吳帥錦 孫紫微|文
隨著國家對有色金屬行業高質量發展和綠色發展要求的提高,錫產業在產品、分析檢測方法、資源綜合利用領域均有顯著進步。本文通過分析國內錫領域標準化工作研究現狀,結合國家高質量發展的最新要求,提出錫領域標準化工作未來的規劃思路和方向,為錫產業的可持續發展、高質量發展持續發揮標準的引領作用。
根據《中國標準化發展年度報告(2022年)》給出的數據,我國專業標準化技術委員會共1 319 個,包括546 個技術委員會(TC),756個分技術委員會(SC)。截至2022 年年底,已發布4 萬余項國家標準,行業標準73 類,備案行業標準78 431項、6萬余項備案地方標準和5萬余項已公布的團體標準,在企標平臺自我聲明公開的企業標準上百萬項。不難看出,我國的標準化事業正在蓬勃發展。我國從事有色金屬標準化的技術機構有SAC/TC 243 全國有色金屬標準化技術委員會(以下簡稱“有色標委會”)、SAC/TC 229全國稀土標準化技術標委會、SAC/TC 203/SC 2全國半導體設備和材料標準化技術委員會材料分技術委員會和SAC/TC 118/SC 3 全國標準樣品技術委員會有色金屬分技術委員會。經過數十年發展,目前整個有色金屬領域現行標準超5 000項,從單個技術委員會的角度來看,有色標委會管理的標準最多,達到3 700余項。
錫是十種常用有色金屬之一,根據北京安泰科信息股份有限公司數據顯示,中國每年錫礦產量大約8萬~9萬噸(錫金屬量),占全球礦產總量的27%左右;中國精錫生產和消費總量均達到20萬噸左右,各占全球總量的一半。中國是當之無愧的全球錫儲量、生產、消費第一大國。我國國內錫儲量和生產主要區域為云南、內蒙古、廣西、湖南、江西等地。精錫產量約有一半來自云南省,我國錫產業的集中化也造就了我國錫產業領域標準主導企業也相對集中的現狀。
SAC/TC 243/SC 2重金屬分會負責銅、鉛、鋅、鎳、鈷、錫、銻、鎘、鉍、汞及冶煉過程中富集產生的砷、硒、碲等的標準化工作。目前,錫產業領域已發布標準百余項,基本覆蓋錫產業采選冶加全流程,涵蓋基礎、產品、方法、節能綠色等各個領域。其中,國家標準67項、行業標準59項、團體標準3項,在研制修訂標準十余項,是有色金屬領域重要標準類別之一。
從錫領域標準體系框架圖(圖1)中可以看出,錫領域標準由原材料標準、綠色低碳標準、智能制造標準三大領域構成。目前錫領域原材料標準已基本完善,有基礎標準、產品標準、方法標準三類,綠色低碳標準和智能標準在建設中。

圖1 錫領域標準體系框架圖
錫領域原材料標準體系的特點是標準數量多、覆蓋廣,具體涉及標準項目詳見圖2。目前產品標準包括錫精礦1項,錫錠、錫球、錫粉、球形焊錫粉、鑄造錫鉛焊料、高純錫、二氧化錫、氧化亞錫、錫酸鈉、硫醇甲基錫等十余項冶煉及深加工產品,錫鉛釬料、電容器端面用無鉛錫基噴金線、錫合金箔等多項壓力加工產品。在配套的分析方法領域,錫精礦、錫、二氧化錫、錫酸鈉、摻銻二氧化錫、錫鉛焊料、無鉛錫基焊料、鑄造軸承合金、高純錫、粗錫等10 類產品均已有獨立的成套化學分析方法,并且錫及錫合金的拉伸試驗方法、光電直讀方法以及高純錫的輝光放電質譜法標準都在研究中。近百項標準整體上基本滿足了錫領域的精礦、冶煉產品、錫化工、錫材、錫合金等各類產品的常規分析。
在節能與綜合利用領域,有GB/T 21180-2007 錫及錫合金廢料、YS/T 709錫精礦單位產品能源消耗限額、錫陽極泥系列化學分析方法標準。在綠色制造領域,包括YS/T 1427-2021錫冶煉行業綠色工廠評價要求以及錫錠、硫醇甲基錫、無鉛錫基焊料的綠色設計產品評價技術規范標準。目前錫及錫合金綠色工廠評價要求也在研制中。智能制造領域標準對于全行業都是新挑戰,目前仍在建設完善中,雖然沒有細分錫領域的智能制造標準,但一批擬制定的綜合類標準仍能夠為錫領域智能發展提供一些思路。
