天元錳業：打造綠色產業鏈

牛祿青

“天下黃河富寧夏”。春節后的寧夏采訪讓本刊記者對“塞上江南”印象深刻，中華民族的母親河黃河，流經寧夏397公里，廣闊的河套平原一直享受著母親河無私的灌溉和滋潤；而位于沿黃經濟區、被譽為“中國枸杞之鄉”的中寧縣，矗立著一家民營冶金企業——寧夏天元錳業集團公司（以下簡稱“天元錳業”），它的“華麗轉身”更讓人驚嘆不已。

天元錳業不僅是世界最大的電解金屬錳生產基地，而且攻克了錳廢渣循環利用這一世界性難題，形成產業循環、資源循環和能源循環三條產業鏈，用科技創新走出了一條綠色發展之路。

截至目前，天元錳業在環保方面累計投入18億多元，實施節能創新項目60多項，通過對“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）的綜合治理，實現了廢氣不外排、污水“零排放”、廢渣再利用。

創立于2003年的天元錳業，經過十多年的開拓進取和精耕細作，已由一家西北小企業崛起為以電解金屬錳為主業，集稀土鉻鐵、稀土彩鋼板、硫酸、余熱廢氣發電、水泥建材、運輸業為一體的世界知名企業，也是國家重點行業清潔生產示范企業和寧夏新材料循環經濟示范園區。榮獲“2013中國制造企業500強”、“2013中國民營500強”等稱號。

天元錳業董事長賈天將說：“企業能夠發展到今天，就是靠技術創新。執著地引進和開發最先進的技術，消化、吸收，再創新。”

俗話說，“無錳不成鋼”。金屬錳的加入可以提高鋼材的硬度、強度、抗腐蝕能力。除鋼鐵工業外，錳還廣泛應用于有色冶金、化工、電子、電池、農業等行業，尤其是在一些新材料、航空航天和軍事工業中，錳的應用日益廣泛。

目前，我國電解錳產量占全世界的90%以上，其金屬回收率和電流效率居世界領先水平，在環境保護方面也卓有成效。

中國工程院院士何繼善在“十二五”國家重點出版規劃圖書《中國錳業技術》的序言中寫道：“我國錳工業的設備裝備、生產工藝技術、環境保護等方面均居世界領先水平。中國在世界錳工業中不但是生產大國，而且是生產強國。”

而天元錳業被業內認為是中國變身世界錳工業強國的一個重要標志。中國工程院院士、中國環境科學研究院副院長段寧稱，“天元錳業的每一項技術進步，哪怕是小小的改進，都推動著世界電解錳行業的整體升級。”

節能減排 清潔生產

傳統電解錳是典型的高能耗、高污染、資源性的“兩高一資”行業，企業不消滅污染，必因污染而消亡，一個不注重生態環保的企業，不可能做大，更不可能做強。

在企業飛速發展的同時，如何實現節能減排、促進產業升級是天元人前進道路上的第一道門檻。為此，天元錳業把環境保護放在了生死攸關的重要位置，大力發展清潔生產，從根本上削減污染物產生量。

“我們的清潔生產包括三個環節：清潔的原材料、清潔的生產技術工藝、清潔的設計和建設理念。”天元錳業公司總經理焦雙對記者說，通過強有力的環保措施以及工藝和設備自動化，盡可能把污染消滅在源頭和萌芽狀態，最大程度減少污染物的排放，提高生產效率和環境效益。

目前，我國電解錳企業多用低品位錳礦進行生產，能耗物耗高、錳資源利用效率低、渣量大。建廠初期，天元錳業也曾采用國內低品位錳礦進行生產，由于企業地處生態脆弱、黃河上游環境敏感地區，面臨生態環境的制約瓶頸。

自2008年起，天元錳業在國內率先全部采用進口高品位氧化錳礦進行生產，并不斷優化錳礦原料組合，采用進口高品位氧化錳礦石和進口高品位碳酸錳礦石混合生產，使單位產品的礦石消耗量由建廠初期的7噸降到4.5噸，遠低于全國8～10噸的平均水平。2012年，全國電解錳企業使用進口富錳礦石大約80萬噸，天元錳業消耗60萬噸，占全行業的75%，在無錳之地奠定了“世界錳都”的根基。

氧化錳礦還原技術一直以來是制約氧化錳礦工業化應用的關鍵。天元錳業采用高效還原技術，解決了國內外同行還原率低、成本高等問題，將氧化錳還原率由原來的60%提高到98%，比南非金屬錳公司提高了38個百分點，并大規模應用生產。

據了解，錳礦浸出率決定了錳資源的利用率，通常碳酸錳礦的浸出率只有85%～90%。天元錳業開發出二段浸出工藝，改變傳統工藝始終在同一化合罐浸出，在不同酸度條件下對一次浸出渣進行二次浸出，錳礦浸出率達到96%。

