的百年老礦,在飽經(jīng)滄桑榮辱后,正式完成了它的歷史使命,采盡閉坑。田獨(dú)鐵礦品位(礦石含鐵百分比)達(dá)到63%以上,曾是中國(guó)至今發(fā)現(xiàn)的品位最高、品質(zhì)最好的鐵礦資源。

位于海南省昌江縣西部,有后來(lái)被譽(yù)為“亞洲第一富鐵礦”的石碌鐵礦,這是1935年瓊崖實(shí)業(yè)局到石碌嶺調(diào)查銅礦時(shí),意外發(fā)現(xiàn)的品位僅次于田獨(dú)鐵礦、儲(chǔ)量達(dá)1億噸級(jí)的大型鐵礦。但這座曾為中國(guó)早期鐵礦供應(yīng)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(shuō)中國(guó)富礦資源也隨著石碌鐵礦的終結(jié)而終結(jié)了,這也不禁讓人有了“石碌之后,再無(wú)石碌”的嘆息。

中國(guó)現(xiàn)有的鐵礦石資源總體呈現(xiàn)“豐而不富,雜而不精”的特點(diǎn)?!柏S”,是因?yàn)橹袊?guó)探明可開(kāi)采的鐵礦石儲(chǔ)量達(dá)230億噸,占全球可開(kāi)采儲(chǔ)量的8.3%左右,儲(chǔ)量全球排名第5位,不可謂不豐;而“不富”的無(wú)可奈何,則表現(xiàn)在儲(chǔ)量中約97%為貧礦,富礦僅有3%左右,全國(guó)可開(kāi)采平均品位不足30%,且品位還呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì);“雜而不精”指,中國(guó)現(xiàn)有礦床大部分埋藏較深,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,開(kāi)采成本相對(duì)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(zhì)較多,原礦品位與雜質(zhì)成分多變(見(jiàn)下表和下圖)。

表  全球鐵礦資源分布情況

資料來(lái)源:世界鋼鐵協(xié)會(huì)。

圖  中國(guó)鐵礦資源分省市分布

資料來(lái)源:國(guó)土資源部。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示,2021年中國(guó)鐵礦石原礦產(chǎn)量達(dá)7.6億噸,但經(jīng)過(guò)實(shí)際生鐵產(chǎn)量推算,篩選后折算成市場(chǎng)平均品位后只有1.9億噸,采剝轉(zhuǎn)換率只有25%左右。2021年全年中國(guó)高爐“吞下”的鐵礦約為12.5億噸之多,國(guó)產(chǎn)鐵礦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足如此高的“食量”,所以中國(guó)只有依靠大量進(jìn)口鐵礦。

小貼士

礦石含鐵量達(dá)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?



03
鐵礦的四大家族

我國(guó)歷史上曾有過(guò)掌控國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈、顯赫一時(shí)的“四大家族”,無(wú)獨(dú)有偶,在鐵礦界里也有著類似的 “四大家族”:獨(dú)占鰲頭的淡水河谷(Vale),旗鼓相當(dāng)?shù)牧ν?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(yīng)量,它們的一舉一動(dòng)自然也就成了市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)(見(jiàn)下表)。

表 2023年四大礦山產(chǎn)量及占全球產(chǎn)量比重

資料來(lái)源:Wind數(shù)據(jù)。

中國(guó)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(jù)了全球鐵礦資源最為豐富的澳大利亞和巴西這兩個(gè)國(guó)家中鐵礦資源最為優(yōu)質(zhì)的“王地”。皮爾巴拉地區(qū)是澳大利亞獨(dú)一無(wú)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(chǎn)量達(dá)到澳大利亞總產(chǎn)量的88%?!拌F四角”地區(qū)(以伊塔比拉為中心的四邊形地區(qū))與卡拉加斯地區(qū)是巴西的“王地”,而這兩地幾乎被淡水河谷“獨(dú)霸”,僅淡水河谷一家公司的年產(chǎn)量就達(dá)到了巴西總產(chǎn)量的85%。無(wú)巧不成書(shū)的是,這些“王地”同處緯度相差不大的南半球,不僅體現(xiàn)了全球鐵礦“南富,北貧”的分布特點(diǎn),它們的發(fā)現(xiàn)還跟飛機(jī)有著不解之緣。

1952年,可以說(shuō)是澳大利亞鐵礦史上的創(chuàng)紀(jì)元年。這一年的11月16日,漢庫(kù)克(Lang Hancock)駕駛私人小飛機(jī),飛行在西澳皮爾巴拉(Pilbara)上空,前往西澳首府珀斯(Perth)。當(dāng)飛到哈默斯利山脈(Hamersley Ranges)上空時(shí),突如其來(lái)的暴風(fēng)雨逼迫漢庫(kù)克飛進(jìn)了巨大的峽谷內(nèi)。就在穿越峽谷時(shí),上帝的禮物再次降臨,這次只給了漢庫(kù)克。兩側(cè)峽壁上成片的紅褐色光澤映入他的眼簾,他馬上意識(shí)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(nèi)!隨后不久,漢庫(kù)克自掏腰包對(duì)哈默斯利礦脈進(jìn)行了勘探,經(jīng)多次檢測(cè),鐵礦品位都在60%以上,且綿延100多公里,這一結(jié)果自然讓他興奮不已。實(shí)際上不僅是哈默斯利,整個(gè)皮爾巴拉地區(qū)都是鐵礦的“王地”,在皮爾巴拉地區(qū)后來(lái)探明的儲(chǔ)量達(dá)到了350億噸,占澳大利亞90%的總儲(chǔ)量,平均品位達(dá)到55%以上。