從我國錫領域標準的發展歷程來看,大體可以分為5個階段。早在20世紀七八十年代,主要的錫精礦、錫錠、錫鉛焊料、高純錫等就已經有了相應的產品和配套化學分析方法標準。在2000年-2005年,主要是鑄造錫鉛焊料產品標準以及鑄造軸承合金化學分析方法;再隨后的十年中,隨著行業技術進步和下游產業的快速發展,標準制定重點主要在錫粉、二氧化錫、無鉛錫基焊料、錫化工產品標準以及相應配套方法標準的制修訂,這期間也制定了首個氧化銦錫靶材標準。同時受國家對能耗和廢舊資源的關注,也制定發布了錫精礦、錫冶煉單位產品能耗以及錫及錫合金廢料標準。2016年之后,隨著下游產業鏈需要的高端化和多樣化,逐步制定了錫粒、錫球、高純二氧化錫、錫蒸發料等產品標準,隨著對資源節約的關注,相關回收利用產品配套的化學分析方法如錫陽極泥化學分析方法標準也發布,助力有價金屬的規范回收。近兩年,關于錫及錫合金的試驗方法、含錫新材料以及綠色制造標準成為重點,錫領域的綠色工廠以及綠色設計產品標準陸續發布實施。
以錫錠和錫精礦產品標準為例,GB/T 728 錫錠標準于1965 年首次制定,至今經過1984、1998、2000、2010 及2020 版共五次修訂;目前包括Sn99.90、Sn99.95和Sn99.99三個牌號,標準水平和先進性在不斷完善。YS/T 339錫精礦行業標準則是1970年首次發布為冶金部標準,已經過4次修訂,覆蓋Sn≥40.0%至Sn≥70%共7個品級。目前正啟動第五次修訂,相關立項修訂材料已提交至工信部,擬增加八級品,保障更低品位錫精礦的合理使用。
又如錫化學分析方法標準,最早是1982年發布的第一系列,涵蓋銅、鐵、鉍、鉛、銻、砷、鋁、鋅、硫十個元素的測定;2000年進行了第二次系統修訂,擴大銅、鉛、鋅元素測定范圍、完善試驗操作步驟,增加鎘元素的測定。2013年第二次系統修訂,使用先進測試方法替代極譜法、新銅試劑分光光度法等不再普適的測試方法,并完善試驗操作步驟,進一步擴大銅、鉍、鉛、硫、鎘等元素測定范圍,增加重復性限、再現性限要求。2023年整合修訂火焰原子吸收光譜法(四項整合為一項),納入銀、鎳、鈷元素的測定;增加ICP方法實現錫中多元素的同時快速測定。
錫領域未來標準的發展與錫行業的現狀密不可分,目前我國錫產業鏈上游面臨錫資源短缺問題的日益加劇,下游精深加工行業產業鏈有待延長,整體與其他大金屬品種相比,智能制造和綠色低碳工作開展步伐相對較慢。未來錫領域高質量發展主要是以下三個方面。
2022年9月有色標委會組織了錫銻領域的專項標準化工作研討會,對已發布的錫錠和錫領域綠色制造標準進行了宣貫。從錫領域標準化工作現狀來看,2021年至今,共發布錫領域標準10項;申報制修訂計劃11 項,目前在研項目12項;對38項次標準進行了任務落實、討論、預審或審定。開展全面復審工作,20項標準結論為修訂或整合修訂。已在有效結合標準體系優化工作,助力錫領域標準升級、配套產業發展。
標準制修訂與產業發展的相關性密切。首先,加大力度關注資源與標準協調性,分析方法精簡,合理優化體系。如由于錫資源短缺問題、錫礦品味在下降,所以擬在錫精礦產品標準中增加八極品,以有效利用錫含量在38%~40%之間的精礦,同時也擬對包裝等提出更靈活的要求。針對有色金屬領域化學分析方法數量繁多的現狀,標準整合工作也將逐步推進,諸如錫精礦分析方法、錫化學分析方法中的火焰原子吸收光譜法等均在進行四合一甚至五合一的整合,以期精簡數量、優化存量、合理優化體系。
