讓冶煉廢渣煥發(fā)青春

在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，礦產(chǎn)資源尤其是金屬礦產(chǎn)資源對于整個社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的基礎(chǔ)作用。有色金屬行業(yè)更是國民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)、資金、資源、能源密集型產(chǎn)業(yè)。在有色工業(yè)迅猛發(fā)展的同時，不可避免的產(chǎn)生大量冶煉廢渣，污染了環(huán)境，浪費(fèi)了資源。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格和礦產(chǎn)資源日趨貧乏的今天，冶煉廢渣的綜合利用逐漸引起了廣泛重視。這些廢渣中普遍含有各類有價金屬，一旦開發(fā)、綜合利用，則成為取之不竭、用之不盡的二次資源。如何讓冶煉廢渣低成本、低能耗、高價值、多用途的利用，讓它煥發(fā)青春？

我國是資源缺乏的發(fā)展中大國，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的過程中，國家高度重視資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，不斷強(qiáng)調(diào)堅持開發(fā)與節(jié)約并重，節(jié)約優(yōu)先。按照減量化、再利用、資源化的原則，在資源開采、生產(chǎn)消耗、廢物產(chǎn)生、消費(fèi)等環(huán)節(jié)，逐步建立全社會的資源循環(huán)利用系統(tǒng)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)是我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的方向，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效益、降低能耗、保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)和社會的又好又快發(fā)展。加大節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)力度，開發(fā)和推廣節(jié)約、替代、循環(huán)利用資源和治理污染的先進(jìn)適用技術(shù)。鼓勵和支持發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)再生資源綜合利用是整個行業(yè)的心愿。

一、包沃特熔煉系統(tǒng)讓有色冶煉廢渣再現(xiàn)青春

包沃特（BWTE）熔融冶煉系統(tǒng)和巖棉生產(chǎn)系統(tǒng)是目前國內(nèi)唯一的熔融冶煉和巖棉生產(chǎn) “同步兩產(chǎn)”的系統(tǒng)。生產(chǎn)出無機(jī)纖維材料和鑄造生鐵或鐵合金，它在提高冶煉渣的二次資源綜合利用，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展上具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

甘肅一家科技創(chuàng)新型企業(yè)在引進(jìn)利用冶煉廢渣生產(chǎn)無機(jī)纖維材料專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，對冶金行業(yè)積存的巨量冶煉廢渣進(jìn)行深入的研究。經(jīng)過四年、上百次的工業(yè)試驗(yàn)，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的包沃特熔煉系統(tǒng)。它采用熔融還原技術(shù)，以有色金屬冶煉廢渣為原料，在熔融還原生鐵同時生產(chǎn)無機(jī)纖維材料。

有色冶煉廢渣中的鐵多是硅酸鐵，含量雖然很高，但屬復(fù)雜含鐵物質(zhì)，除其結(jié)構(gòu)（2FeO·SiO2）復(fù)雜外，還因組織致密、氣孔率低、內(nèi)擴(kuò)散阻力大、不利于還原氣體和氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散而難以還原。通過這項(xiàng)技術(shù)便可以實(shí)現(xiàn)超低成本的資源綜合利用，使這項(xiàng)技術(shù)在生鐵和無機(jī)纖維材料制造上達(dá)到了一個新水平，該科技創(chuàng)新型企業(yè)被工信部和科技部評定為國際先進(jìn)水平，認(rèn)定為國家級高新技術(shù)企業(yè)。

包沃特熔融還原技術(shù)是以含鐵的冶煉廢渣或含鐵礦物為原料，經(jīng)進(jìn)料口從熔爐頂部或通過煤粉噴入熔爐的熔池內(nèi)。煤粉作為燃料在氣體推動下噴入熔池的熔液中，空氣通過煤粉助燃系統(tǒng)噴入熔池熔液內(nèi)部，使熔體始終處于沸騰狀態(tài)。在熔池激烈沸騰的狀態(tài)下，加速了原料的熔化并使之均勻化。上層熔渣通過熔渣雙出料流口上部的大流口排出，礦巖棉纖維熔料通過雙出料流口底部小流口排出。高溫巖棉纖維熔料通過小流口排入恒溫電爐恒流后，再進(jìn)入高速離心機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)無機(jī)纖維，經(jīng)集棉、梳棉、篩選除渣、擺錘、成型、包裝等數(shù)道工序后，最后加工成巖棉纖維系列產(chǎn)品。由于工藝流程簡潔、短流程，原料無需造塊；各種冶煉渣、礦石均可；不使用焦炭普通煤粉即可；超長爐役，無需停爐打爐，自動化程度高；生產(chǎn)成本低于平均成本40%以上，生產(chǎn)成本和排放數(shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的沖天爐生產(chǎn)工藝。

這套裝置在生產(chǎn)出巖棉的同時還生產(chǎn)鐵或鐵合金，這就是“同步兩產(chǎn)”的由來。

冶煉廢渣通過包沃特熔融還原技術(shù)生產(chǎn)出無機(jī)材料巖棉的同時，還生產(chǎn)出鑄鐵鐵水，鐵合金熔液。根據(jù)廢渣的不同成分以及用戶的不同需求，直接熔煉、澆鑄出各種硅錳合金、鎳鐵合金等鐵合金精密鑄造件，避免了鑄錠時熱量的散失，減少了運(yùn)輸、再熔煉、再澆鑄的過程，也節(jié)省了再熔煉、再澆鑄的大量熱能源。

