依靠科技進(jìn)步降低有色金屬行業(yè)碳排放意義重大

本刊記者/田曉東

依靠科技進(jìn)步降低有色金屬行業(yè)碳排放意義重大

本刊記者/田曉東

有色金屬行業(yè)是我國工業(yè)部門的重要組成部分，這一行業(yè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、社會發(fā)展等諸多方面發(fā)揮著重要作用，其作用是其他工業(yè)部門所不可替代的。特別是“十一五”期間，我國的有色金屬行業(yè)發(fā)展迅猛，銅、鋁、鉛、鋅等十種有色金屬產(chǎn)量及消費量都居世界第一位，例如2009年，我國十種常用有色金屬產(chǎn)量達(dá)到2604.4萬噸。其中，精煉銅405.1萬噸，占十種有色金屬產(chǎn)量15.5％；原鋁(電解鋁)1289.05萬噸，占十種有色金屬產(chǎn)量49.5％；鉛377.3萬噸，占十種有色金屬產(chǎn)量14.5％；鋅428.6萬噸，占十種有色金屬產(chǎn)量16.5％；鎂52.6萬噸，占十種有色金屬產(chǎn)量2％；鈦4.57萬噸，占十種有色金屬產(chǎn)量0.18％。可以說我國已經(jīng)成為有色金屬生產(chǎn)和消費的大國。在這種情況下，有色金屬行業(yè)二氧化碳減排的問題，就進(jìn)入了社會關(guān)注的視野。

日前，記者就有色金屬行業(yè)的二氧化碳減排問題，采訪了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會工程師邵朱強(qiáng)。

邵朱強(qiáng)認(rèn)為：在有色金屬行業(yè)的生產(chǎn)過程中，基本沒有二氧化碳產(chǎn)生，有色金屬行業(yè)的二氧化碳主要是因能源消費而引起的。2009年我國有色金屬工業(yè)由能源消費帶來的二氧化碳排放總量約為2.4億噸，其中由電力消費帶來二氧化碳排放約占全行業(yè)二氧化碳總排放的66.4％，由煤炭(含焦炭)消費帶來的二氧化碳排放約占全行業(yè)二氧化碳總排放的26.8％，兩者相加帶來二氧化碳排放約全行業(yè)的93.2％；天然氣、油等其他能源消費帶來的二氧化碳排放只占全行業(yè)二氧化碳排放總量的6.8％。如果扣除電力消費等所產(chǎn)生的二氧化碳(間接排放)，有色金屬行業(yè)碳排放只有6600萬噸左右。2009年有色金屬行業(yè)由能源消費帶來的碳排放主要集中在鋁(含氧化鋁)、銅、鉛、鋅、鎂等產(chǎn)品的冶煉環(huán)節(jié)，約占有色金屬工業(yè)由能源消費帶來碳排放總量的81％左右，與分品種能源消耗占全行業(yè)能源消耗的比例基本一致。其中，鋁冶煉(含氧化鋁)占68.8％，銅冶煉占1.6％，鉛、鋅冶煉占7.7％，鎂冶煉占3.1％。礦山采選、加工和其他金屬品種冶煉碳排放占全行業(yè)約19％左右，因此有色金屬行業(yè)碳排放減排的重點在鋁(含氧化鋁)、銅、鉛、鋅、鎂等產(chǎn)品的冶煉環(huán)節(jié)，鋁工業(yè)是碳減排的重中之重，所以在這種情況下，通過健全機(jī)制，加強(qiáng)組織指導(dǎo)，落實好國家控制溫室氣體排放的政策措施，充分發(fā)揮科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新在減少溫室氣體排放中的作用，促進(jìn)有色金屬工業(yè)健康發(fā)展就顯得十分必要。

邵朱強(qiáng)表示：當(dāng)前依靠科技進(jìn)步，在有色金屬行業(yè)中降低二氧化碳的排放意義重大。目前，在有色金屬行業(yè)中，降低二氧化碳的排放途徑主要有三種：一是淘汰落后生產(chǎn)能力；二是依靠技術(shù)進(jìn)步；三是加強(qiáng)管理，其中最關(guān)鍵的因素還是要依靠科技進(jìn)步。

