有色金属工业要走高附加值、低能耗、低排放的循环经济发展之路

蒋继穆

（中国恩菲工程技术有限公司，北京100038）

为了落实2011年3月14日第十一届全国人民代表大会第四次会议批准的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，国务院办公厅于2011年9月7号又正式公布了《十二五节能减排综合性工作方案》。从目前有色金属工业的现状来看，“十一五”期间，有色金属工业节能技术和节能工艺已取得重大进展，减排技术也有很大突破，但是与世界先进水平相比，有一定的差距。“十二五”期间，有色金属工业只有走高附加值、低能耗、低排放的循环经济发展之路才能缩短这个差距。

1 寻求新的节能途径

有色金属工业要走循环经济发展之路，必须大力发展高附加值、低能耗、低污染、高档产品并产业化，才能实现国家规定的“十二五”规划目标。电解铝行业是耗电大户，占有色金属耗电总量的80％以上。吨铝交流电耗全国平均水平在14 170 kW·h，低于世界平均值，基本达到了世界同行业领先水平，如果按东北大学的等电位电解理论开发的各种新型电解槽技术投产后吨铝还将能再降1 000 kW·h电耗。铜、铅、锌等节电空间不像铝那么大，但从其他途径也能节能。以重金属生产为例，新的节能途径如下。

1.1 富氧技术应用与推广

富氧技术就是采用比空气中氧含量高的空气来代替普通空气进行操作，以提高反应效率，是节能降污的一项有力措施。比如，炼铜用空气熔炼烟气带走的热量占总热量的50％～60％，用42％的富氧空气烟气带走的就只占总热量25％～30％。富氧浓度越高，烟气热损失越少。密闭鼓用空气炼铜，一般要消耗0.8～1.1 t焦炭才能生产1 t粗铜。随着我国制氧技术的不断进步，铜冶炼企业利用富氧熔炼已较普遍，2009年全国平均每吨粗铜的综合能耗已降至366 kg标煤。因为有些工艺对富氧浓度有限制，难以超过50％，熔炼需要外供燃料。近年，山东东营方圆铜厂采用氧气底吹炼铜，氧气浓度高达70％～80％，熔炼过程不需要补充任何燃料，每吨粗铜能耗在180～220 kg标煤（据精矿品位不同），处世界最好水平，足以说明富氧对节能减排的效果。

1.2 提高装备水平

当前装备水平制约着节能目标的实现，尤其是驱动机械的动力远不及国外，比如，冶炼10万t/a铜的转炉风机，国产的电动机就得要2 000～2 200 kVA，如果用德国3K公司的风机只需要1 500 kVA就够了，由于国外机械制造水平高、效率高，能耗约低于国内驱动设备的10％～20％，所以同样建一个厂，国内的设备要比进口设备效率低很多，下一步需要开发高效率的驱动设备，改进和加强装备工艺系数，这样我国有色金属冶炼节能水平还能再上一个大台阶。

1.3 烟气余热深度利用

目前冶炼企业排出的高温烟气大都设置了余热锅炉，但只能有效利用400℃以上的烟气余热，400℃以下的余热就浪费掉了。如果有热泵技术就能将低温的热能充分利用。该技术在国外比较成熟，国内方面已经由清华大学开发成功，并正在推广上市。烟气余热利用潜力非常大，比如，将烟气温度降到200℃以下，余热利用率还能提高约20％，尤其是如能充分利用烟气制酸的中温位和低温位热，每吨酸可产0.4～0.5 t蒸气。以2009年有色企业产硫1 800万t计算，一年就可回收720～900万t蒸气，相当于节约100万t标煤，利用这些回收余热发电，达到再次有效利用的目的。

1.4 提高产业集中度

在20世纪五六十年代有色企业规模较小，当时3个大的铜冶炼厂中，最大的白银冶炼厂是5万t产能，云铜和大冶仅有3万t，现在基本的产能都在10万t以上，甚至有的规模已经达到60～70万t，规模大，劳动生产率提高，尤其是综合利用的能耗可大幅度下降，单位散热损失减少，烟气余热也可以集中利用。

1.5 用新工艺生产线替代落后工艺生产线

目前国内还有多条烧结鼓风炉炼铅技术生产线需被淘汰，另外，还有5条鼓风炉炼锌（ISP）生产线，环保问题较多，单位能耗较高。如果有新的工艺替代这些老工艺，就可以节约很多能量。氧气底吹熔炼侧吹还原铅锌冶炼新工艺（正在立项研发）如果成功用来替代现在ISP工艺，这样用两个炉子就可以替代烧结机、鼓风炉、焦炭预热炉，拷贝式热风炉和取消烧结块和焦炭，这样投资和能耗都能大幅度降低。

1.6 提升采选技术

采选技术的提升能进一步提升精矿的品位，国外的铜精矿的平均品位大约在28％，而国内铜精矿平均品位在22％，这样，在冶炼过程中，高品铜精矿比低品位铜精矿可降低约27％的能耗。所以，通过采矿装备大型化，优化采矿技术，用立磨设备代替现在球磨提高磨矿效率，改进和开发高效的选矿药剂，以提高精矿品位。

2 减排要有新的突破

要使有色产业快速走向循环经济发展之路，除了加快节能降耗，还需减少排放。加强有色金属工业环保，减少污气、污水和污渣的排放是有色金属工业的第一要务。在“十二五”期间，有色金属工业要从技术上寻求新突破，狠抓落实。

