我国攀西地区数十年未能有效利用的巨量“表外矿”资源，终于迎来了真正的技术解方。东北大学韩跃新、李艳军教授团队开发出超低品位钒钛磁铁矿协同综合利用成套技术，在攻克铁、钛、钒三组分同步高效提取世界级难题的同时，实现了从选矿源头到冶炼终端的全流程绿色低碳，为我国巨量低品位共伴生铁矿资源的高值化利用开辟了新方向。

低品位共伴生矿高效提取的世纪难题

钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛等多种元素共生的复合矿，综合利用难度极大，采用传统的选冶方法难以充分利用，必须探索新的利用技术，以期实现资源的综合利用。传统工艺多采用“高炉炼铁-转炉吹钒”路线，不仅流程长、能耗高，且钛元素最终进入高炉渣，因含量过低难以经济回收，造成宝贵的钛资源大量流失，并产生含钛熔渣污染问题。

如何实现超低品位钒钛磁铁矿中铁、钒、钛三组分的同步高效提取，且避免组分间的交互干扰，是困扰我国乃至世界矿物加工与冶金学界数十年的重大技术瓶颈。

从“单一提取”到“协同利用”的范式跃迁

2026年4月14日，东北大学资源与土木工程学院韩跃新、李艳军教授团队在国际可持续化学与工程领域权威期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》发表研究论文，首次系统提出了超低品位钒钛磁铁矿协同综合利用成套技术，从选矿源头到冶炼终端实现铁、钛、钒三组分的同步高效提取。

技术路线：多流程梯级分离与协同控制

论文详细阐述了该技术路线的三大关键环节：

第一步：选矿源头精准预富集。 针对超低品位钒钛磁铁矿嵌布粒度细、矿物共生关系复杂的特点，团队开发出高效的阶段磨矿-阶段磁选-重选联合工艺。通过在选矿阶段精准控制磨矿粒度与磁场强度，使铁、钛在选矿阶段实现初步分离，避免了传统工艺中铁、钛、钒在后续冶炼过程中“搅在一起”难以分离的根本性困境。

第二步：协同还原与选择性分离。 在冶金环节，团队创新性地采用还原焙烧与选择性浸出相结合的技术路径。通过精准调控还原温度、气氛和时间，使铁矿物优先被还原为金属铁，通过磁选高效回收，而钒与钛则分别富集于炉渣中，通过后续的氧化焙烧与酸浸工序实现选择性提取。关键创新在于：在还原焙烧阶段，通过调控炉渣的碱度及熔分温度等参数，有效避免了铁、钒、钛三组分在还原过程中的交互干扰，使原本相互竞争的还原过程转变为协同促进的提取路径。

第三步：钛资源高效回收与尾矿减量。 团队进一步开发了针对炉渣中钛组分的强化浸出与富集工艺，在实现铁、钒高效回收的同时，使钛的综合回收率显著提升至工业应用可行水平，攻克了传统工艺中钛资源大量流失于尾矿和高炉渣中的“老大难”问题。

性能数据：铁、钛、钒同步高效提取

论文提供的实验数据显示，该协同利用成套技术在最优工艺条件下实现了：

铁回收率：显著高于传统选冶工艺水平

钛回收率：突破了传统工艺钛资源无法经济回收的瓶颈

钒回收率：达到可与传统提钒工艺相媲美的水平

关键突破：铁、钛、钒三组分在协同提取路径下，避免了组分间的交互干扰，真正实现了“1+1+1>3”的协同效应

机理揭示：从交互干扰到协同促进

论文系统分析了超低品位钒钛磁铁矿中有价组分的物相转化规律与迁移行为，首次从热力学和动力学角度揭示了协同利用路径下铁、钒、钛三组分从“相互竞争”到“协同促进”的内在机理。核心机制在于：通过精准调控还原焙烧阶段的温度和气氛，使铁矿物优先还原为金属铁，而钒则稳定存在于炉渣的特定矿物相中，避免了传统工艺中铁还原时钒被过度还原进入生铁、钛被还原形成难熔钛化物的局面。

研究还发现，在协同利用路径下，钒在炉渣中的赋存状态从分散态转变为富集态，大大提高了后续浸出工序的效率;而钛则以特定的钛酸盐形态存在于炉渣中，避免了与铁还原产物的交互反应，为钛的高效回收创造了有利条件。

低碳优势：短流程与低能耗

与传统的高炉-转炉长流程相比，该技术路线显著缩短了工艺流程，减少了单位产品的能耗与碳排放。论文指出，协同利用技术路线的碳足迹仅为传统高炉冶炼路线的约60% ，这主要得益于三个方面：一是选矿阶段的高效预富集减少了入炉物料的体积，大幅降低了后续工序的能耗;二是还原焙烧-磁选-浸出工艺相比高炉-转炉流程温度更低、还原剂消耗更少;三是钛资源的同步回收避免了反复熔炼的高能耗过程。

从“沉睡资源”到“战略保障”

盘活巨量超低品位钒钛磁铁矿资源

我国攀西地区以及河北承德等地的超低品位钒钛磁铁矿资源量极其巨大。以攀西地区为例，钒钛磁铁矿保有储量居全国之首，但其中低品位矿石(铁品位低于20%)占相当比例，传统工艺无法经济利用。该技术为这些长期闲置的“沉睡资源”提供了可行的开发利用路径。相关技术已在承德超低钒钛磁铁矿区域开展工程化探索。

保障战略关键矿产安全供给

钒和钛均为国家战略性关键矿产。钒是钢铁工业中最重要的合金元素之一，广泛应用于高强度低合金钢的生产，同时在日益兴起的钒液流电池储能系统中具有不可替代的地位;钛金属则是航空航天、海洋工程和高端装备制造的关键材料。我国虽钒、钛资源储量丰富，但高效、绿色的提取技术一直是产业链短板。该技术的突破，将有力提升我国钒、钛资源的自主保障能力。

实现共伴生资源的高效低碳选冶

在全球碳减排的大趋势下，该技术短流程、低能耗、高回收率的优势，契合矿业与冶金工业绿色低碳转型的发展方向。团队相关研究人员此前在承德地区针对超贫钒钛磁铁矿的开发研究中，通过深度还原短流程熔炼、含钛熔渣清洁高效利用等关键技术的集成应用，已初步验证了低碳高效选冶路线的可行性。

推广至其他复杂共伴生矿产资源

该技术路线的核心方法论——通过选矿与冶金的分工协同，从源头避免有价组分的交互干扰——具有重要的普适性，可推广至我国储量丰富的其他复杂共伴生矿产资源(如硼镁铁矿、含钒页岩、稀土共生矿等)的高效清洁利用。