有色金屬工業(yè)要走高附加值、低能耗、低排放的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路

蔣繼穆

（中國恩菲工程技術(shù)有限公司，北京100038）

為了落實2011年3月14日第十一屆全國人民代表大會第四次會議批準的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》，國務(wù)院辦公廳于2011年9月7號又正式公布了《十二五節(jié)能減排綜合性工作方案》。從目前有色金屬工業(yè)的現(xiàn)狀來看，“十一五”期間，有色金屬工業(yè)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能工藝已取得重大進展，減排技術(shù)也有很大突破，但是與世界先進水平相比，有一定的差距。“十二五”期間，有色金屬工業(yè)只有走高附加值、低能耗、低排放的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路才能縮短這個差距。

1 尋求新的節(jié)能途徑

有色金屬工業(yè)要走循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路，必須大力發(fā)展高附加值、低能耗、低污染、高檔產(chǎn)品并產(chǎn)業(yè)化，才能實現(xiàn)國家規(guī)定的“十二五”規(guī)劃目標。電解鋁行業(yè)是耗電大戶，占有色金屬耗電總量的80％以上。噸鋁交流電耗全國平均水平在14 170 kW·h，低于世界平均值，基本達到了世界同行業(yè)領(lǐng)先水平，如果按東北大學的等電位電解理論開發(fā)的各種新型電解槽技術(shù)投產(chǎn)后噸鋁還將能再降1 000 kW·h電耗。銅、鉛、鋅等節(jié)電空間不像鋁那么大，但從其他途徑也能節(jié)能。以重金屬生產(chǎn)為例，新的節(jié)能途徑如下。

1.1 富氧技術(shù)應(yīng)用與推廣

富氧技術(shù)就是采用比空氣中氧含量高的空氣來代替普通空氣進行操作，以提高反應(yīng)效率，是節(jié)能降污的一項有力措施。比如，煉銅用空氣熔煉煙氣帶走的熱量占總熱量的50％～60％，用42％的富氧空氣煙氣帶走的就只占總熱量25％～30％。富氧濃度越高，煙氣熱損失越少。密閉鼓用空氣煉銅，一般要消耗0.8～1.1 t焦炭才能生產(chǎn)1 t粗銅。隨著我國制氧技術(shù)的不斷進步，銅冶煉企業(yè)利用富氧熔煉已較普遍，2009年全國平均每噸粗銅的綜合能耗已降至366 kg標煤。因為有些工藝對富氧濃度有限制，難以超過50％，熔煉需要外供燃料。近年，山東東營方圓銅廠采用氧氣底吹煉銅，氧氣濃度高達70％～80％，熔煉過程不需要補充任何燃料，每噸粗銅能耗在180～220 kg標煤（據(jù)精礦品位不同），處世界最好水平，足以說明富氧對節(jié)能減排的效果。

1.2 提高裝備水平

當前裝備水平制約著節(jié)能目標的實現(xiàn)，尤其是驅(qū)動機械的動力遠不及國外，比如，冶煉10萬t/a銅的轉(zhuǎn)爐風機，國產(chǎn)的電動機就得要2 000～2 200 kVA，如果用德國3K公司的風機只需要1 500 kVA就夠了，由于國外機械制造水平高、效率高，能耗約低于國內(nèi)驅(qū)動設(shè)備的10％～20％，所以同樣建一個廠，國內(nèi)的設(shè)備要比進口設(shè)備效率低很多，下一步需要開發(fā)高效率的驅(qū)動設(shè)備，改進和加強裝備工藝系數(shù)，這樣我國有色金屬冶煉節(jié)能水平還能再上一個大臺階。

1.3 煙氣余熱深度利用

目前冶煉企業(yè)排出的高溫煙氣大都設(shè)置了余熱鍋爐，但只能有效利用400℃以上的煙氣余熱，400℃以下的余熱就浪費掉了。如果有熱泵技術(shù)就能將低溫的熱能充分利用。該技術(shù)在國外比較成熟，國內(nèi)方面已經(jīng)由清華大學開發(fā)成功，并正在推廣上市。煙氣余熱利用潛力非常大，比如，將煙氣溫度降到200℃以下，余熱利用率還能提高約20％，尤其是如能充分利用煙氣制酸的中溫位和低溫位熱，每噸酸可產(chǎn)0.4～0.5 t蒸氣。以2009年有色企業(yè)產(chǎn)硫1 800萬t計算，一年就可回收720～900萬t蒸氣，相當于節(jié)約100萬t標煤，利用這些回收余熱發(fā)電，達到再次有效利用的目的。

