锡还原熔炼过程中资源价值流的应用研究

肖 序 李雨薇 王 典

锡是现代工业中必不可少的关键稀有金属，其在电子、化工、冶金、食品包装等行业均有广泛应用。锡的还原熔炼过程是锡冶金的关键工艺之一，会产生大量废弃物并污染环境。与此相关的成本效益与环境业绩的计算与分析数据，是正确判别如何进行循环经济改造的重要依据。而进行这种计算与分析，则需要采用资源价值流的方法，即依据锡元素在还原熔炼中的物质流动，反映出其价值流动，并从物质与价值两个方面进行技术与经济的一体化分析，从而判断其投入与产出的业绩结果，本文将就此方面做一探讨。

一、资源价值流理论的核算模型

（一）物质流与价值流的内在逻辑比较

循环经济是依靠生态型资源进行循环而发展的经济，强调物质的循环流动。物质常以某种主要元素作为典型（在这里可以理解为锡元素），以此为标准定义其物质流，则表现为锡元素的工艺流路线。与此相关，其对应的价值流动则可界定为价值流路线。锡元素的流动规律及对应的价值变动可以抽象为图1所示。

图1 产品生产流程中锡元素流图

锡元素经历第M个发展阶段，会产生相应的化学变化。如图1所示，开始投入的资源价值为100个单位，则产出的合格品价值为90个单位，废弃物价值为30个单位，其中废弃物价值中的20个单位可以循环利用，故锡元素的资源流转平衡算式为：100+20=90+10+20。

（二）资源价值流分析的概念体系

资源价值流是指资源在时空流动中的价值转移，它能描绘资源在链、环、网运动过程中的价值变化形态，属于动态的价值范畴。需要特别强调的是，本文所指的“资源价值”是基于“经济与环境”这个大系统的价值概念，除了包含现行会计系统中既有的价格、成本、收入等尺度，还特别增加了物质流对环境系统损害价值的计量。将这种环境损害价值（经济学中也称“外部成本”）计量进来，就能全面、客观地评价产品价格的真实效益。图2表明的是资源价值流分析的概念体系。

图2 资源价值流分析中的概念体系

图2涉及到资源价值流分析的三种核心成本。首先是材料流成本，即在物质流路线中各环节所耗费的材料与能源等物质所发生的成本；其次是物质流成本，即在物质流路线中所发生的各环节材料、工资及制造费用的总和；最后是资源流成本，即在物质流路线中各环节所产生的材料消耗、人员工资、制造费用及废弃物对环境损害的评估额之和。

（三）基于物质流分析的资源价值流转核算

深入物质流路线内部，运用资源流成本逐步结转的方式，我们可构建锡元素的资源价值流分析的基本计算方程式：

其中，RVi是第i流程或节点的锡元素的资源流成本；RUVi是第i流程或节点的锡元素的资源流的有效利用价值；WLVi是第i流程或节点的锡元素的废弃物损失价值；WEIVi是第i流程或节点的锡元素的废弃物外部环境损害价值。以锡元素流分析为标准又可将后三类的价值分解为：

上面三式中，Cmi是第i流程或节点的锡元素的原材料输入成本；Cei是第i流程或节点的锡元素的能源输入成本；Cli是第i流程或节点的锡元素的人工成本；Cpi是第i流程或节点的锡元素的制造费用；Qpi是第i流程或节点的合格品锡元素含量；Qwi是第i流程或节点的废弃物锡元素的含量；WEIij是第i流程或节点的j种锡元素的环境影响废弃物数量；UEIVij是第i流程或节点的j种锡元素的废弃物的单位环境损害价值。

关于废弃物外部损害评估价值的计算，本文采用由日本综合产业技术研究所生命周期评估研究中心进行开发的LIME(Life-cycle Impact Assessment Method based on Endpoint Modeling)方法，即“基于终端模型对产品生命周期影响评价”的方法可以较好地完成外部损害价值的评估。LIME试图将不同种类的环境负荷物对人类健康造成的损害量在共同的端点处进行汇合，在指标合并的同时考虑到了各端点数之间的重要性以及社会性的选择性偏好，综合各方面情况对于污染物进行全面的货币化评价。其计算公式如下：

在上式中,si即物质i的生命周期清单，DFij表示物质i对保护对象j的损害系数，WTPj意味着保护对象j的一指标单位损害回避意愿支付额。

二、锡还原熔炼过程中资源价值流理论的应用

（一）锡冶金背景介绍

锡冶金分为锡精矿的炼前处理，锡精矿的还原熔炼以及锡的精炼。本文从锡精矿中获得金属锡的还原熔炼过程为例，试分析锡元素的资源价值流动情况。还原熔炼的目的是使锡与渣较好地分离，提高锡的直收率。实践中因反射炉其对原料、燃料的适应性强，易于控制，操作简便，依旧是主要的炼锡设备，其产锡量约占世界总产锡量的80%。

锡精矿反射炉熔炼工艺是将锡精矿、还原剂和熔剂这三种物料，经过准确配料后混合均匀送入炉内，通过燃料燃烧所产生的1400℃高温烟气，在炉内以辐射传热为主加热炉料，利用高温和还原剂进行还原熔炼。产出的粗锡和炉渣经过澄清分离之后，再分别由放锡口和放渣口流出。粗锡在锡锅内自然冷却的过程中，在800-900℃的温度下捞出的是硬头，而在300-400℃的温度下捞出的是乙锡，含铁、砷量较低的甲锡是在最后才得到。甲锡和乙锡都可以送入下一个环节进行精炼，而产出的炉渣由于含锡量高（往往超过10%），可以在反射炉中进行再熔炼，或者另送至烟化炉硫化挥发再回收锡。图3可描述利用反射炉进行还原熔炼的生产工艺。