但漢庫(kù)克很快就失望了,因?yàn)楫?dāng)時(shí)所有的專家與政府根本就不相信一個(gè)只上過(guò)中學(xué)的農(nóng)場(chǎng)主居然還能發(fā)現(xiàn)如此高品位的超大型富礦。因?yàn)榇饲八袑<叶荚缫汛_信澳大利亞是鐵礦資源貧瘠的國(guó)家,認(rèn)為鐵礦儲(chǔ)量不會(huì)超過(guò)2.5億噸,為了保證未來(lái)能自給自足,在1938年就嚴(yán)控鐵礦開(kāi)采權(quán),并強(qiáng)令禁止出口。

漢庫(kù)克不言放棄,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)8年的努力,于1960年最終還是獲得了政府頒發(fā)的皮爾巴拉地區(qū)的特許開(kāi)發(fā)權(quán),隨后他便苦苦尋求投資人。在無(wú)數(shù)次的碰壁后,直到1962年,半信半疑的力拓才決定開(kāi)發(fā)一試,最終給力拓帶來(lái)了超預(yù)期的驚喜。繼力拓領(lǐng)路后,必和必拓也跟隨其后,逐步展開(kāi)了在皮爾巴拉地區(qū)的開(kāi)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(chuàng)造了礦業(yè)開(kāi)發(fā)的奇跡,僅僅用了不到5年的時(shí)間,就完成了大型礦山開(kāi)發(fā)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(gè)采取遠(yuǎn)程控制的礦山,所有開(kāi)采運(yùn)營(yíng)控制中心均設(shè)在遠(yuǎn)離礦區(qū)的珀斯總部,礦山完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,包括無(wú)人駕駛卡車、自動(dòng)鉆探采礦、脫水遙測(cè)控制等,是全球目前生產(chǎn)效率最高、生產(chǎn)安全系數(shù)最高的現(xiàn)代化大型礦山。自2008年初投產(chǎn)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(qū) “三分天下”的格局形成。

據(jù)說(shuō)在巴西“哪里的山上不長(zhǎng)樹(shù),哪里就會(huì)有礦石”,這還真有幾分道理。20世紀(jì)60年代末,美國(guó)鋼鐵公司的一架直升機(jī)在亞馬遜茂密的雨林飛行,當(dāng)需要用附帶的燃料加油時(shí),費(fèi)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(lái)。直升機(jī)上的地質(zhì)人員敏銳地發(fā)現(xiàn)自己降落在了鐵礦床上,本能地采了樣,拿回分析,驚喜地發(fā)現(xiàn)鐵礦品位高達(dá)66%。他們偶然發(fā)現(xiàn)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(qū),也是目前全球最大的露天鐵礦生產(chǎn)區(qū)。

卡拉加斯鐵礦區(qū)的開(kāi)采權(quán)沒(méi)有像澳大利亞的皮爾巴拉地區(qū)被“三分天下”,而是由淡水河谷“獨(dú)霸”。巴西的“鐵四角”是淡水河谷較早開(kāi)發(fā)的地區(qū),隨著大規(guī)模的開(kāi)采,目前品質(zhì)最好的赤鐵礦已逐步減少,而后發(fā)現(xiàn)的卡拉加斯就成了淡水河谷“開(kāi)疆辟土”的新領(lǐng)地。于1970年投資建設(shè)的卡拉加斯鐵礦區(qū),直到現(xiàn)在還在不斷投資擴(kuò)建,當(dāng)前的年產(chǎn)量已占到淡水河谷總產(chǎn)量的50%,仍是未來(lái)巴西鐵礦產(chǎn)能擴(kuò)張的主場(chǎng)。

現(xiàn)在如果要給這“四大家族”的生產(chǎn)能力進(jìn)行定量表述的話,剛好可以用“234”來(lái)概述,即福蒂斯丘年產(chǎn)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(chǎn)能大幅擴(kuò)張的周期已經(jīng)結(jié)束,依據(jù)現(xiàn)有在建項(xiàng)目規(guī)模及新建項(xiàng)目投入周期推算,至少在未來(lái)5年時(shí)間內(nèi)全球鐵礦新增產(chǎn)能不會(huì)有明顯的增長(zhǎng),產(chǎn)能總量將進(jìn)入一段相對(duì)平穩(wěn)期。

小貼士

澳大利亞主要生產(chǎn)磁鐵礦,礦的品質(zhì)穩(wěn)定,但含水量較大;巴西主要生產(chǎn)赤鐵礦,品質(zhì)更好,但硬度較低。



(文章來(lái)源:中國(guó)期貨業(yè)協(xié)會(huì),版權(quán)歸原作者所有)

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