廣西崇左市生態(tài)錳產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)研究

楊 文

(廣西冶金研究院，廣西 南寧 530023)

1 廣西崇左市錳業(yè)現(xiàn)狀

廣西崇左市沿邊、近海、鄰首府、連東盟，地處“兩廊一圈”以及泛北部灣區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展的核心區(qū)域，是中國(guó)通往東盟的門戶城市和國(guó)際最便捷的陸路大通道。崇左市錳礦累計(jì)查明資源儲(chǔ)量1.38億t，居全國(guó)之首，占全國(guó)保有儲(chǔ)量約1/4，對(duì)全市工業(yè)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)35.8%。

2013年，崇左市規(guī)模以上錳生產(chǎn)加工企業(yè)30余家，其中：硅錳合金生產(chǎn)企業(yè)21家；電解金屬錳生產(chǎn)企業(yè)7家；電解二氧化錳生產(chǎn)企業(yè)2家；硫酸錳生產(chǎn)企業(yè)3家。此外，富錳渣生產(chǎn)企業(yè)5家；錳粉生產(chǎn)企業(yè)3家。按生產(chǎn)工藝主要分為2條線，即采用氧化錳礦火法(礦熱爐)生產(chǎn)錳系鐵合金；用碳酸錳礦濕法(酸浸)生產(chǎn)硫酸錳、電解金屬錳或電解二氧化錳。

錳系鐵合金產(chǎn)業(yè)能源消耗量大，錳鐵合金的單位產(chǎn)品綜合電耗約3 200 kW·h/t，錳硅合金約4 900 kW·h /t，特別是一些企業(yè)工藝路線不理想，在消耗高能源的同時(shí)還產(chǎn)生大量氣體和固體污染物。以全市錳系鐵合金產(chǎn)量78萬(wàn)t計(jì)，年產(chǎn)水淬渣約190萬(wàn)t。這部分渣目前多數(shù)已用于生產(chǎn)水泥。

電解金屬錳(或電解二氧化錳)產(chǎn)業(yè)屬于高污染產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)1 t電解金屬錳約排放8～11 t硫酸渣和100 kg左右的鉻渣及8 t左右的廢水。按全市年產(chǎn)硫酸錳、電解金屬錳、電解二氧化錳總產(chǎn)量22萬(wàn)t計(jì)，年產(chǎn)錳渣約130萬(wàn)t左右。國(guó)內(nèi)對(duì)這些固體廢物尚無(wú)很成熟的綜合利用方案，存在一定的環(huán)境隱患。

崇左市生態(tài)錳業(yè)基地建設(shè)是在原有已形成的錳業(yè)聚集區(qū)進(jìn)行規(guī)劃改造而成的錳業(yè)基地，園區(qū)較分散，企業(yè)間資源互補(bǔ)、能源共享、廢物集中處理利用存在一定的困難；除中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司、廣西新振錳業(yè)集團(tuán)有限公司規(guī)模較大以外，其他企業(yè)規(guī)模較小，總體裝備、自動(dòng)化、節(jié)能降耗、環(huán)境冶理、安全生產(chǎn)等水平與國(guó)家的政策要求還有一些差距，導(dǎo)致企業(yè)在節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)方面很難達(dá)標(biāo)。受技術(shù)條件限制，崇左市錳企業(yè)的生產(chǎn)水平不高,以生產(chǎn)低價(jià)值、高耗能的錳鐵合金、錳硅合金為主，深加工產(chǎn)品品種少、產(chǎn)量低，企業(yè)的綜合利用水平低。硫酸錳廠、電解金屬錳廠和電解二氧化錳廠排除的硫酸錳渣還沒(méi)有有效的利用方法[1-2]。不解決這些技術(shù)問(wèn)題，很難延長(zhǎng)錳產(chǎn)業(yè)鏈，也制約了錳產(chǎn)業(yè)基地的循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)化可持續(xù)發(fā)展。

2 生態(tài)型錳產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)總體設(shè)計(jì)

2.1 指導(dǎo)思想

錳生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設(shè)應(yīng)以生態(tài)文明建設(shè)為目標(biāo)，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)觀念為指導(dǎo)，以節(jié)能減排為工作重點(diǎn)，走區(qū)域改造和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合的道路，促進(jìn)園區(qū)內(nèi)錳企業(yè)規(guī)?；?、科技化、高效益和低污染；改變現(xiàn)有線性型、粗放型、封閉型礦業(yè)經(jīng)濟(jì)模式；通過(guò)引進(jìn)新型綜合利用加工廠，以補(bǔ)鏈的形式把不同工廠或企業(yè)連接起來(lái)，形成共享資源和互換副產(chǎn)品的錳產(chǎn)業(yè)共生集群；延長(zhǎng)錳產(chǎn)業(yè)鏈，建立“生產(chǎn)者—消費(fèi)者—分解者”的物質(zhì)循環(huán)方式[3-5]。