包沃特熔煉系統(tǒng)在無機(jī)纖維熔煉和生鐵或鐵合金生產(chǎn)的技術(shù)和設(shè)備中處于國際領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了我國這一行業(yè)的空白。

二、包沃特熔煉系統(tǒng)和傳統(tǒng)技術(shù)的比較

包沃特熔煉系統(tǒng)屬生態(tài)型非高爐冶煉技術(shù)，可以選用不同的原料生產(chǎn)巖棉無機(jī)纖維材料，與傳統(tǒng)工藝和其他熔融冶煉技術(shù)相比，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：一步法熔融還原技術(shù)，摒棄入爐的前端工序，無需選礦、磨粉、燒結(jié)，工藝流程簡短；原料適應(yīng)性強(qiáng)，冶煉廢渣、原礦石等粉、粒、塊狀原料均可應(yīng)用；燃料價廉易得，不用焦炭普通煤粉即可；生產(chǎn)系統(tǒng)輕量化設(shè)計，建設(shè)周期短；具有高技術(shù)壁壘，不易模仿，已申請和獲批了多項(xiàng)專利技術(shù)；顛覆了傳統(tǒng)沖天爐生產(chǎn)巖棉纖維的工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，生產(chǎn)成本大幅下降。

當(dāng)前國內(nèi)外巖棉纖維生產(chǎn)廣泛采用沖天爐設(shè)備熔煉技術(shù)，這種設(shè)備已經(jīng)有一百多年的生產(chǎn)歷史，它是一種豎式熔爐，存在著原料、燃料適用性差，污染嚴(yán)重，能耗高，余熱、余氣綜合利用低，爐役短，系統(tǒng)不穩(wěn)定，綜合生產(chǎn)成本高等缺陷。電爐生產(chǎn)礦巖棉設(shè)備，由于生產(chǎn)成本偏高，無法在市場中生存。而使用電爐熔制巖棉，本身成本就很高，又有不能調(diào)質(zhì)等缺點(diǎn)，導(dǎo)致不能被行業(yè)大量采用。由于我國的天然氣供應(yīng)還需要進(jìn)口，用天然氣爐生產(chǎn)巖棉必然成本較高，天然氣爐的發(fā)展使用十分有限。而生態(tài)型非高爐巖棉纖維熔煉工藝技術(shù)，恰恰是在節(jié)能環(huán)保、廢棄資源循環(huán)利用、生產(chǎn)成本上處于優(yōu)勢。

全國數(shù)十家大型有色冶煉企業(yè)每年產(chǎn)生大量的冶煉廢渣。甘肅本地的金川集團(tuán)、白銀集團(tuán)、酒鋼集團(tuán)就可提供近2億噸的冶煉廢渣原料，僅金川集團(tuán)公司堆存鎳銅冶煉廢渣就達(dá)到了1億多噸。據(jù)統(tǒng)計，全國工業(yè)冶煉廢渣堆存量近60億噸。如此海量的原料使這套設(shè)備擁有了豐富的廉價資源優(yōu)勢，而且各地都有。我國煤炭資源豐富，燃料供應(yīng)也有充足的保障。這成為該項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備的資源和能源的強(qiáng)大優(yōu)勢。

可是，目前在國內(nèi)建筑用防火保溫材料市場中，巖棉無機(jī)材料只有10%左右的份額，90%仍然是有機(jī)保溫材料。有機(jī)保溫材料雖然質(zhì)量輕、保溫和隔熱性好，但是最大缺陷就是防火性能差，屬低于B2級的可燃產(chǎn)品。阻燃不是不燃，只是燃燒的速度慢而已，存在明顯的火災(zāi)隱患。隨著GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》在2015年5月1日起正式實(shí)施，這類有機(jī)保溫材料已經(jīng)逐漸被禁止使用。

作為防火等級A1級、保溫與隔熱性能同樣良好的建筑用巖棉無機(jī)材料將會大量替代現(xiàn)有的有機(jī)材料，巖棉材料本身就是不可燃燒的，它將必然成為防火保溫材料市場上的最終選擇。

三、產(chǎn)品用途及展望

建筑用巖棉是以礦物等為原料制成的蓬松狀細(xì)纖維，具有優(yōu)良的保溫、吸音、隔熱、防火、透氣等性能，是新型建筑材料，是國際上公認(rèn)的“第五常規(guī)能源”中的主要節(jié)能材料。

巖棉纖維制品可以用于建筑節(jié)能、工業(yè)節(jié)能的保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)低，吸音、保溫、防火。無機(jī)噴涂纖維保溫絕熱、吸音降噪、防火、防蟲、防菌、環(huán)保、便捷，適用于影劇院、地下停車場、隧道等場所。無機(jī)粒狀纖維可以用于濕法礦棉吸音板生產(chǎn)原料。

