我國(guó)是鉍金屬的資源、生產(chǎn)、出口和消費(fèi)大國(guó),近年來(lái)產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生深刻變化,產(chǎn)能、產(chǎn)量快速增長(zhǎng),資源回收率穩(wěn)步提高,清潔冶煉生產(chǎn)技術(shù)有新突破,有實(shí)力的企業(yè)開(kāi)始向深加工領(lǐng)域進(jìn)軍。
據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局資料顯示,全球鉍金屬儲(chǔ)量33萬(wàn)噸,略低于白銀的40萬(wàn)噸。鉍資源主要分布在中國(guó)、澳大利亞、秘魯、墨西哥、玻利維亞、美國(guó)、加拿大和日本。鉍年產(chǎn)量較小,近年來(lái)全球年產(chǎn)1.6萬(wàn)噸左右,少于白銀每年2萬(wàn)噸的產(chǎn)量,屬于稀有金屬品種。
中國(guó)是鉍金屬資源大國(guó),儲(chǔ)量24萬(wàn)噸,約占全球總儲(chǔ)量的70%以上,但鉍很少形成單獨(dú)的礦床,多數(shù)與鎢、鉬、錫、銅、鉛、鋅、鐵等礦物共生。中國(guó)鉍礦的主要產(chǎn)地在湖南、江西、廣東、云南、內(nèi)蒙古等地區(qū),此外,福建、廣西、青海、甘肅、新疆等地區(qū)也有少量的含鉍伴生礦。
金屬鉍的生產(chǎn)分為粗煉和精煉兩個(gè)階段。通過(guò)對(duì)原料冶煉產(chǎn)出粗鉍或鉍合金,冶煉分火法和濕法兩種。鉍的火法熔煉適用于含鉍較高的原料,主要設(shè)備是反射爐或回轉(zhuǎn)爐。濕法提取適用于含鉍較低,成分較復(fù)雜的原料。精煉是除去粗鉍中雜質(zhì)元素產(chǎn)出高純度鉍,分火法精煉和電解精煉,目前國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍采用火法精煉,金屬鉍冶煉生產(chǎn)技術(shù)不復(fù)雜,沒(méi)有關(guān)鍵工藝及技術(shù)壁壘。
中國(guó)生產(chǎn)鉍的原料主要有兩大類,一類是來(lái)自選礦廠產(chǎn)出的鉍精礦,一般含鉍大于15%,有的甚至高達(dá)60%以上;另一類是來(lái)自鉛、鋅、銅、錫、鋼鐵冶煉的中間產(chǎn)品和副產(chǎn)品。
2.鋅冶煉主要指以次氧化鋅為原料生產(chǎn)鋅錠、納米氧化鋅、硫酸鋅等濕法冶煉過(guò)程中回收的海綿鉍、氯氧鉍以及低品味鉍渣。
3.銅冶煉中的含鉍物料主要是來(lái)自轉(zhuǎn)爐電收塵煙塵和鉛濾餅。國(guó)內(nèi)一般采用鼓風(fēng)爐還原成鉛鉍合金,再電解回收鉍。
4.錫冶煉的含鉍物料有兩類,一類是從陽(yáng)極泥回收鉍,另一類是從真空爐分離錫鉍合金。
5.鋼鐵廠冶煉生鐵時(shí),有的鐵精粉含有少量的鉍,約有80%的鉍富集于高爐煙塵中,其余的鉍與鐵精粉中的鉛一同被還原成鉛鉍合金,沉于爐底,在高爐排鉛時(shí)回收。
鉍的生產(chǎn)是鉍精礦和其他含鉍物料,通過(guò)火法或濕法工藝最終產(chǎn)出含鉍大于60%以上的粗鉍。目前中國(guó)精煉鉍工藝都是采用火法生產(chǎn),通過(guò)如下工藝獲得精鉍。
1.熔析除銅,如果含銅高于5%,一般先熔析后加硫除銅。
2.氧化除砷銻,向鉍液中鼓入壓縮空氣,砷銻優(yōu)先氧化成渣。
3.堿性精煉除碲,加入1.5%~2%的固體堿,鼓入壓縮空氣攪動(dòng)產(chǎn)生碲堿渣。
幼兒園階段的行為規(guī)范要求總體較自由和生活化,剛性要求較少。如入園和離園的時(shí)間不硬性固定,上課可以在不影響秩序的情況下去喝水或上廁所。隨著一入小學(xué),規(guī)范要求一下從寬松到嚴(yán)格,不遲到不早退,上課不能隨便說(shuō)話、上廁所,這些變化必然給孩子造成一定的心理壓力。