2.1 尽可能减少废水排放量

目前我国工业废水基本已经做到零排放，如株冶集团、祥云飞龙集团等多家企业都做到了工业污水不排放。但生活污水排放问题亟待解决，另外，厂区雨水、污水处理及生产软化水以后的高盐水需要排放，所以要尽快开发一些新型污水处理装置，尽可能减少污水排放量。

2.2 利用新技术减少废气排放量

在气体排放方面，前面提到的富氧技术不仅能够降耗，在减排方面更是不可或缺的良方，富氧有利于尾气制酸，减少尾气SO2排放总量。富氧还能降低氮氧化物的生成和排放，氮氧化物在空气中与水蒸气容易生成硝酸或亚硝酸，造成严重污染，应该引起高度关注。富氧技术使烟气量减少，也就减少了粉尘的排放量，所以说富氧技术是一举多得，有色行业循环经济之路必行富氧之术。

2.3 防止不必要的粉尘排放

近来来的铅污染主要是来源于烧结机的粉尘扩散和运输过程的粉尘污染，在铅精矿运输过程中，车轮带着的铅精矿与没有密封车箱造成铅粉尘散失到空气中。在国外，一般运输矿车在开出厂区之前都要经过高台进行车轮清洗，车箱要用塑料布进行密闭，确保运输过程安全，如按50％的铅品位计算，1 kg的铅精矿飞到空气中若全部被呼吸，就会导致50万人铅超标。所以各个环节都要高度注意，以防止不必要的粉尘排放。

2.4 加快开发危废资源的综合利用

赤泥的开发利用是一道世界性难题，2010年匈牙利赤泥泄漏灾难再一次敲响警钟。我国是全球最大氧化铝生产国，所以赤泥产生数量也最多，处理赤泥问题在我国显得尤为突出。除赤泥外，还有其他金属危废渣处理，目前我国已建立了处理中心，但收费较高，导致大多数企业不愿将废物送危废处理中心处理，负责的公司或自己开发综合利用工艺，或用水泥盒密封后送矿井填埋。不负责任的公司就会将其与其他无害渣混合送水泥厂处理，转移污染源，或随无害渣随意堆放，这将会严重污染地下水源。国家如果以省域或是更大的地域建立处理中心，给予其适当补贴及免费回收危废，不但减少了污染，而且还能进行批量再加工，实现综合利用，化害为利，这样才是解决环境污染和安全隐患的长久之策。

2.5 修定和完善我国的排放标准

要尽快完善我国的排放标准。在重金属铅、镉、砷、汞、铊五大重污染品种中，国外已有但国内还没有建立的污染防治标准，一定要抓紧建立。为此，督促企业做好减排工作，同时保护企业的合法利益。如关于铊的排放标准我国还没有制定，需要应用国际标准来衡量。所以要尽快完善标准制定，以致更好地引领有色金属工业走循环经济发展之路。

3 劣势资源的开发利用要有节度

目前，从有色金属工业现状来看，产量的扩张和增长的空间不会很大。受资源的约束，中国的优势资源价格相对较低，劣势资源相对大幅度提升。以铜为例，由16 000～17 000 元/t，涨到现在的 5～6 万元/t，而且加工费用基本压缩得无利润可谈。从回收率来说，由原来的92％～93％，提高到现在的96％，基本没有利润空间；对铅锌来说，虽然国内资源相对好些，但如果再继续扩张或进口，价格将会进一步上升。相反，我国的优势资源，像钨、钼、锡、锑等金属，价格上涨幅度很小。

稀土，原来是我国的优势资源，当国内采取一些控制措施时，价格马上涨了10倍以上，如何有效地控制优势资源生产，作者认为，劣势资源能满足国内工业增长需要就行，没有必要大规模进口矿石。这方面需要国家在经济政策上采取措施，比如劣势资源的出口可以征收出口关税等。如果劣势资源无限膨胀生产，那么，国际上的价格还要上涨。因此，不应将产量的增长作为GDP增长的目标，应该把重点放在追求经济效益上。

有色金属产量的不断增加，将会对环境产生很大的影响，建议今后可以考虑目前提倡的两种资源、两种市场，国外的资源不一定拿到国内来加工，像东南亚、非洲、澳大利亚等有色金属资源丰富的地方可以就地建厂，把产品拿回来，满足国内工业增长需求。

同时要提高有色金属材料的研发力度。借鉴国外经验，如日本作为一个资源贫乏的国家，提出“低能耗，高产值”产业转型思路，对日本能耗的大幅降低产生了很大的作用。

4 重视知识产权保护

值得注意的是，近年来不论是科研院所，还是一些铜、铅生产企业，存在走捷径盗用别人技术的情况，这对于研发单位来讲，在经济上是一种损害。国家应该通过法律法规加强知识产权的保护，同时也涉及到对国外知识产权的保护问题。国外的有些新技术不敢在我国开发使用，如果产权问题保护好就不会存在这个问题，现在引进的很多都是二手技术和设备，不利于我国技术水平的提高。

总之，有色金属工业走循环经济发展之路是方向，绝非一朝一夕、一时一地的行为，需要贯穿采选冶加整个生产过程。除此之外还要加强再生金属产业的发展，加强我国有色金属工业领域的能效管理、技术解决、产业链条集群合作等全方位的可持续发展能力建设，保障“十二五”期间有色金属产业更好地沿着节能、减排、循环经济发展之路驰骋。