據(jù)悉，每采用1立方米的巖棉進(jìn)行保溫，可節(jié)省3噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在建筑上每使用1噸巖進(jìn)行保溫，1年至少可節(jié)省1噸石油的能源?，F(xiàn)在巖棉吸音板已經(jīng)廣泛用于建筑節(jié)能等各行各業(yè)，這些都離不開這種新型保溫隔熱、吸音消聲的多功能材料。外墻保溫、屋面及幕墻保溫，防火隔離帶等老舊建筑節(jié)能改造也可大量使用。

工業(yè)上主要應(yīng)用于核電站，發(fā)電廠、化工廠、大型窯爐以及廠房的保溫、隔熱、隔振。軍工上主要用于國防和軍工建設(shè)和裝備的隔熱、保溫系統(tǒng)，以及軍用船舶的船艙、船上衛(wèi)生單元、船員休息室，動力倉等處。農(nóng)業(yè)巖棉主要廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高潔凈蔬菜、瓜果、花卉的工廠化無土栽培、立體種植，有利于根系發(fā)展和防止水質(zhì)變差及營養(yǎng)流失，節(jié)省水資源，提高產(chǎn)量，淡化季節(jié)的差別。根據(jù)市場需要可將甩絲系統(tǒng)改為微晶材料系統(tǒng)，生產(chǎn)出各種微晶玻璃、微晶陶瓷。

經(jīng)工作人員介紹，該企業(yè)生產(chǎn)的巖棉材料均符合國家現(xiàn)行的有效強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，包括《建筑材料及制品燃燒性能分級》和《建筑外墻外保溫用巖棉制品》標(biāo)準(zhǔn)，同時達(dá)到歐美發(fā)達(dá)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。外墻專用巖棉板經(jīng)國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測，其燃燒性能符合A1級的規(guī)定要求。

四、國家產(chǎn)業(yè)和財政政策的支持

由于這一技術(shù)和設(shè)備在整個行業(yè)中處于領(lǐng)先水平，得到了國家產(chǎn)業(yè)政策的扶持和財政政策的支持。

國家發(fā)改委2011年12 月在《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》中明確了關(guān)于“提高資源綜合利用水平”的總體要求，尤其提出了《“十三五”資源綜合利用指導(dǎo)意見》和《大宗固體廢物綜合利用實(shí)施方案》。

科技部發(fā)布的《國家重點(diǎn)支持的新材料高新技術(shù)領(lǐng)域》，特別提到“提高資源能源利用效率、促進(jìn)減排的可循環(huán)鋼鐵流程技術(shù)，生態(tài)型非高爐煉鐵技術(shù)，二次含鐵資源和貧、難選鐵礦的高效提取冶金技術(shù)，氧化物冶金技術(shù)?！?/p>

國家《有色金屬“十三五”發(fā)展規(guī)劃》要求：促進(jìn)銅、鉛、鋅、鎳等冶煉企業(yè)原料中各種有價元素的回收，冶煉廢渣的綜合利用，以及冶煉余熱利用。

這一技術(shù)完全符合國家產(chǎn)業(yè)政策的扶持范疇。

2015年6月，財政部、國稅總局印發(fā)的《資源綜合利用產(chǎn)品和勞務(wù)增值稅優(yōu)惠目錄》中指出：“納稅人銷售自產(chǎn)的資源綜合利用產(chǎn)品和提供資源綜合利用勞務(wù)，可享受增值稅即征即退政策?！?/p>

《企業(yè)所得稅法》規(guī)定，企業(yè)綜合利用資源，生產(chǎn)符合國家產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定的產(chǎn)品所取得的收入，可以在計算應(yīng)納稅所得額時減計收入。減計收入，是指企業(yè)以《目錄》規(guī)定的資源作為主要原材料，生產(chǎn)國家非限制和禁止并符合國家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品取得的收入，減計按 90%計入收入總額。

《資源綜合利用企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄（2008 年版）》規(guī)定，共生伴生礦產(chǎn)資源，廢水（液）、廢氣、廢渣和再生資源三大類別，共計 16 種資源，企業(yè)利用這些資源為主要原料，生產(chǎn)符合國家產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定的產(chǎn)品，可享受所得稅優(yōu)惠政策。

《環(huán)境保護(hù)稅法》規(guī)定，復(fù)合相關(guān)條件將暫予免征環(huán)境保護(hù)稅。

這一項(xiàng)目利用各種冶煉廢渣生產(chǎn)巖棉無機(jī)纖維材料，同時利用熔融還原爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔馍a(chǎn)蒸汽和電力或預(yù)熱，完全符合上述國家財稅相關(guān)優(yōu)惠政策。

這一項(xiàng)目被列為國家工信部301項(xiàng)重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，甘肅省科技重大專項(xiàng)計劃《利用冶煉廢渣生產(chǎn)無機(jī)纖維材料及下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目》，通過了甘肅省工信委、科技廳組織的新產(chǎn)品（新技術(shù)）、科技成果鑒定：“該新產(chǎn)品（新技術(shù)）、科技成果技術(shù)處于國際先進(jìn)水平”。