2.2 生態(tài)型錳產(chǎn)業(yè)基地的總體框架

建設(shè)錳產(chǎn)業(yè)園區(qū)的總體框架如圖1所示。

圖1 崇左市生態(tài)型錳業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈框架

由圖1可知，生態(tài)型錳工業(yè)園區(qū)主線有3條(粗線)：a 錳礦石火法生產(chǎn)錳系鐵合金；b 錳礦石硫酸浸取—電解金屬錳—磁性材料、四氧化三錳；c 錳礦石硫酸浸出—電解二氧化錳—電池、錳酸鋰—?jiǎng)恿嚰盎げ牧稀］o線有3條(細(xì)線)：a 酸浸出的硫酸錳渣—回收錳、鐵、氨—選出硫酸鈣(石膏)—石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥，回收石膏后的渣作為水泥輔料、磚等建筑材料；b 利用錳系鐵合金生產(chǎn)排除的水淬渣生產(chǎn)水泥；c 利用錳系鐵合金生產(chǎn)中礦熱爐產(chǎn)生的熱能作為硫酸廠的熱源或進(jìn)行發(fā)電。主線的生產(chǎn)企業(yè)已有較成熟的生產(chǎn)工藝和較完善的生產(chǎn)配套設(shè)施。輔線的生產(chǎn)工藝還不成熟，需要投入資金進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2.3 生態(tài)工業(yè)園區(qū)的空間布局和功能分區(qū)

根據(jù)崇左市錳資源及現(xiàn)有錳產(chǎn)業(yè)分布狀況，將生態(tài)錳產(chǎn)業(yè)基地規(guī)劃為崇左市錳深加工園、大新錳工業(yè)園和天等錳工業(yè)園3個(gè)園區(qū)。從現(xiàn)有的3個(gè)錳加工園區(qū)來(lái)看，由于錳礦石主要集中分布在大新和天等，所以大新和天等錳工業(yè)園的加工項(xiàng)目以錳鐵合金、硫酸錳、電解金屬錳、電解二氧化錳產(chǎn)品為主，崇左市錳加工園項(xiàng)目有錳酸鋰、四氧化三錳、無(wú)汞堿錳型電池等相對(duì)附加值較高的深加工產(chǎn)品?，F(xiàn)有的錳加工企業(yè)能耗高，萬(wàn)元GDP產(chǎn)值能耗平均在1.28 t標(biāo)煤，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在0.9 t以下；硫酸錳、電解金屬錳企業(yè)的固體排放量約8～11 t左右，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在6 t以下。推進(jìn)現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)改造，實(shí)施清潔生產(chǎn)是當(dāng)務(wù)之急。同時(shí)要推進(jìn)與核心項(xiàng)目相鏈接的綜合利用項(xiàng)目，比如以電解金屬錳和電解二氧化錳產(chǎn)生的廢物——錳渣為原料的生產(chǎn)項(xiàng)目以及以鐵合金生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣為能源的生產(chǎn)項(xiàng)目。

3 園區(qū)工業(yè)代謝分析

3.1 鐵合金代謝分析

錳系鐵合金生產(chǎn)的物質(zhì)代謝過(guò)程見(jiàn)圖2。

圖2 錳系鐵合金生產(chǎn)的物質(zhì)代謝過(guò)程

錳系鐵合金產(chǎn)品生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣經(jīng)水淬后作為水泥廠的活性配料，產(chǎn)生的煙塵經(jīng)除塵系統(tǒng)收集制成球團(tuán)后返回冶煉爐，達(dá)標(biāo)氣體排空。如能嚴(yán)格實(shí)施清潔生產(chǎn)，鐵合金生產(chǎn)基本可實(shí)現(xiàn)廢物零排放。

錳鐵合金的單位產(chǎn)品綜合電耗約3 200 kW·h/t，錳硅合金約4 900 kW·h/t，生產(chǎn)熱效率只有50%左右，其余熱量都從煙氣、爐體、爐渣、冷卻水等渠道損耗。目前已有的熱能利用技術(shù)是改造礦熱爐，將敞開(kāi)式爐口改為封閉式爐口，提高煙氣溫度，采用先進(jìn)的余熱回收和低壓蒸汽余熱發(fā)電技術(shù)建設(shè)發(fā)電工程。

3.2 電解金屬錳代謝分析

電解金屬錳生產(chǎn)的物質(zhì)代謝過(guò)程見(jiàn)圖3。

圖3 電解金屬錳生產(chǎn)的物質(zhì)代謝過(guò)程

電解金屬錳和電解二氧化錳生產(chǎn)中排除的硫酸渣和鉻渣目前還沒(méi)有效果明顯的綜合利用途徑。解決這部分錳渣的綜合利用是實(shí)現(xiàn)崇左市生態(tài)錳產(chǎn)業(yè)的最緊迫的問(wèn)題?，F(xiàn)有的綜合利用方案有蒸銨—制磚和磁選回收錳鐵—浮洗回收石膏—石膏用于生產(chǎn)硫酸—硫酸回用于浸錳—生產(chǎn)硫酸后的氧化鈣聯(lián)產(chǎn)水泥。

4 結(jié) 語(yǔ)

面對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的嚴(yán)峻形勢(shì)，我們要加大力度推進(jìn)企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核，推進(jìn)錳系鐵合金企業(yè)的余熱發(fā)電改造工程，加快推進(jìn)硫酸錳渣綜合利用項(xiàng)目的實(shí)施，最大限度地實(shí)現(xiàn)“三廢”排放減量化和回收利用；構(gòu)建資源合理利用熱電聯(lián)產(chǎn)的錳工業(yè)生態(tài)鏈和協(xié)作配套產(chǎn)業(yè)鏈，提高整體經(jīng)濟(jì)效益；以保護(hù)植被生態(tài)，防治水土流失，復(fù)原地貌為重點(diǎn)，構(gòu)建環(huán)保型礦山開(kāi)發(fā)體系。通過(guò)建設(shè)生態(tài)型錳產(chǎn)業(yè)園區(qū)，帶動(dòng)崇左市的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系建設(shè)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

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