電解過程是電解錳生產的核心工序，也是電能消耗的主要點位。天元錳業在國內率先開發和應用了RPP節能型電解槽、陽極液斷流節電、PE冷卻水管防漏電節能、組合式電解槽密封、短極距節電等一系列新技術、新設備，將單板產量從3.3公斤提高到3.8公斤，噸產品直流電耗從6900度下降到5800度。這些技術在國內新建電解錳廠和老廠技改過程得到廣泛應用。

電解后續工序是電解錳廠勞動力最密集的地方，各操作過程均是人工操作，而且工人都要直接接觸或暴露在對身體有害的環境中。天元錳業正在建設的電解過程重金屬污染削減平臺，在一套設備上全自動實現廢水和重金屬的3次減量，不僅使含高濃度錳、重金屬和氨氮的電解液進入廢水的量減少50%，還從根本上改善了電解車間工人操作環境。

在新建的三期工程中，天元錳業制粉過程按照“料不落地”的設計原則，礦石進廠后直接進入密閉的均化車間，均化、制粉、制液全部在密閉的車間內進行，實現了制粉和制液過程粉塵的“減量化”。在制液過程，天元錳業將化合罐的結構改為混凝土一次澆筑設計，有效地杜絕了酸霧的逸散，保護了工人健康。電解過程增設風幕去除氨霧，極大地改善了電解車間工作環境。

天元錳業副總經理萬立國表示，天元錳業投資6815.3萬元，在原料破碎車間、球磨和制漿、化合等工段建設了全封閉式自動上料輸送系統和布袋除塵設施，實現了上料輸送自動化，有效解決了粉塵污染。

天元錳業目前每天至少有3萬立方米含高濃度重金屬的電解液需輸送、中轉和貯存，鈍化過程還使用重鉻酸鉀鈍化，產生含六價鉻廢水，這對輸送流槽和車間地面防滲提出了很高的要求。天元錳業在三期工程采用“五油三布+花崗巖”對流槽、車間地面進行高標準防滲設計，即先間隔刷5層瀝青油、鋪裝3層玻璃布作為基礎防滲層，之后在基礎防滲層上鋪裝耐酸、耐堿的花崗巖，對流槽還要在花崗巖上鋪裝軟塑板，從根本上杜絕了流槽可能產生的跑冒滴漏，有效杜絕了地面滲漏對土壤和地下水的污染。

此外，天元錳業還采用多項國際領先技術，將電解金屬錳綜合電耗每噸下降了650度。邀請有關專家對現有生產工藝進行升級，減少廢渣排放量。

變廢為寶 循環利用

電解錳廢渣的無害化利用是世界金屬錳業研究的一大難題。天元錳業歷時兩年多時間，利用電解錳廢渣建設2×4500t/d水泥熟料生產線及配套純低溫余熱發電項目于2013年12月18日建成投產，破解了綜合利用電解錳廢渣的“哥德巴赫猜想”。

據天元錳業常務副總經理楊正有介紹，天元錳業水泥項目工業固廢綜合利用率達50%以上，兩條日產4500噸水泥熟料生產線，可年消納各類工業固廢約500萬噸，其中年消納電解錳渣約342萬噸。該項目對于“變廢為寶”，實現資源綜合利用和保護環境具有十分重要的現實意義，也為電解法生產銅、鈉、鋅、鉀、鉛等冶金行業廢渣無害化綜合利用起到積極的示范引領和推動作用。

“任何以犧牲環境代價換取經濟效益的企業行為無疑為‘飛蛾撲火，只會自取滅亡。”賈天將信誓旦旦地說。他告訴記者，天元錳業新上馬的這個水泥項目，既是無奈之舉，也是大膽探索的結果。

據了解，全國年產錳渣1000萬噸，99%以上在露天堆放。天元錳業每年產生各類工業固廢860萬噸，這些工業固廢盡管屬一般固廢，但如果不進行綜合利用，就只能按照環保要求筑成渣壩統一堆放，日積月累，堆積如山，不僅占用大量土地，而且存在極大的安全隱患和環境風險。

為了有效解決這一難題，2009年以來，天元錳業投入2億多元，與中國環境科學研究院、清華大學、中南大學、北京化工大學、天津水泥工業設計研究院等科研院校長期建立“產學研”合作機制，成立了“電解錳清潔生產聯合工程技術中心”、“寧夏電解錳生產研究院士工作站”和“寧夏電解金屬錳工程技術研究中心”，并聘請了12位“兩院”院士、23位專家教授進行科研攻關，在廢渣的處置及利用方面進行大膽嘗試，成功攻克了電解錳廢渣無害化處理難題，使電解錳廢渣無害化處理后應用于水泥生產。