其次,持續關注能源與標準協調性,籌備資源節約、綠色制造標準制修訂工作。錫冶煉能耗標準已完成修訂,是與銅、鋅等重金屬精礦金屬品種合并為GB 25323-2023《有色重金屬冶煉企業單位產品能源消耗限額》,將于2024年3月實施。本次修訂將上一版本中的先進值、準入值和限定值分別修改為1級值、2級值和3級值,其中1級為領跑水平,新建和改擴建企業應按照2級值執行;錫冶煉單位產品綜合能耗在原基礎上均下降了200kgce/t,分別為1500kgce/t、1800kgce/t和2200kgce/t;在煉前工序除原版本規定的沸騰爐處理工藝,增加了回轉窯處理工藝,沸騰爐焙燒技術的能源消耗僅是回轉窯焙燒技術的40%~50%,但沸騰爐僅能處理粒級較細的礦產品,而回轉窯處理的物料范圍有錫泥、塊狀固體錫渣、礦產品等,具有更加廣泛的普適性,能夠促進錫資源的應收盡收。錫及錫合金廢料修訂為回收錫及錫合金原料,對不同回收料品級等進行規范;此外擬制定冶煉副產品氧化錫已申報,規范鎢冶煉、鉛冶煉以及錫尾礦冶煉得到的副產品氧化錫,促進資源利用循環化轉型。
最后,需要制修訂深加工產業鏈中的新材料產品標準,擴大標準國際影響力。錫領域新材料標準主要研制包括集成電路相關的高端錫合金焊粉以及催化或阻燃領域應用的新型錫深加工產品。根據國標委重點研制標準外文版的要求,將對未來制定的錫領域標準配套英文版。
較其他大金屬而言,錫未來可借助標準力量逐步細化和落實相應智能或者低碳新型標準,引導產業進步。《有色金屬行業智能制造標準體系建設指南(2023版)》于2023年3月28日正式發布(工信廳科函〔2023〕37號),對未來三年的工作重點進行了規劃,計劃到2025年完成有色行業40 項智能制造標準,并且優先研制智能裝備及數字化平臺等關鍵技術標準。目前,有色金屬綜合性智能制造標準以及銅、鋁等細分金屬領域,已經有相當數量的智能制造標準在研制中,可以學習其他行業經驗,積極參與綜合性智能制造標準。
綠色低碳方面。隨著國家和有色行業對“雙碳”工作的推進和重視,“十四五”相關規劃以及“1+N”政策文件中都明確提出了加快完善碳排放核算報告標準,建立統一規范的核算體系。有色金屬行業就屬于被重點關注的能源消耗和碳排放行業之一。不難看出,低碳政策逐漸清晰、具體,但標準工作仍需要時間落地。目前有色標委會已經建立形成了節能與綜合利用、綠色評價與低碳標準相協調配套的新型綠色低碳標準體系,國家標準銅、鉛、鋅的冶煉企業溫室氣體核算標準項目以及電解鋁碳足跡標準項目計劃已申報,其他有色金屬冶煉及壓延加工企業項目正在報批中。就錫領域而言,碳核算項目依據這一通用標準執行,目前可以把重點放在資源綜合利用領域,挖掘錫綜合回收的一些標準項目。
傳統錫產品已基本成熟穩定,但是諸如氧化銦錫靶材、銅鎳錫合金帶箔材等含錫材料仍在不斷發展中,相應標準也亟須進行配套升級。此外,中國錫產業領域標準與國際相比相對完善,因此我們有必要也有義務助力錫領域標準的國際化,增強我國錫行業的國際競爭力。一方面,可以通過標準外文版助力我國產品、技術向其他國家和地區的推廣應用。另一方面,ISO并沒有系統的錫領域專業技術委員會,在一定程度上限制了錫的國際發展步伐,有色標準所也一直在研究錫領域ISO/TC建立可行性,期望通過籌備首批擬研制的ISO標準項目,填補錫領域ISO標準缺失,打造嶄新國際標準交流平臺。標準的發展一定是與市場需求密可不分,希望能夠通過錫領域標準以助力含錫在更多領域的應用及國際化應用。
為了錫行業高質量發展,應做好以下三點:一是加快構建和落實綠色低碳、智能標準項目;二是結合標準體系優化工作要求,更好更快完成標準體系優化瘦身,關注新材料與質量升級,打造更好用、更實用的標準;三是要發展標準國際化,加大外文版覆蓋、加速推進錫ISO/TC建立。