錫還原熔煉過程中資源價值流的應用研究

肖 序 李雨薇 王 典

錫是現代工業中必不可少的關鍵稀有金屬，其在電子、化工、冶金、食品包裝等行業均有廣泛應用。錫的還原熔煉過程是錫冶金的關鍵工藝之一，會產生大量廢棄物并污染環境。與此相關的成本效益與環境業績的計算與分析數據，是正確判別如何進行循環經濟改造的重要依據。而進行這種計算與分析，則需要采用資源價值流的方法，即依據錫元素在還原熔煉中的物質流動，反映出其價值流動，并從物質與價值兩個方面進行技術與經濟的一體化分析，從而判斷其投入與產出的業績結果，本文將就此方面做一探討。

一、資源價值流理論的核算模型

（一）物質流與價值流的內在邏輯比較

循環經濟是依靠生態型資源進行循環而發展的經濟，強調物質的循環流動。物質常以某種主要元素作為典型（在這里可以理解為錫元素），以此為標準定義其物質流，則表現為錫元素的工藝流路線。與此相關，其對應的價值流動則可界定為價值流路線。錫元素的流動規律及對應的價值變動可以抽象為圖1所示。

圖1 產品生產流程中錫元素流圖

錫元素經歷第M個發展階段，會產生相應的化學變化。如圖1所示，開始投入的資源價值為100個單位，則產出的合格品價值為90個單位，廢棄物價值為30個單位，其中廢棄物價值中的20個單位可以循環利用，故錫元素的資源流轉平衡算式為：100+20=90+10+20。

（二）資源價值流分析的概念體系

資源價值流是指資源在時空流動中的價值轉移，它能描繪資源在鏈、環、網運動過程中的價值變化形態，屬于動態的價值范疇。需要特別強調的是，本文所指的“資源價值”是基于“經濟與環境”這個大系統的價值概念，除了包含現行會計系統中既有的價格、成本、收入等尺度，還特別增加了物質流對環境系統損害價值的計量。將這種環境損害價值（經濟學中也稱“外部成本”）計量進來，就能全面、客觀地評價產品價格的真實效益。圖2表明的是資源價值流分析的概念體系。

圖2 資源價值流分析中的概念體系

圖2涉及到資源價值流分析的三種核心成本。首先是材料流成本，即在物質流路線中各環節所耗費的材料與能源等物質所發生的成本；其次是物質流成本，即在物質流路線中所發生的各環節材料、工資及制造費用的總和；最后是資源流成本，即在物質流路線中各環節所產生的材料消耗、人員工資、制造費用及廢棄物對環境損害的評估額之和。

（三）基于物質流分析的資源價值流轉核算

深入物質流路線內部，運用資源流成本逐步結轉的方式，我們可構建錫元素的資源價值流分析的基本計算方程式：

其中，RVi是第i流程或節點的錫元素的資源流成本；RUVi是第i流程或節點的錫元素的資源流的有效利用價值；WLVi是第i流程或節點的錫元素的廢棄物損失價值；WEIVi是第i流程或節點的錫元素的廢棄物外部環境損害價值。以錫元素流分析為標準又可將后三類的價值分解為：

上面三式中，Cmi是第i流程或節點的錫元素的原材料輸入成本；Cei是第i流程或節點的錫元素的能源輸入成本；Cli是第i流程或節點的錫元素的人工成本；Cpi是第i流程或節點的錫元素的制造費用；Qpi是第i流程或節點的合格品錫元素含量；Qwi是第i流程或節點的廢棄物錫元素的含量；WEIij是第i流程或節點的j種錫元素的環境影響廢棄物數量；UEIVij是第i流程或節點的j種錫元素的廢棄物的單位環境損害價值。

關于廢棄物外部損害評估價值的計算，本文采用由日本綜合產業技術研究所生命周期評估研究中心進行開發的LIME(Life-cycle Impact Assessment Method based on Endpoint Modeling)方法，即“基于終端模型對產品生命周期影響評價”的方法可以較好地完成外部損害價值的評估。LIME試圖將不同種類的環境負荷物對人類健康造成的損害量在共同的端點處進行匯合，在指標合并的同時考慮到了各端點數之間的重要性以及社會性的選擇性偏好，綜合各方面情況對于污染物進行全面的貨幣化評價。其計算公式如下：

在上式中,si即物質i的生命周期清單，DFij表示物質i對保護對象j的損害系數，WTPj意味著保護對象j的一指標單位損害回避意愿支付額。

二、錫還原熔煉過程中資源價值流理論的應用

（一）錫冶金背景介紹

錫冶金分為錫精礦的煉前處理，錫精礦的還原熔煉以及錫的精煉。本文從錫精礦中獲得金屬錫的還原熔煉過程為例，試分析錫元素的資源價值流動情況。還原熔煉的目的是使錫與渣較好地分離，提高錫的直收率。實踐中因反射爐其對原料、燃料的適應性強，易于控制，操作簡便，依舊是主要的煉錫設備，其產錫量約占世界總產錫量的80%。