天元錳業采用中國環境科學研究院技術建設的200萬噸/年電解錳廢渣無害化處理及氨氮回收利用項目，固化錳渣中的錳和重金屬物質，回收錳渣中的氨氮，使錳渣由一般工業固廢II類變為一般工業固廢I類。

經國家建筑材料工業水泥能效環保評價檢驗測試中心對改性電解錳渣性能進行測試（測試報告為〔能環評測〕字第20130801號），其測試結果為：改性電解金屬錳渣樣品的放射性、浸出毒素、腐蝕性均符合相關標準要求，改性電解金屬錳渣不屬于工業危險物，屬于一般工業固體廢物，其可代替天然石膏及部分混合材用作水泥生產，配料所得水泥的化學和物理性能指標符合國家標準要求。

當時，天元錳業積極與周邊的水泥廠溝通，希望通過水泥生產幫助消納固廢。遺憾的是，對方均認為利用固廢制造水泥前期科研投入巨大，且生產工藝復雜，不愿使用。

無奈之下，天元錳業只能另覓出路。經過合法、齊全的報批手續，投入15.07億元新上了利用工業廢渣建設2×4500t/d水泥熟料生產線及配套純低溫余熱發電項目。

此外，天元錳業利用園區廢渣建設年產50萬立方米建筑砌塊項目已備案，完成了安評、環評，進入初步設計階段。與寧夏大學聯合研發利用電解金屬錳廢渣生產改良鹽堿地肥料或全價肥料技術已完成溫棚試驗，也進入農田試驗階段。

除了狠抓廢渣綜合利用，天元錳業還對廢氣、污水進行治理和循環利用。采用膜法新技術，實現了廢水深度處理、回用、綠化的循環利用鏈。天元錳業先后投資3.6億元，建設了生產生活污水處理系統，針對不同性質的廢水，采取分質處理的措施，使污水循環利用“零排放”。

天元錳業投資5131.6萬元，在各生產車間建設了酸霧吸收塔，對酸霧進行回收利用，實現了酸霧回收循環利用生產硫酸。與此同時，利用鉻鐵廠、硫酸廠、水泥廠生產過程中產生的余熱廢氣進行發電，用于電解金屬錳生產和生活用電。

植樹綠化 全員環保

進入天元錳業工業園區，一種極為醒目的紅色映入眼簾，這種標志性的顏色幾乎覆蓋了新老廠區所有建筑，成為天元錳業一個獨特的文化符號，被外界稱之為“天元紅”。

更讓記者瞠目的是，方圓37公里的天元錳業將廠區都建在荒山野嶺之上，而且沒有占用一畝耕地。為了改善廠區生態環境，十多年來，天元錳業先后投入3億多元，建起防風護林帶、景觀帶、道路綠化帶，在廠區內種植蘋果樹、白楊樹、槐樹等各類樹木60余萬株，使廠區環境得到極大改善，贏得了當地政府和社會的充分肯定。

為了追求綠色GDP，給職工提供良好的工作和生活環境，公司專門成立了200多人的綠化隊，常年栽植，目的就是把地處西部荒漠干旱地帶的天元工業園，逐步變成綠樹成蔭、鳥語花香的生態工業園。值得一提的是，澆灌這些花草樹木的水正來自經過膜過濾處理的“廢水”。

焦雙表示，天元錳業從規劃設計上就要求達到“333”的發展比例：30%的生產企業設施、30%的職工活動場所、30%的綠化地帶。目前種植的各類樹木已占到廠區綠化面積的15%，未來三年將達到綠化面積的30%。

十載春秋，天元錳業從小到大，由大變強，一舉躍升為世界電解錳領軍企業。電解錳產量從每年1500噸躍升至80萬噸，資產從300多萬元增加至300多億元，職工人數從原來的100多人增加到現在的26000多人，取得了可觀的經濟效益、社會效益和環境效益。

“當前，寧夏天元錳業的技術裝備水平、生產工藝和生產環境，在全球金屬錳行業中是佼佼者。”全國錳業技術委員會委員譚立群如此評價。

天元錳業在實現企業跨越發展的同時，也交出了一份優異的環保答卷，除了技術創新，還與全員參與企業管理的理念息息相關。在天元錳業，每一位職工都要學會做董事長和總經理，而且從董事長、總經理到各廠、車間、班組，都要層層簽訂環保目標責任書，全員監督環保工作。

“用領導的辛苦指數換來職工的幸福指數”。廠區懸掛的這幅標語昭示了天元人追求幸福的夢想，而保護生態環境、保障職工身心健康無疑是幸福的題中之義。天元錳業正以“敢為天下先”的勇氣和腳踏實地的行動，在西北高原繼續書寫錳業的綠色傳奇。