被綠油油的菜地“包圍”的廠區干凈明亮,置身于鑫聯環保公司個舊生產基地,傳統重工企業“傻大黑粗”的印象被徹底顛覆。鑫聯環保技術工藝的鋼鐵企業煙塵中的有色金屬經過火法富集、濕法萃取等多個工序后,回收出鋅、銦、鉛、鉍等有色金屬,整個生產過程實現零排水、零排渣,廢氣達標排放。
鑫聯環保,是目前全國乃至全世界范圍內鋼鐵煙塵處理規模最大、技術最先進、產業鏈最完整的高科技環保企業,也是中國在含重金屬固危廢的資源化利用領域的龍頭企業。全國十余家生產基地,目前含重金屬固危廢處置能力近200萬噸/年,預計三年內處理規模達到300萬噸。
其核心技術“鋼鐵煙塵火法富集——濕法分離多段耦合集成處理技術”已發展到第七代,擁有多項國家發明專利,可以實現多種含重金屬固危廢的協同資源化清潔利用,并可實現零排水、零排渣,無二次污染,國內外尚無同類技術。
重金屬固危廢排量大
國內
作為世界冶金第一大國,中國的鋼鐵、有色、化工等工業每年產生巨量的各種重金屬廢渣、廢泥、廢灰等固體廢物,每年新增進入環境中的排放總量多達5000萬噸以上,歷史存量超過7億噸(數據來源:《中國鋼鐵煙塵及有色冶煉渣回收利用研究報告》(冶金工業規劃研究院)),絕大部分只是在自然環境中簡單堆存,其中含有鉛、鋅、鎘等多種重金屬,以及銦、鉍、錫、銀等稀貴金屬,并含氯、氟、硫等多種有害雜質,成分復雜、有價元素含量低、處理難度大,是導致我國土壤重金屬污染的主要來源,如何對其進行有效處置也一直是困擾環境保護的難題。
云南
10億噸危廢沉積、3億畝耕地受污染,危及國計民生。
云南作為我國最為重要的有色金屬工業產區,每年產生上千萬噸鋼鐵煙塵等各類冶金固危廢,含有多種重金屬,亟需得到有效處置。各類冶金危廢在露天堆置過程中,不僅占用大量土地資源,而且廢渣中的砷、銅、鎘、鉛等具有高度遷移性的有價金屬元素和有毒元素,經過自然風化和淋洗容易釋放到自然環境中,對土壤、地表水、地下水等周邊生態環境造成嚴重的污染和潛在危害,最終直接或間接地危害人類的生命健康。紅河州作為多年的有色金屬工業基地,重金屬污染更為集中和嚴重,亟需有效的手段來予以改善。
重金屬污染危害巨大
環境污染
重金屬污染土壤和地下水。鋼鐵煙塵等涉重金屬固危廢中含有鉛、鋅、鎘等重金屬,經過自然風化和淋洗容易滲透到地表中,對土壤、地下水、大氣形成重金屬污染,政府對重金屬污染極為重視。若直接作為廢渣處理,包括作為建材處理,均因其中的重金屬并未被分離提取出來,而導致其重金屬污染繼續形成威脅。
造成大氣污染形成霧霾。鋼鐵工業排放的粉塵是霧霾的重要組成部分。以京津冀地區為例,煤電廠和鋼鐵廠、水泥廠等工業排放源占京津冀地區一次PM2.5顆粒物總排放的57%,占二氧化硫和氮氧化物總排放的81%和64%。
大量固危廢堆存占用土地資源形成環境隱患。鋼鐵煙塵等涉重金屬固危廢體積龐大,堆放占用大量土地資源,形成嚴重環境隱患。處理難度大現有處理能力遠不及每年新增。鋼鐵、有色等行業產生的各類涉重金屬危廢數量龐大、成分復雜、金屬品位低、雜質含量高,現有以填埋為主的處置能力遠不能滿足每年新增6000萬噸涉重金屬危廢的處理要求。絕大部分危廢通過非法手段堆存、簡易處理,以至于十幾億噸的涉重金屬危廢“大雪球”越滾越大,危逼全國。
人體傷害
以各種化學狀態或化學形態存在的重金屬,在進入環境或生態系統后就會存留、積累和遷移,造成危害。如隨廢水排出的重金屬,即使濃度小,也可在藻類和底泥中積累,被魚和貝的體表吸附,產生食物鏈濃縮,從而造成公害。
鎘中毒早期表現為咽痛、咳嗽、胸悶、氣短、頭暈、惡心、全身酸痛、無力、發熱等癥狀,嚴重者可出現中毒性肺水腫或化學性肺炎,有明顯的呼吸困難、胸痛、咯大量泡沫血色痰,可因急性呼吸衰竭而死亡。
