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神雾节能全球首创有色金属渣循环利用示范项目投产
2016-12-29 14:40  · 来源:中国能源报  · 作者:于孟林  · 责编:闫志强

  12 月29 日,神雾节能股份有限公司(以下简称:神雾节能)在北京发布三项颠覆性的清洁冶炼技术—“蓄热式转底炉直接还原清洁冶炼技术(SRF)”“氢气竖炉直接还原清洁冶炼技术(SHSF)”“蓄热式燃气熔分炉技术(SRGS)”,并宣布由神雾节能自主研发、设计的全球首创的有色金属渣循环经济示范项目(以下简称:金川项目)在甘肃省金昌市正式全线投产。

  神雾节能董事长吴道洪表示,三项核心技术从工艺路线上对现有的传统生产方式进行了颠覆性变革,破解了钢铁、有色金属冶炼能耗高、污染大、经济性差、资源利用率低等行业“痛点”,突破了低品位矿石、复合共伴生矿、有色金属固体废弃物(以下简称:固废)等冶炼、提取的技术难题,将引领全球钢铁、有色金属行业技术和工艺路线的变革。金川项目成功投产,标志着神雾节能攻克了钢铁、有色金属固废处理的世界性难题,将这一人类环境公害“变废为宝”、循环利用,为全球钢铁、有色金属固废的资源综合利用提供了高效、低成本、可持续的解决方案,经济效益、环境效益和社会效益凸显。

  神雾节能“炼金术”让矿渣变废为宝

  铜尾渣是铜冶炼渣经选铜后抛弃的二次尾渣,每吨粗铜约产生2 吨的铜尾渣。据不完全统计,全球及中国每年产生的铜尾渣分别约为3600 万吨和1600 万吨,历史累积量更是高达3 亿吨和1.3 亿吨。不仅造成其中铁、锌等有价金属资源的浪费和流失,也对地下水、土壤和大气造成了严重污染。

  金川项目采用神雾节能首创的“蓄热式转底炉直接还原清洁冶炼技术(SRF)”工艺,将铜尾渣综合利用,生产生铁、氧化锌、建材并副产蒸汽。一期工程总投资10.8 亿元人民币,年处理铜尾渣80 万吨,产出27.6 万吨铁块、3.4 万吨氧化锌粉、44.9 万吨外送蒸汽,年税后净利润达2.1 亿元、投资回收期4.1 年。目前,金川项目各项指标均达到考核要求,金属化率达到90%、回收的氧化锌粉品位达到65%、铁粉压块的全铁品位达到87%以上,生产过程无污水外排,废气、固废、噪音等均达标排放。

  作为全球首条铜尾渣循环利用示范生产线,金川项目的成功投产,不仅标志着神雾节能清洁冶炼技术在铜尾渣循环利用方面的突破,更为其它钢铁、有色金属冶炼废弃渣、尾矿等的大规模资源综合利用开辟出新的路径。

  数据显示,当前我国钢铁、有色金属行业冶炼渣、尾矿等堆积严重,已堆存的固废量已超过5 亿吨,仅2015 年钢铁、有色金属行业的新增固废排放量达到1.8 亿吨。以固废中铁含量为例,可回收7000 万吨/年,占中国年铁需求量的10%;以固废中锌含量为例,可回收160 万吨/年,占中国年氧化锌需求量的28%。我国《十三五规划纲要》提出,要大力推动大宗固体废弃物和尾矿综合利用,适应建设资源节约型、环境友好型社会要求。但固废处理面临处理难度大、利用效率低、处理能耗高、污染严重、经济性差等困境,传统工艺根本无法有效处理。

  神雾节能清洁冶炼新技术,从工艺路线上对现有的传统生产方式进行颠覆性变革,实现了变废为宝。目前,金川项目所用技术的大型中试研究结果已通过中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定,认定该项目成套工艺及装备工业化试验技术达到了国际领先水平,并建议在国内同类冶炼企业加快推广力度,为我国重工业和重化工业的节能减排、资源综合利用、大气污染治理做贡献。

  相关专家表示,我国是矿产消费大国,对外依存度高,未来随着经济增长矿产消费将继续增加。作为耗竭性、不可再生的自然资源,我国对矿产资源的开发利用必须走循环经济之路,实现矿产资源从有限向无限的转化。这就要求通过突破技术、资金、政策等瓶颈,实现固废、尾矿等的资源化。神雾节能相关技术突破和工业化投产,将为我国治理固废环境污染、保障国家矿产资源安全、真正实现可持续发展提供重要的技术保障和产业支撑。

  破解行业“痛点”引领冶炼技术变革

  钢铁、有色金属行业是国民经济发展的战略性、基础性产业, 2015 年我国钢铁、有色金属产业销售额达到13 万亿元,占我国GDP 的20%。目前我国钢铁、有色金属行业陷入产能过剩、亏损严重的发展困境,高污染、高能耗、资源利用率低、经济性差等成为行业之痛。