1.4 提高產(chǎn)業(yè)集中度

在20世紀五六十年代有色企業(yè)規(guī)模較小，當時3個大的銅冶煉廠中，最大的白銀冶煉廠是5萬t產(chǎn)能，云銅和大冶僅有3萬t，現(xiàn)在基本的產(chǎn)能都在10萬t以上，甚至有的規(guī)模已經(jīng)達到60～70萬t，規(guī)模大，勞動生產(chǎn)率提高，尤其是綜合利用的能耗可大幅度下降，單位散熱損失減少，煙氣余熱也可以集中利用。

1.5 用新工藝生產(chǎn)線替代落后工藝生產(chǎn)線

目前國內(nèi)還有多條燒結(jié)鼓風爐煉鉛技術(shù)生產(chǎn)線需被淘汰，另外，還有5條鼓風爐煉鋅（ISP）生產(chǎn)線，環(huán)保問題較多，單位能耗較高。如果有新的工藝替代這些老工藝，就可以節(jié)約很多能量。氧氣底吹熔煉側(cè)吹還原鉛鋅冶煉新工藝（正在立項研發(fā)）如果成功用來替代現(xiàn)在ISP工藝，這樣用兩個爐子就可以替代燒結(jié)機、鼓風爐、焦炭預熱爐，拷貝式熱風爐和取消燒結(jié)塊和焦炭，這樣投資和能耗都能大幅度降低。

1.6 提升采選技術(shù)

采選技術(shù)的提升能進一步提升精礦的品位，國外的銅精礦的平均品位大約在28％，而國內(nèi)銅精礦平均品位在22％，這樣，在冶煉過程中，高品銅精礦比低品位銅精礦可降低約27％的能耗。所以，通過采礦裝備大型化，優(yōu)化采礦技術(shù)，用立磨設(shè)備代替現(xiàn)在球磨提高磨礦效率，改進和開發(fā)高效的選礦藥劑，以提高精礦品位。

2 減排要有新的突破

要使有色產(chǎn)業(yè)快速走向循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路，除了加快節(jié)能降耗，還需減少排放。加強有色金屬工業(yè)環(huán)保，減少污氣、污水和污渣的排放是有色金屬工業(yè)的第一要務(wù)。在“十二五”期間，有色金屬工業(yè)要從技術(shù)上尋求新突破，狠抓落實。

2.1 盡可能減少廢水排放量

目前我國工業(yè)廢水基本已經(jīng)做到零排放，如株冶集團、祥云飛龍集團等多家企業(yè)都做到了工業(yè)污水不排放。但生活污水排放問題亟待解決，另外，廠區(qū)雨水、污水處理及生產(chǎn)軟化水以后的高鹽水需要排放，所以要盡快開發(fā)一些新型污水處理裝置，盡可能減少污水排放量。

2.2 利用新技術(shù)減少廢氣排放量

在氣體排放方面，前面提到的富氧技術(shù)不僅能夠降耗，在減排方面更是不可或缺的良方，富氧有利于尾氣制酸，減少尾氣SO2排放總量。富氧還能降低氮氧化物的生成和排放，氮氧化物在空氣中與水蒸氣容易生成硝酸或亞硝酸，造成嚴重污染，應(yīng)該引起高度關(guān)注。富氧技術(shù)使煙氣量減少，也就減少了粉塵的排放量，所以說富氧技術(shù)是一舉多得，有色行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟之路必行富氧之術(shù)。

2.3 防止不必要的粉塵排放

近來來的鉛污染主要是來源于燒結(jié)機的粉塵擴散和運輸過程的粉塵污染，在鉛精礦運輸過程中，車輪帶著的鉛精礦與沒有密封車箱造成鉛粉塵散失到空氣中。在國外，一般運輸?shù)V車在開出廠區(qū)之前都要經(jīng)過高臺進行車輪清洗，車箱要用塑料布進行密閉，確保運輸過程安全，如按50％的鉛品位計算，1 kg的鉛精礦飛到空氣中若全部被呼吸，就會導致50萬人鉛超標。所以各個環(huán)節(jié)都要高度注意，以防止不必要的粉塵排放。