汽車尾氣排放的鉛經大氣擴散等過程進入環境中,造成目前地表鉛的濃度已有顯著提高,致使近代人體內鉛的吸收量比原始人增加了約100倍,損害了人體健康。
如何解決
現有的固廢集中處置中心主要以處置醫療和化工固廢為主,工藝為焚燒、固化、填埋,而鋼鐵、有色等行業產生的重金屬固廢數量龐大、成分復雜、金屬品位低、雜質含量高,對其進行固化填埋成本高昂,且填埋的處置能力遠不能滿足每年新增的巨量重金屬固廢的處理要求。發揮市場作用,提高規模效益,建設重金屬固廢集中資源化利用示范中心;建設專門針對重金屬固廢處理的集中資源化利用中心,運用已有成熟的重金屬固廢資源化利用技術,將重金屬固廢中的鉛、鋅、鎘等重金屬提取出來實現資源化利用,并將提取重金屬后的尾渣制成水泥、超細粉、免燒磚等環保建材等產品,實現“吃干榨盡”和徹底的資源化,有效地解決重金屬固廢所導致的環境問題。
“火法富集”與“濕法分離”
成立于2008年8月的鑫聯環保科技股份有限公司,是一家致力于鋼鐵煙塵等含重金屬固危廢無害化環保處理及資源化清潔利用的高科技企業。公司主業是對鋼鐵、有色、化工等行業生產中產生的塵、泥、渣等進行減量化、無害化處理及資源綜合利用。
公司歷經多年努力而發展成熟的核心專利技術“鋼鐵煙塵火法富集——濕法分離多段耦合集成處理技術”,對各種重金屬固廢進行無害化和資源化處理,從中提取出鋅、鉛、銦、鉍、鐵等金屬,尾渣則全部用于制造環保建材,并通過余熱發電等手段實現節能和清潔利用,消除環境污染,創造經濟效益與環保效益。公司所涵蓋的產業鏈能夠提供完整的一站式綜合處理,將原始的重金屬固廢經過多道工序直至最終制成金屬產品,零排水、零排渣,無二次污染,實現清潔生產,是符合重金屬污染治理、霧霾治理、循環經濟、節能減排要求的資源化清潔利用項目。目前國內、國外均尚無能達到同樣經濟性、環保性的類似技術。
與國外技術比較
鑫聯環保經過近幾年的快速成長,目前已經具備年處理200萬噸煙塵的能力,在全國設有16個火法工廠,實際已年處理各類煙塵及冶金固廢130萬噸。公司技術覆蓋煙塵原位分選、火法富集協同處理、節能環保配套、窯渣選鐵及還原鐵粉制備、濕法分離提取等全產業鏈領域,具有技術全面、產品種類齊全、處理煙塵及固廢種類多的領導優勢。已經成為全球處理煙塵規模最大、技術最全面的煙塵環保治理公司。
馬頭控股公司(Horsehead Holding Corp.)在美國NASDAQ上市,是北美最大EAF處理企業。在美國和歐洲設有火法工廠8個,年處理煙塵能力約100萬噸。2014年,馬頭控股公司總資產10億美元,凈資產5億美元,營業收入4.5億美元、凈利潤虧損1550萬美元,2015年預計虧損額將超過5000萬美元。馬頭公司2012年開始嘗試濕法技術,迄今尚未成功且嚴重虧損。
德國Befesa公司的處理重點是電爐灰。目前主要技術包括威爾茲回轉窯、等離子爐、埋弧電爐等火法處理工藝,未涉及濕法處理技術。BEFESA公司是全球僅次于鑫聯環保和Horsehead的第三大含鋅煙塵處理商,曾是西班牙的上市公司,2014年初被瑞典基金Rriton以10.75億歐元的高估值私有化收購。Befesa公司年煙塵處理能力約60萬噸,設有火法工廠6個。該公司尚未開始嘗試濕法技術。
工藝主要特點:
1. 火法富集方面:變廢為寶,將原本的鋼鐵含鋅煙塵和有色冶金固廢變成了多金屬資源。鑫聯環保的火法富集回轉窯技術針對含鋅煙塵進行了優化,在設計、建設、運營、能耗、生產指標控制、成本等方面均具有顯著的優勢,已經克服了高鐵、高氟氯、低鉛鋅等現實困難,且綜合處理能耗低、還原鐵效果好,并可實現余熱回收利用產出蒸汽或發電。配套的窯渣選鐵工藝,可實現對窯渣中鐵的最大限度選別,直接回收產出還原鐵粉供冶金化工使用。
