3月13日，钢研氢冶金（吉林）有限公司绿电-绿氢-纯氢冶金工程化技术开发及建设项目（一期一阶段）获备案。项目规划建设一条年产25万吨/年铸件、锻件零碳绿氢直接还原铸锻一体化生产线。 计划2025年5月开工。
而在3月5日召开的两会上，全国人大代表、酒钢集团宏晟电热公司电力检修工程分公司焊接首席技师杜钧表示，建议构建有利于氢冶金发展的政策环境，重点在关键攻关技术指南制定、创新平台建设、中试项目等环节给予政策性安排。
氢冶金项目的稳步前行，人大代表富有前瞻性的建议，为氢冶金项目的持续推进注入强大动力，这无疑为氢冶金产业的进一步发展奠定了坚实基础。
那么什么是氢冶金？
氢冶金流程是什么？
氢冶金发展到现在到了什么阶段？
氢能汇下面为您详细介绍一下。
什么是氢冶金
氢冶金是一种利用氢气作为还原剂来还原金属矿石，从而提取金属的冶金工艺。
氢冶金即用氢气取代碳作为还原剂和能量源炼铁，还原产物为水，可实现零碳排放（基本反应式为Fe₂O₃+3H₂=2Fe+3H₂O，还原剂为氢气，产物为铁和水）。
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氢冶金技术及其原理
高炉富氢还原
原理：通过向高炉中喷吹天然气、焦炉煤气等富氢气体，参与炼铁过程。氢气的加入可以加快炉料的还原速度，从而减少碳排放。特点：基于传统高炉，氢气的喷吹量存在极限值，碳减排幅度约为10%-20%。
气基直接还原竖炉
原理：使用氢气与一氧化碳混合气体作为还原剂，将铁矿石转化为直接还原铁，再将其投入电炉进行进一步冶炼。特点：相较于富氢还原高炉，每吨二氧化碳排放量可减少50%以上，适合用于氢冶金。
氢基熔融还原
原理：氢气作为主要还原剂，与铁矿石在高温下进行熔融还原反应，直接生产出液态生铁。特点：原料使用范围更广，产品为铁水，与高炉铁水成分相似，有更广的用途。
来源：低碳节能环保技术
氢冶金工艺流程
氢气制取：通常纯度要求在99.9%-99.99%以上。氢气的制取是氢冶金的首要环节。目前，主要的制氢方法有水电解制氢、化石燃料重整制氢以及生物质制氢等。其中，水电解制氢是最具发展潜力的方法，该方法制取的氢气纯度高。
铁矿石的处理：铁矿石经过破碎、筛选等工艺处理，使其大小和成分符合冶金要求。
矿石还原：将经过预处理的金属矿石与制取的氢气送入还原反应器中，在高温和催化剂的作用下，氢气与矿石中的金属氧化物发生还原反应，使金属氧化物逐渐被还原为金属。这个过程中，需要严格控制温度和压力，以确保反应的效率和安全性。
副产物的处理：还原后的金属产品通常需要进行进一步的处理，如冷却、筛分、精炼等，以获得符合质量要求的金属产品。还原反应过程中会产生副产物，需要对其进行适当的处理，以防止对环境的污染。
氢冶金的优点
零碳排放：氢冶金通过使用氢气还原铁矿石，生成铁和水，几乎不产生二氧化碳，从而显著降低碳排放。
高效还原剂：氢气在矿石中的扩散速度是一氧化碳的4倍，能够更快地通过矿石微观孔隙达到反应界面，提高还原效率。
成本效益：尽管氢冶金技术面临高成本挑战，但随着技术的进步和规模化应用，预计成本将逐渐降低。
广泛应用：氢冶金不仅适用于传统的高炉炼铁，还可以通过气基直接还原竖炉等技术，减少炼焦、烧结、炼铁等环节，进一步降低碳排放。
氢冶金的缺点
通过这些优点可以看出，氢冶金技术为一种低碳环保的解决方案，尽管如此，仍面临一些挑战：