邵朱強(qiáng)以鋁、銅、鎂、鉛、鋅的冶煉為例，為記者做了詳細(xì)的解釋。他告訴記者，以鋁冶煉為例，我們可以研發(fā)和推廣大型預(yù)焙槽技術(shù)。400kA槽型的噸鋁直流電耗可以達(dá)到12300千瓦時/噸，比2009年全國電解鋁平均噸鋁直流電耗低900千瓦時/噸。如果2015年全國電解鋁產(chǎn)量中20％采用400KA及以上大型電解槽，那么就可以減少二氧化碳排放約250萬噸；如果做好了鋁電解槽新型陰極結(jié)構(gòu)技術(shù)的推廣應(yīng)用工作，將使我國鋁電解生產(chǎn)技術(shù)和能耗指標(biāo)位居世界領(lǐng)先水平。目前，應(yīng)該讓我們的電解鋁廠采用這項技術(shù)，結(jié)合電解槽的大修，進(jìn)行鋁冶煉節(jié)能技術(shù)的改造與升級。如果真把這項工作做實了，那么我們可以預(yù)計，在“十二五”期間，這項技術(shù)將會大面積推廣，我國的電解鋁平均綜合交流電耗就會大幅度地降下來；如果2015年全國電解鋁產(chǎn)量有35％采用大型預(yù)焙槽技術(shù)，將會減少二氧化碳排放約480萬噸。

另外，采用新型結(jié)構(gòu)導(dǎo)流槽鋁電解技術(shù)，噸鋁可節(jié)電1000千瓦時，如果2015年全國電解鋁產(chǎn)量中有25％采用該技術(shù)，可減少二氧化碳排放約350萬噸。

談到銅冶煉的二氧化碳減排問題，邵朱強(qiáng)說，我國銅冶煉近年來所取得的成績，主要得益于企業(yè)采用了先進(jìn)的富氧閃速及富氧熔池熔煉工藝，這種工藝替代了反射爐、鼓風(fēng)爐和電爐等傳統(tǒng)工藝，提高了熔煉的強(qiáng)度，減少了二氧化碳的排放，所以在“十二五”期間，氧氣底吹爐連續(xù)煉銅技術(shù)、閃速爐短流程一步煉銅技術(shù)、新型側(cè)吹熔池熔煉等銅冶煉工藝的短流程研發(fā)成功和推廣，將是銅冶煉節(jié)能的重要途徑。經(jīng)測算，依靠上述先進(jìn)的工藝技術(shù)與工藝流程，在銅冶煉行業(yè)就會減少二氧化碳排放約150萬噸。

現(xiàn)在，我國的銅冶煉技術(shù)已經(jīng)接近或達(dá)到了世界先進(jìn)水平。污染嚴(yán)重的鼓風(fēng)爐、電爐、反射爐煉銅工藝逐步被淘汰，取而代之的是引進(jìn)并消化自主創(chuàng)新的閃速熔煉法、諾蘭達(dá)、艾薩法和奧斯麥特等先進(jìn)技術(shù)。另一方面，濕法冶金技術(shù)也得到了快速發(fā)展。濕法煉銅具有投資費用低、環(huán)境污染少、生產(chǎn)規(guī)模適度、運行成本低等優(yōu)點，其能源消耗和碳排放相對火法冶煉較低。近幾年，濕法煉銅的技術(shù)成熟度不斷提高，產(chǎn)量逐漸增加。根據(jù)我國銅礦特點，濕法煉銅在我國的發(fā)展前景很大，這也有力地推動了銅冶煉行業(yè)的碳減排。