2. 濕法冶煉方面:(1)主要是氟氯問題、鑫聯環保公司針對硫酸鋅溶液脫氟氯已申報相關發明專利4項,并投入生產使用,效果穩定。目前,鑫聯環保已成功研發第七代脫氯技術并正在實施。(2)銦鉍錫分步回收,通過控制浸出條件,根據元素特性,使銦、鉍、錫分離回收,得到高價值的富集物產品,是綜合回收和實現高附加值的關鍵技術。(3)稀貴金屬富集,火法富集后的次氧化鋅粉進入濕法后,在鋅、銦等進入溶液回收的同時,各種稀貴金屬得到富集,綜合價值高。(4)含氟氯液的處理回收鉀鈉鹽,通過生產控制,使用三效蒸發結晶含氟氯液,生產穩定,技術成熟,是廢水零排放的關鍵技術。
3. 投資模式方面 :該工藝技術投資模式靈活。火法工序投資相對較小,可設置于鋼鐵企業和有色冶金固廢集中產地周邊,處理10萬噸鋼鐵含鋅煙塵、有色冶金固廢,僅需投資2千萬左右,轉底爐工藝則需投資上億元;此外,濕法工序對規模有要求,可集中部署于某個地點,用于處理全國范圍內多個火法工廠富集所得到的高氟氯次氧化鋅粉。鑫聯環保該生產工藝的大規模工業化生產已經持續運行7年以上,相關工藝已經得到充分檢驗、完善,環保達標,完全成熟。
成果及運用
現有技術運用取得的成果
多年來,公司共獲省部級以上科技獎3項,其中中國有色金屬工業科學技術二等獎1項,云南省科學技術三等獎1項,云南省創新成果獎1項。累計申請專利13項,獲授權專利8項。起草參編制定行業標準4項。
公司今年來在國家、省級各政府部門立項計劃項目總數為12項,獲得批準各類項目經費共計6833萬元。
截至2015年11月,公司獲得國家、省級認定創新能力平臺建設情況:(1)國家高新技術企業2家;(2)省級企業技術中心1個;(3)省級工程技術研究中心1個;(4)省級創新型試點1家;(5)院士工作站1個;(6)云南省科技小巨人企業1家。
產業化運用成果
鑫聯環保在全國擁有全資、控股分子公司10余家,公司在云南個舊、河北唐山曹妃甸、江西新干布局了三個深加工基地,未來輻射全國20個以上的火法富集基地,處理全國的鋼鐵煙塵等含重金屬固危廢。
泗水莊新區。公司于2011年5月斥資約5億元,新建泗水莊新區——固廢物煉鐵煙塵資源化綜合利用項目,項目占地面積240畝,總建筑面積5.4萬m2,可無害處理云南地區生產的高爐煉鐵煙塵11萬噸,并處理紅河鋅聯集團在全國范圍內各大鋼廠鋼鐵煙塵而產生的次氧化鋅粉8萬噸,合計相當于年處理鋼鐵煙塵約100萬噸(同行業世界第一)。項目于2013年月6月進入試生產,2014年4月達產。達產后,年產金屬鋅4萬噸、銦錠40噸、鉍精礦含鉍520噸、粗鎘80噸。全年總產值近10億元,經濟效益良好。目前,經過技術創新改造,項目已擴產至年產金屬鋅4.8萬噸。
輻射全國。自2012年開始,隨著規模的不斷擴張,公司火法富集技術也不斷對外推廣。截止2015年11月,已經成功推廣至云南昆明、云南曲靖、河北唐山、河北邯鄲、山東萊蕪、浙江衢州、貴州赫章、四川什邡、四川達州、四川攀枝花、江蘇揚州等地,建設十多個火法工廠,已經全部建成。加上個舊的兩個火法工廠,總共已經形成200萬噸鋼鐵煙塵等含重金屬固危廢的處理能力。
未來規劃。目前,公司正在與國家工信部、環保部共同編制《重金屬固體廢物集中資源化利用十三五規劃》,并正在積極推動設立“重金屬固廢集中資源化利用PPP基金”,力爭在十三五期內,在全國設立20個以上的省級重金屬固廢集中資源化利用中心,實現重金屬固廢處理能力2000萬噸/以上,創造產值500億元,解決就業超過1.5萬人,創造利稅30億元。