4.加鋅除銀,加入鋅錠使銀與鋅反應(yīng)形成鋅金和鋅銀化合物,并以固體銀鋅殼的形態(tài)浮于鉍液表面與鉍分離。
5.氯化精煉,分為氯化除鋅,氯化除鉛兩部分。向鉍液中通入氯氣,鋅被首先氧化,產(chǎn)生白色氧化鋅渣,繼續(xù)通氯除鉛,產(chǎn)生深灰色的氯化鉛渣。
6.最終精煉,分為高溫法和低溫法。高溫法是將鉍量1%~2%的堿加入鉍液,通入壓縮空氣在680攝氏度-720攝氏度高溫精煉,以除去殘留的鉛、鋅、氯,獲得合格精鉍。低溫法是將溫度控制在550攝氏度左右,精煉方法與高溫法類似。
1952年,中國(guó)第一塊鉍錠誕生于沈陽(yáng)冶煉廠;2004年,中國(guó)鉍年產(chǎn)量突破8000噸;2007年,中國(guó)鉍年產(chǎn)量過(guò)了萬(wàn)噸大關(guān);2010年,中國(guó)鉍年產(chǎn)量突破1.2萬(wàn)噸;2013年全球金屬鉍年產(chǎn)量估計(jì)在1.65萬(wàn)噸左右,其中,中國(guó)的產(chǎn)量大約為1.44萬(wàn)噸,占87%,國(guó)外產(chǎn)量2050噸,占12%,其中,墨西哥1100噸,占6.6%,比利時(shí)己停產(chǎn),日本產(chǎn)量為450噸,韓國(guó)產(chǎn)量為400噸,各占全球的2.7%和2.4%,其他國(guó)家100噸,占比不到1%。
中國(guó)金屬鉍的生產(chǎn)企業(yè)有50余家(含副產(chǎn)品回收企業(yè)),主要分布在湖南、江西、云南等省。湖南金屬鉍冶煉企業(yè)年產(chǎn)量為8500噸左右,占全國(guó)總產(chǎn)量的59%,其中,隸屬五礦系統(tǒng)有柿竹園有色公司、水口山有色集團(tuán)、株冶等產(chǎn)量為1700噸左右,約占全國(guó)總產(chǎn)量的12%,永興地區(qū)合計(jì)產(chǎn)量為3200噸,占22%,郴州、資興、桂陽(yáng)等地合計(jì)產(chǎn)量為3600噸,占25%,江西省境內(nèi)三元、江鎢、江銅等企業(yè)合計(jì)產(chǎn)量為3800噸,占26%,云南、河南、山西等1500噸,占10%,安徽和山東合計(jì)600噸,占4%(企業(yè)產(chǎn)量見(jiàn)表1)。
1.技術(shù)創(chuàng)新促清潔生產(chǎn)
傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是將鉍精礦、海綿鉍等含鉍原料通過(guò)反射爐熔煉。反射爐以粉煤為燃燒原料,燃燒時(shí)產(chǎn)生大量二氧化碳和煙霧粉塵污染環(huán)境,同時(shí)還有耗能大,熱效率低(一般只有15%~30%)等缺點(diǎn)。對(duì)環(huán)保節(jié)能提出越來(lái)越嚴(yán)格要求的今天,鉍企業(yè)已開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)備進(jìn)行改造,采用清潔能源生產(chǎn)或其他新工藝替代或淘汰反射爐和鼓風(fēng)爐等設(shè)備。其中,郴州市有兩家冶煉廠正在停產(chǎn)改造,采用天然氣替代燃煤用于反射爐熔煉。2013年,金旺鉍業(yè)全球首創(chuàng)富氧側(cè)吹爐熔煉新工藝生產(chǎn)鉍,已正式投產(chǎn),利用氧氣代替燃煤,能耗低,產(chǎn)量大,取得了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收。永興縣富康公司采用“真空蒸餾”爐工藝,能一次性有效分離合金中的鉛、銀、鉍,提高冶煉除雜效率。這一系列的新工藝、新技術(shù),勢(shì)必會(huì)將中國(guó)金屬鉍產(chǎn)業(yè)的冶煉技術(shù)水平提升到一個(gè)新高度。