對于鉛、鋅冶煉的節(jié)能減排問題，邵朱強(qiáng)認(rèn)為：鉛、鋅冶煉的節(jié)能減排是一個重點，要想做好這項工作，應(yīng)該從四個方面入手。一是充分利用余熱余壓節(jié)能，充分利用熱導(dǎo)油技術(shù)、蓄熱室燃燒技術(shù)、熱能高效梯級利用技術(shù)，利用氮氣回收熱能及中低溫廢熱進(jìn)行發(fā)電；二是要重視能量的系統(tǒng)優(yōu)化，提高能源的利用率，提高高爐窯的熱效率，加強(qiáng)爐窯的保溫，改進(jìn)窯內(nèi)的燃燒氣氛，提高工序的連續(xù)化，加強(qiáng)冶煉中的副產(chǎn)品氫氣的開發(fā)利用，這樣才能降低原料和燃料的消耗；三是采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，讓一批關(guān)鍵技術(shù)成為減排的重要支撐；四是提高管理效益，運用現(xiàn)代化的管理方法，對企業(yè)耗能的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)分，重點攻關(guān)，層層突破。邵朱強(qiáng)告訴記者：鉛、鋅冶煉重點是推廣液態(tài)高鉛渣直接還原工藝技術(shù)、完善和提高氧氣底吹熔煉爐熔煉技術(shù)、鉛富氧閃速熔煉工藝和鉛旋渦柱閃速熔煉工藝。只有依靠先進(jìn)的科技成果，才能實現(xiàn)鉛鋅冶煉的節(jié)能減排難題。例如，以中心旋渦柱流股連續(xù)熔煉技術(shù)及鉛渣液態(tài)直接貧化技術(shù)為核心，進(jìn)行流程原始創(chuàng)新，開發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、短流程和連續(xù)化為主要特征的煉鉛關(guān)鍵技術(shù)和裝備，就可以提升我國鉛冶煉工業(yè)的整體技術(shù)裝備水平和核心競爭力，就可以把國內(nèi)粗鉛綜合能耗降到350千克標(biāo)煤/噸粗鉛，降低單位產(chǎn)品能耗7.9％。當(dāng)前，除了低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統(tǒng)技術(shù)，生產(chǎn)每噸鋅能夠節(jié)電200千瓦時以外，在國內(nèi)的鋅冶煉過程中，其他技術(shù)或者落后工藝的節(jié)能潛力已經(jīng)不大。“十二五”期間，如果液態(tài)高鉛渣直接還原工藝技術(shù)普及率能夠達(dá)到30％，鉛富氧閃速熔煉工藝和旋渦柱流股連續(xù)熔煉技術(shù)普及率達(dá)到20％，低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統(tǒng)技術(shù)普及率達(dá)到20％，那么通過加強(qiáng)余熱余壓回收，推廣高效節(jié)能電動機(jī)，高效風(fēng)機(jī)、泵，壓縮機(jī)及高效傳動系統(tǒng)等，國內(nèi)鉛、鋅冶煉行業(yè)每年就可以減少二氧化碳排放約120萬噸。

邵朱強(qiáng)

談到鎂冶煉的節(jié)能減排問題，邵朱強(qiáng)告訴記者：我國的鎂冶煉企業(yè)依靠科技進(jìn)步，開展了一系列技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)改造。例如，采用豎罐式蓄熱還原爐、連續(xù)蓄熱精煉爐、多熱源——電熱法——內(nèi)熱式煉鎂還原爐、高效雙預(yù)熱蓄熱式燃燒技術(shù)、節(jié)能與深度環(huán)保的鎂冶金成套技術(shù)等等，這些新工藝與新裝備的運用，目前看節(jié)能效果都非常好。如果在鎂冶煉的過程中，我們能廣泛地采用清潔能源和引進(jìn)蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)，那么我國的鎂冶煉節(jié)能減排的綜合能力就會大幅度提升，可以減少二氧化碳排放20％以上。“十二五”期間，如果在鎂冶煉行業(yè)，蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的普及率能夠達(dá)到100％，新型豎罐煉鎂技術(shù)普及率能夠達(dá)到60％左右的話，那么國內(nèi)鎂冶煉行業(yè)每年就可以減少二氧化碳排放約750萬噸。

可見，針對有色金屬行業(yè)的特點，依靠科技進(jìn)步，采取一系列節(jié)能減排措施，盡最大努力減少有色金屬行業(yè)的碳排放，此舉意義重大。