图3 反射炉还原熔炼的生产工艺流程

（二）资源价值流理论应用分析

Y矿冶公司注册资本为5000万元，是集采、选、冶为一体的单位，拥有员工四百人，以锡精矿、粗锡、精锡和各种含锡物料为主营产品，月产量1000吨左右，年营业额上亿元。针对该公司的生产工艺流程，采用综合法可计算出该炼锡厂平均每月所需的配料组成，可求出对应的剂量，见表1。

表1 配料计算

根据技术部门和财务部门提供的资料，可知锡精矿的单价为124750元/吨，烟尘230元/吨，还原煤1100元/吨，石英砂150元/吨。故这四种材料投入总成本为83828725元。已知每吨炉料需燃煤1.815吨，动力煤价格560元/吨，故能源成本为671608元。人工成本及制造费用共计为2114061元。在产出阶段，合格品为粗锡，废弃物为炉渣和烟尘。投入锡的数量折算后为：670×42%+335×0.35%=398.65吨。合格品中含锡量为326.9吨，而锡损失数量即为在炉渣和烟尘中的锡含量：43.61+28.14=71.75吨。按合格品和废弃物的锡元素含量分配物质流成本，可得合格品成本为71025323.96元，废弃物成本为15589070.04元。

金属锡的还原熔炼过程会产生废气、废水和废渣，其中，以废气的危害性最大。Y矿冶公司通过加强各工序所生产的废水清污分流、初期雨水收集和污水处理来保证废水的零排放。此外，还强化对烟尘、弃渣与各类中间物料以及返回品等危险废物的管理，成功地防止了废渣造成的重金属污染。Y矿冶公司每月排放的废气中重金属污染物的外部环境损害货币计算结果如表2所示。

表2 废气中重金属污染物的外部环境损害货币计算表

归纳上述计算，可描绘出锡还原熔炼的整个资源价值流成本及结构如下图所示：

图4 锡元素资源价值流成本计算示意图（单位：元）

由图4可知，在还原熔炼中，合格品价值所占比例达到82%，而废弃物价值所占比例为18%。两者的比例关系反映企业利用资源的效率，合格品价值所占的比例越高，则表明企业的资源利用越有效。合格品价值所占比例超过80%的属于资源利用效率较高的范围，故Y矿冶公司还原熔炼这个物量中心的资源利用效率令人较为满意，但依旧存在可以改进的空间。

在废弃物价值的构成中，物质流成本所占比例高达99.973%，而环境损害价值所占比例仅为0.027%，这说明Y矿冶公司还原熔炼这个物量中心的内部资源流成本很高，而外部资源流成本很低，故应在此环节着重研究如何进行资源节约的相关方案，重点是提高资源利用的效率，积极开展节能措施，以有效降低其内部资源流成本。

三、结论

资源价值流计算是依据资源流转平衡原理,以物质流路线为基础,在充分考虑资源利用效率和环境保护效率的同时，也将企业资源价值的循环流动考虑进来，符合可持续发展观。需要强调的是，资源价值流的计算不仅仅是描绘和追踪其生产过程中资源投入、消耗、产出以及废弃等信息,它更重要的功能是将资源输出的价值划分为合格品价值和废弃物价值,并将废弃物外部损害价值计算进来。这既能帮助企业完整核算产品成本,还能有效地分析企业每一生产流程中资源价值的变化情况，全面地揭示企业内部资源消耗、环境保护与价值增加之间的逻辑关系。运用资源价值流理论计算产品成本，对于锡冶金这样的高污染高能耗行业追求经济效益与环保效果的同步提高具有重要的推广意义。因为它将传统的会计核算范围由单一的价值运动转向价值运动与物质运动、经济系统与环境系统、资源生态循环与经济循环相结合的可持续发展方向进行扩展。这有助于企业找到生产过程中的经济潜力部位,实施优先改造,并对实施改造后的状态进行重新的诊断与分析,借以评估企业经济发展中产生的经济效益与环境效益,从而推动企业在经济活动中创造更多的价值，最终实现帕累托最优。

［1］金友良.基于循环经济的企业资源价值流转核算研究[J].华东经济管理,2011（01）

［2］Seiji Haxhimoto,Yuichi Moriguchi.Proposal of Six Indicators of Material Cycles for Describing Society’s Metabolism:from the Viewpoint of Material Flow Analysis[J].Resources,Conservation and Recycling.2004(40)

［3］周志方,肖序.流程制造型企业的资源价值流转模型构建研究[J].中国地质大学学报(社会科学版),2009(05)

［4］肖序,金友良.论资源价值流会计的构建——以流程制造企业循环经济为例[J].财经研究,2008(10)

［5］郑玲.资源流成本管理研究[M].湖南:湖南科学技术出版社,2010

［6］沈镭,刘晓洁.资源流研究的理论与方法探析[J].资源科学,2006(05)

［7］潘春跃.企业循环经济价值链研究[J].生态经济,2010（02）

［8］宋兴诚.锡冶金[M].北京:冶金工业出版社,2011

［9］黄位森.锡[M].北京:冶金工业出版社,2000

［10］柴立元,彭兵.冶金环境工程学[M].北京:科学出版社,2010