2.產(chǎn)能轉(zhuǎn)移帶來(lái)的新變化
原來(lái)在中國(guó)鉍行業(yè)占有重要地位的一些冶煉企業(yè)完全退出市場(chǎng)或產(chǎn)量大幅度減少而影響力減弱。昆明云銅鉍業(yè)曾經(jīng)在2005年~2007年年產(chǎn)量達(dá)到1200噸,此后因?yàn)閮?nèi)部問(wèn)題產(chǎn)量逐步下滑,2013年產(chǎn)量已不足300噸。湖南永興大鑫公司曾經(jīng)很多年鉍產(chǎn)量穩(wěn)居國(guó)內(nèi)鉍行業(yè)前三強(qiáng),但因?yàn)槔习褰?jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)向,完全退出鉍行業(yè)。另外湖南資興市鑫輝鉍廠、宜章縣康進(jìn)鉍業(yè)因?yàn)榄h(huán)保問(wèn)題徹底停產(chǎn)。但減少的這部分產(chǎn)能迅速被更多的新增產(chǎn)能彌補(bǔ)所掩蓋。其中湖南宇騰有色、金旺鉍業(yè)、紅鷹鉍業(yè)產(chǎn)量均大幅增長(zhǎng)。
3.綜合回收能力增強(qiáng)
表1 中國(guó)主要鉍生產(chǎn)企業(yè)2013年產(chǎn)量單位:噸
近幾年來(lái),中國(guó)鉍的綜合回收技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,長(zhǎng)期積壓下來(lái)的低品位、成分復(fù)雜的含鉍物料采用適用的技術(shù)也可以提取回收。其中,比較集中的鉍綜合回收基地就有湖南郴州、河南濟(jì)源、云南個(gè)舊、廣西河池等地區(qū)。
河南的豫光金鉛從鉛陽(yáng)極泥回收粗鉍,2010年開(kāi)始生產(chǎn)精鉍;遼寧葫蘆島鋅業(yè)從鉛和銅系統(tǒng)回收鉍也取得了成功。近兩年以來(lái),開(kāi)始生產(chǎn)精鉍的企業(yè)還有山東的祥光銅業(yè)和恒邦冶煉,河南金利金鉛、湖南華信有色、永興縣富康貴金屬、桂陽(yáng)銀利多金屬、湖南永興意水集團(tuán)等冶煉企業(yè)。
4.向深加工應(yīng)用領(lǐng)域延伸
有實(shí)力的中國(guó)鉍生產(chǎn)商積極向鉍深加工應(yīng)用領(lǐng)域延伸,并取得成效。金旺鉍業(yè)2004年成立了全國(guó)第一家鉍業(yè)研究所,每年投入巨額科研經(jīng)費(fèi),超細(xì)氧化鉍項(xiàng)目成功列入國(guó)家火炬計(jì)劃。2005年與湖南有色研究院合作建成了硝酸鉍等鉍鹽深加工生產(chǎn)線。2011年7月,金旺鉍業(yè)成功收購(gòu)云南云銅稀貴藥業(yè)100%的股權(quán),并嚴(yán)格按照新版GMP要求,建成藥用鉍鹽系列原料生產(chǎn)線。公司擁有年產(chǎn)鉍系列藥用原料1000噸的生產(chǎn)能力。目前氧化鉍年產(chǎn)量也達(dá)到了800噸,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到30%以上。經(jīng)過(guò)多年的深耕細(xì)作,金旺鉍業(yè)大幅度提高產(chǎn)品的附加值,為不斷延伸產(chǎn)業(yè)鏈奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。