錫精礦反射爐熔煉工藝是將錫精礦、還原劑和熔劑這三種物料，經過準確配料后混合均勻送入爐內，通過燃料燃燒所產生的1400℃高溫煙氣，在爐內以輻射傳熱為主加熱爐料，利用高溫和還原劑進行還原熔煉。產出的粗錫和爐渣經過澄清分離之后，再分別由放錫口和放渣口流出。粗錫在錫鍋內自然冷卻的過程中，在800-900℃的溫度下撈出的是硬頭，而在300-400℃的溫度下撈出的是乙錫，含鐵、砷量較低的甲錫是在最后才得到。甲錫和乙錫都可以送入下一個環節進行精煉，而產出的爐渣由于含錫量高（往往超過10%），可以在反射爐中進行再熔煉，或者另送至煙化爐硫化揮發再回收錫。圖3可描述利用反射爐進行還原熔煉的生產工藝。

圖3 反射爐還原熔煉的生產工藝流程

（二）資源價值流理論應用分析

Y礦冶公司注冊資本為5000萬元，是集采、選、冶為一體的單位，擁有員工四百人，以錫精礦、粗錫、精錫和各種含錫物料為主營產品，月產量1000噸左右，年營業額上億元。針對該公司的生產工藝流程，采用綜合法可計算出該煉錫廠平均每月所需的配料組成，可求出對應的劑量，見表1。

表1 配料計算

根據技術部門和財務部門提供的資料，可知錫精礦的單價為124750元/噸，煙塵230元/噸，還原煤1100元/噸，石英砂150元/噸。故這四種材料投入總成本為83828725元。已知每噸爐料需燃煤1.815噸，動力煤價格560元/噸，故能源成本為671608元。人工成本及制造費用共計為2114061元。在產出階段，合格品為粗錫，廢棄物為爐渣和煙塵。投入錫的數量折算后為：670×42%+335×0.35%=398.65噸。合格品中含錫量為326.9噸，而錫損失數量即為在爐渣和煙塵中的錫含量：43.61+28.14=71.75噸。按合格品和廢棄物的錫元素含量分配物質流成本，可得合格品成本為71025323.96元，廢棄物成本為15589070.04元。

金屬錫的還原熔煉過程會產生廢氣、廢水和廢渣，其中，以廢氣的危害性最大。Y礦冶公司通過加強各工序所生產的廢水清污分流、初期雨水收集和污水處理來保證廢水的零排放。此外，還強化對煙塵、棄渣與各類中間物料以及返回品等危險廢物的管理，成功地防止了廢渣造成的重金屬污染。Y礦冶公司每月排放的廢氣中重金屬污染物的外部環境損害貨幣計算結果如表2所示。

表2 廢氣中重金屬污染物的外部環境損害貨幣計算表

歸納上述計算，可描繪出錫還原熔煉的整個資源價值流成本及結構如下圖所示：

圖4 錫元素資源價值流成本計算示意圖（單位：元）

由圖4可知，在還原熔煉中，合格品價值所占比例達到82%，而廢棄物價值所占比例為18%。兩者的比例關系反映企業利用資源的效率，合格品價值所占的比例越高，則表明企業的資源利用越有效。合格品價值所占比例超過80%的屬于資源利用效率較高的范圍，故Y礦冶公司還原熔煉這個物量中心的資源利用效率令人較為滿意，但依舊存在可以改進的空間。

在廢棄物價值的構成中，物質流成本所占比例高達99.973%，而環境損害價值所占比例僅為0.027%，這說明Y礦冶公司還原熔煉這個物量中心的內部資源流成本很高，而外部資源流成本很低，故應在此環節著重研究如何進行資源節約的相關方案，重點是提高資源利用的效率，積極開展節能措施，以有效降低其內部資源流成本。

三、結論

資源價值流計算是依據資源流轉平衡原理,以物質流路線為基礎,在充分考慮資源利用效率和環境保護效率的同時，也將企業資源價值的循環流動考慮進來，符合可持續發展觀。需要強調的是，資源價值流的計算不僅僅是描繪和追蹤其生產過程中資源投入、消耗、產出以及廢棄等信息,它更重要的功能是將資源輸出的價值劃分為合格品價值和廢棄物價值,并將廢棄物外部損害價值計算進來。這既能幫助企業完整核算產品成本,還能有效地分析企業每一生產流程中資源價值的變化情況，全面地揭示企業內部資源消耗、環境保護與價值增加之間的邏輯關系。運用資源價值流理論計算產品成本，對于錫冶金這樣的高污染高能耗行業追求經濟效益與環保效果的同步提高具有重要的推廣意義。因為它將傳統的會計核算范圍由單一的價值運動轉向價值運動與物質運動、經濟系統與環境系統、資源生態循環與經濟循環相結合的可持續發展方向進行擴展。這有助于企業找到生產過程中的經濟潛力部位,實施優先改造,并對實施改造后的狀態進行重新的診斷與分析,借以評估企業經濟發展中產生的經濟效益與環境效益,從而推動企業在經濟活動中創造更多的價值，最終實現帕累托最優。

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