  数据显示,2015 年我国钢铁行业亏损面达50.5%,有色金属行业亏损面达23%。以京津冀地区大气污染物为例,钢铁、有色金属行业排放的污染物占烟粉尘总量的49%、二氧化硫的24%、氮氧化物的22%。全国镍、钒、钛、铬等重要金属的生产也大都面临提取难、成本高、污染大、电耗高等问题。

  无论是从企业盈利和发展的需要,还是为满足国家和行业相关环保要求,都迫切需要新的工艺和技术,去突破发展困局。“只有颠覆性技术才能从根本上解决行业问题,才能实现清洁生产、绿色制造。”吴道洪表示。据了解,传统黑色冶炼技术以焦炭和高品位矿石为原料,以焦炭、无烟煤、半焦和电力为燃料,原料稀缺、成本高;神雾节能清洁冶炼技术以普通煤、低品位矿石、复合共伴生矿等为原料,以普通煤及其煤气为燃料,大大提高了资源利用率、降低了生产成本。二者相比,神雾节能的三项颠覆性清洁冶炼技术具有节能增效、减少污染物及碳排放、多元素协同提取、资源循环综合利用等技术优势,破解了制约钢铁、有色金属行业健康可持续发展的难题。金川项目的成功投产,标志着神雾节能清洁冶炼技术再次在工业化生产中得到验证。

  以“蓄热式转底炉直接还原清洁冶炼技术(SRF)”为例,与传统冶炼技术相比,冶炼过程没有焦化、烧结、高炉等高能耗、高污染设备,不需要焦煤资源,只需要普通煤炭作为原料;通过将蓄热式燃烧技术和直接还原技术进行耦合,用普通煤炭作为还原剂、副产的一氧化碳作为燃料补充,反应温度低、能耗低;采用国际领先蓄热式燃烧技术来使用低热值燃料,炉膛热利用率大于86%,系统热利用率大于94%,比传统的回转窑工艺节能25%,并减少了大气污染物和二氧化碳的排放;高炉炼铁需要含铁量60%以上的富矿,而“蓄热式转底炉直接还原清洁冶炼技术”可处理各种低品位难选矿、复合共伴生矿、稀贵与有色金属矿以及有色渣等固废资源,原料适应性广;在高效提取复杂原料中铁资源的同时,还能够实现对钒、钛、镍、锌、钾等元素的协同提取和高值化利用。

  在采用“蓄热式转底炉直接还原清洁冶炼技术(SRF)”的江苏沙钢集团30 万吨/年固废综合处理项目中,与传统的回转窑工艺相比,神雾节能清洁冶炼技术能耗降低25%、二氧化碳排放降低25%、二氧化硫排放降低70%、氮氧化物排放降低67%、生产成本降低45%,年净利润达8000 多万元。

  据介绍,“氢气竖炉直接还原清洁冶炼技术(SHSF)”适合生产优质钢、特种钢、纯净钢,尤其适合钒钛矿冶炼,钛资源回收率可达95%以上,破解了钒钛磁铁矿利用难度大的世界性难题。目前传统工艺冶炼钒钛铁矿不仅生产成本高,同时钛资源的回收率为零,浪费了航空航天、深海及化工企业广泛需要的宝贵钛资源。采用神雾节能清洁冶炼技术,钛的生产成本可降低20%,这将大大拓展钛、钒资源的市场应用空间,加速中国及全球金属消费进入钛、钒时代。

  目前,神雾节能三项清洁冶炼技术已进入大规模推广应用阶段,开始全面进军全球钢铁、有色矿产资源及其固体废弃物等高能耗、高污染行业市场。中国钢铁、有色金属行业的技术改造空间将达3.2 万亿元,改造完成后每年可节约标煤2.8 亿吨以上、减排二氧化碳7.0 亿吨;每年可处理低品位矿20 亿吨、红土镍矿1.1 亿吨、钒钛矿4000 万吨、铬铁矿1050 万吨、各种黑色、有色金属固废1.8 亿吨。全球市场的空间更加不可估量。

  吴道洪表示,神雾节能清洁冶炼技术为我国钢铁、有色金属行业提质升级、推进供给侧改革、减少环境污染提供了国际领先、成熟可靠的技术解决方案。同时,将我国大量低品位矿、复合共伴生矿、大宗固废及尾矿等进行资源化利用,从而降低我国矿石对外依存度,保障国家矿产资源安全。“唯有采用神雾节能颠覆性清洁冶炼技术,才能高效、大规模的提取镍、钛、钒、铟、锗等未来金属,才能真正从源头彻底减少大气污染、应对全球气候变化,才能真正实现绿色发展和可持续发展目标。”他说。

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