高成本：氢冶金技术的成本较高，这主要是由于氢气的制取、储存和运输成本较高。此外，所需的设备投资也较大，如氢基竖炉等关键设备的研发和建设成本高昂。
技术难度：氢冶金技术仍面临一些技术难题，如氢还原吸热导致反应温度控制困难、热量不足，以及全氢还原无渗碳条件使直接还原铁熔点高、极易再氧化、自燃，难以安全储存和运输等。
安全风险：氢气易燃易爆，使用氢气作为还原剂对生产过程的安全要求更高，需要更加严格的安全管理和监控措施，如防止氢气泄漏、避免与氧气混合形成爆炸性混合物等，这增加了生产操作的复杂性和难度。
氢冶金成本
我国炼钢高炉的燃料比一般为530—540公斤/吨，按单位燃料价1.8元/公斤，则传统高炉的燃料成本为954-972元/吨。
氢冶金对氢气消耗量很大，生产一吨钢需要300MW电解槽（约75台1000标方/小时电解槽）24小时不间断生产氢气。
以成本较低的焦炉煤气制氢方式，其综合成本也在9-15元/公斤之间，全氢气炼钢的燃料成本约1400元/吨，相比传统炼钢成本高约45%。
氢冶金相关企业
布局氢冶金的企业有很多，以下是一些典型企业，具体如下：
1.宝武集团
中国宝武钢铁集团有限公司（简称“中国宝武”或“宝武”）是中央直接管理的国有重要骨干企业，总部位于上海。2023年，中国宝武资产规模达1.36万亿元，实现钢产量1.3亿吨、营业总收入1.11万亿元。
宝武集团在氢冶金上布局了核能制氢冶金、富氢碳循环高炉工艺、氢基竖炉工艺等多方向氢冶金技术探索。
2.中国钢研
中国钢研是我国冶金行业最大的综合性研究开发和高新技术产业化机构，2009年5月，经国务院国资委批准改制为国有独资公司，设立董事会。中国钢研氢冶金事业起始于2020年。 2024年8月，中国钢研“万吨级纯氢冶金技术开发与示范运用”项目科技成果评价会召开。该项目主要创新点有：首次打通纯氢冶金及高纯铁生产流程，实现纯氢竖炉准工程化示范，单位时间达产；自主开发纯氢高温加热工业化技术；创新开发了纯氢还原反应器；首创多维度松料与多级排料物料长效稳定运行技术；构建了纯氢竖炉多相多流稳态控制系统。
3.鞍钢集团
鞍钢集团，世界500强企业，是新中国第一个恢复建设的大型钢铁联合企业和最早建成的钢铁生产基地，被誉为“共和国钢铁工业的长子”“新中国钢铁工业的摇篮”。
2024年11月，鞍钢集团联合中科院、上海大学共建的具有完全目主知识产权的10000t-DRt/a流化床绿氢直投还原铁示范装置入选《央企科技成果应用拓展工程名单》。4.河钢集团
河钢集团有限公司（简称河钢集团）已经加快实现“钢铁向材料、制造向服务”的转型。截至2023年底，河钢资产总额达5456亿元。2023年，实现营业收入4016亿元，连续16年上榜世界500强。在氢能方向，河钢集团主攻氢基竖炉直接还原氢冶金工艺。
2024年10月，河钢工业技术服务有限公司通过对加氢关键装备和氢冶金核心区工艺联锁系统的研发，为河钢全球首例120万吨氢冶金示范工程一期氢冶金生产注入2800立方米“绿氢”。
5.中国五矿集团
中国五矿集团有限公司成立于1950年，是以金属矿产为核心主业、由中央直接管理的国有重要骨干企业，截至2022年底，中国五矿资产总额超1万亿元。中国中冶是五矿集团的氢能操盘手。2024年1月16日，川威集团、中冶赛迪集团氢基竖炉冶炼钒钛磁铁矿中试示范项目签约暨开工仪式隆重举行。项目建成后将进一步推动川威集团向低碳冶金、清洁生产转型，实现钒钛矿资源综合利用，最大限度降低冶金能耗。素材来源：各企业官网 氢风明月 等