2.4 加快開發(fā)危廢資源的綜合利用

赤泥的開發(fā)利用是一道世界性難題，2010年匈牙利赤泥泄漏災(zāi)難再一次敲響警鐘。我國是全球最大氧化鋁生產(chǎn)國，所以赤泥產(chǎn)生數(shù)量也最多，處理赤泥問題在我國顯得尤為突出。除赤泥外，還有其他金屬危廢渣處理，目前我國已建立了處理中心，但收費較高，導致大多數(shù)企業(yè)不愿將廢物送危廢處理中心處理，負責的公司或自己開發(fā)綜合利用工藝，或用水泥盒密封后送礦井填埋。不負責任的公司就會將其與其他無害渣混合送水泥廠處理，轉(zhuǎn)移污染源，或隨無害渣隨意堆放，這將會嚴重污染地下水源。國家如果以省域或是更大的地域建立處理中心，給予其適當補貼及免費回收危廢，不但減少了污染，而且還能進行批量再加工，實現(xiàn)綜合利用，化害為利，這樣才是解決環(huán)境污染和安全隱患的長久之策。

2.5 修定和完善我國的排放標準

要盡快完善我國的排放標準。在重金屬鉛、鎘、砷、汞、鉈五大重污染品種中，國外已有但國內(nèi)還沒有建立的污染防治標準，一定要抓緊建立。為此，督促企業(yè)做好減排工作，同時保護企業(yè)的合法利益。如關(guān)于鉈的排放標準我國還沒有制定，需要應(yīng)用國際標準來衡量。所以要盡快完善標準制定，以致更好地引領(lǐng)有色金屬工業(yè)走循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路。

3 劣勢資源的開發(fā)利用要有節(jié)度

目前，從有色金屬工業(yè)現(xiàn)狀來看，產(chǎn)量的擴張和增長的空間不會很大。受資源的約束，中國的優(yōu)勢資源價格相對較低，劣勢資源相對大幅度提升。以銅為例，由16 000～17 000 元/t，漲到現(xiàn)在的 5～6 萬元/t，而且加工費用基本壓縮得無利潤可談。從回收率來說，由原來的92％～93％，提高到現(xiàn)在的96％，基本沒有利潤空間；對鉛鋅來說，雖然國內(nèi)資源相對好些，但如果再繼續(xù)擴張或進口，價格將會進一步上升。相反，我國的優(yōu)勢資源，像鎢、鉬、錫、銻等金屬，價格上漲幅度很小。

稀土，原來是我國的優(yōu)勢資源，當國內(nèi)采取一些控制措施時，價格馬上漲了10倍以上，如何有效地控制優(yōu)勢資源生產(chǎn)，作者認為，劣勢資源能滿足國內(nèi)工業(yè)增長需要就行，沒有必要大規(guī)模進口礦石。這方面需要國家在經(jīng)濟政策上采取措施，比如劣勢資源的出口可以征收出口關(guān)稅等。如果劣勢資源無限膨脹生產(chǎn)，那么，國際上的價格還要上漲。因此，不應(yīng)將產(chǎn)量的增長作為GDP增長的目標，應(yīng)該把重點放在追求經(jīng)濟效益上。

有色金屬產(chǎn)量的不斷增加，將會對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響，建議今后可以考慮目前提倡的兩種資源、兩種市場，國外的資源不一定拿到國內(nèi)來加工，像東南亞、非洲、澳大利亞等有色金屬資源豐富的地方可以就地建廠，把產(chǎn)品拿回來，滿足國內(nèi)工業(yè)增長需求。

同時要提高有色金屬材料的研發(fā)力度。借鑒國外經(jīng)驗，如日本作為一個資源貧乏的國家，提出“低能耗，高產(chǎn)值”產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型思路，對日本能耗的大幅降低產(chǎn)生了很大的作用。

4 重視知識產(chǎn)權(quán)保護

值得注意的是，近年來不論是科研院所，還是一些銅、鉛生產(chǎn)企業(yè)，存在走捷徑盜用別人技術(shù)的情況，這對于研發(fā)單位來講，在經(jīng)濟上是一種損害。國家應(yīng)該通過法律法規(guī)加強知識產(chǎn)權(quán)的保護，同時也涉及到對國外知識產(chǎn)權(quán)的保護問題。國外的有些新技術(shù)不敢在我國開發(fā)使用，如果產(chǎn)權(quán)問題保護好就不會存在這個問題，現(xiàn)在引進的很多都是二手技術(shù)和設(shè)備，不利于我國技術(shù)水平的提高。

總之，有色金屬工業(yè)走循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路是方向，絕非一朝一夕、一時一地的行為，需要貫穿采選冶加整個生產(chǎn)過程。除此之外還要加強再生金屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加強我國有色金屬工業(yè)領(lǐng)域的能效管理、技術(shù)解決、產(chǎn)業(yè)鏈條集群合作等全方位的可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)，保障“十二五”期間有色金屬產(chǎn)業(yè)更好地沿著節(jié)能、減排、循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展之路馳騁。