论文部分内容阅读
明确循环经济产业攻关重点
“十五”以来，鉴于资源的紧缺性和矿产资源的不可再生性，金川集团大力推进循环经济产业建设，继1989年“金川资源综合利用”项目荣获国家科技进步特等奖，围绕废渣弃液，坚持以二次资源综合利用为重点，通过技术创新，将其变成产品，以此提高矿产能源资源利用效率，实现资源综合利用和可持续发展的目标。一是在技术层次上，研发与提高贫矿资源开发技术，努力提高矿山回采率、选矿和冶炼回收率，降低单位产品能源和水耗，提高矿产能源资源的综合利用水平；二是在生产过程中，推进清洁生产，通过全过程控制来减少污染物的产生和排放；三是提水资源重复利用率；四是延伸化工产业链，进一步加强冶炼过程中硫资源回收，同时加强与金昌区域其他化工企业的合作；五是将有色金属矿冶领域中的先进工艺技术和装备应用于生产，使生产流程向着简单化、紧凑化、大型化和连续化方向发展，降低人力与技术经济成本。
提高资源综合利用量和利用率
（1）工业废水资源化综合利用：坚持“源头减排、按质分流、集中处理、分级回用”原则，将工业排水管网按质分流改造，大力实施节约用水技术研究和扩能改造工程，提高选矿中水利用量，研究酸性废水深度处理和高盐废水回用技术，将废水通过金昌市污水处理总站、镍冶炼酸性废水减排再利用工程、铜冶炼酸性废水减排再利用工程、一般生活生产废水和高盐水处理站、新产品公司金属水处理站以及铜盐厂金属水处理站等9个废水处理设施处理，使废水处理率达到100%。将废水资源化利用进而产业化，实施二热电冷却塔循环废水和高盐水选矿利用工程，提升中水和高含盐水用量，减少清水使用量。以建设龙泉景观带为契机，完善矿山井下废水和西干渠废水回用、绿化系统，提高工业废水重复和循环使用率。2000年，集团公司有色金属产量约为6万吨，新水用量6000万吨；2011年，有色金属产量超过60万吨，新水用量7000万吨，中水用量为1320万吨。在产量增加近10倍情况下，新水用量仅增加17%。
（2）工业烟气技术资源化综合利用：集团公司坚持“源头消减、过程控制、末端治理”的原则，采用活性焦吸收解析技术将镍熔铸低浓度二氧化硫烟气转化为高浓度烟气引入制酸系统制酸；采用柠檬酸钠吸收解析技术治理一期熔炼系统各炉窑开炉、停炉、保温、转炉切换过程的低浓度烟气，适当降低电炉熔炼系统生产负荷并逐步退出生产系统，以结构减排实现二氧化硫减排。针对镍铜五大硫酸系统尾气排放问题，实施三硫酸匹配化技术改造、合金硫化炉烟气制酸工程，减轻闪速熔炼系统转炉及合金硫化炉烟气外排对环境污染。实施每天15万吨亚硫酸钠扩建工程?，解决电炉、回转窑烟气浓度低、不适应制酸的低浓度烟气；推进热电联产脱硫除尘项目建设进度，实现热电联产烟气达标排放。公司匹配化建设镍系统、钴系统、稀贵系统、原料预处理系统氯气处理设施，处理后余氯均达标排放。
每年减排二氧化硫42万吨，增产硫酸48万吨、亚硫酸钠13万吨，二氧化硫利用率达到96.10%。余氯吸收设施改造工程通过提高环保技术水平和环保装备水平，氯气利用率由改造前的65%~70%提高到85%以上，提高近20个百分点，同时提高了氯气吸收效率，尾气吸收系统液碱利用率由改造前的70%提高到85%以上，年节约液碱5 000吨以上，经济效益显著。
（3）固废资源化综合利用和无害化防治：针对一期铜冶炼贫化能力不足和铜原料紧缺的矛盾，研究冶炼铜炉渣资源化利用技术，建设每年110万吨铜炉渣选矿工程，处理长期堆存和后续产出的冶炼炉渣，补充铜原料和减轻环境污染。该项目相当于新增了一个原矿铜品位0.50%、规模200万的中型铜矿。建设黑铜渣生产电积铜项目，生产标准阴极铜2 000吨，同时回收其中的铜、铅、锑、铋等有价金属，并对黑铜渣中的砷进行无害化处理。建设镍铜冶炼酸性尾泥综合利用项目，回收利用有价金属，实现酸泥危废规范化处置和资源化利用。白烟灰综合利用项目解决了铜转炉白烟灰和含砷高酸贫铜溶液的开路问题，避免了白烟灰返回铜冶炼系统造成的杂质恶性循环而影响生产操作和阴极铜产品质量等系列问题。同时回收氧化铋、活性氧化锌、三盐基硫酸铅和硫酸铜溶液，也杜绝了白烟灰外销而造成有毒物质的扩散,减少固体危废堆存64.9%，符合国家发展循环经济及二次资源综合利用的政策要求。为实现白烟灰综合利用项目、酸泥处理项目、黑铜渣处理生产电积铜等项目投产后产生的砷渣、铅渣等危险废物的全面综合回收利用及处置，建设了危险废物处置场。
（4）工艺中间物料循环利用：硫化镍阳极电解工程中产出大量阳极泥，含有硫和铂、金等贵金属，利用其中的硫生产硫磺及分离回收其中的有价贵金属，充分回收二氧化硫气体，改善金昌地区空气质量。电解铜生产过程中产出海绵铜、废铜液等中间物料，做电镀级硫酸铜的生产原料，目前产能已达1万吨。利用镍钴系统产出的含镍废液和废渣生产硫酸镍，用粗硫酸铜中间物料为原料，采用电积工艺生产铜粉，目前生产能力为800吨。通过硫酸铜扩能改造项目，对没有充分利用的含铜渣、含铜溶液进行综合回收利用。一方面解决重金属水污染、土壤污染问题，另一方面使公司铜系统的含铜副产品充分利用，保证铜系统稳定运行。
（5）资源循环利用网络初步形成：金川集团积极采取就近、互补、分类、共生等多种方式，通过循环经济项目建设和长期的资源综合利用科技攻关，使上游生产线的“废料”成为下游生产线（企业）的原材料，如粉煤灰、矿渣等工业废弃物供应周边水泥厂生产水泥等，推行固体废弃物的再循环和再利用，各类工业废弃物排放量逐步减少和循环利用率不断提高，资源循环利用网络体系初步形成和逐步完善。
（6）循环经济产业和资源综合利用实力增强：“十一五”以来，金川集团坚持“国际化理念、本土化创新，科技进步和企业管理并重”的发展思路，以创建资源节约型和环境友好型企业为己任，走“减量化、资源化、再利用”的发展之路，通过实施资源控制战略和“修旧利废、再生资源回收”活动，矿石损失率、贫化率控制在7%以下，小部分废石在矿山井下就地用于采空区充填，矿井废水目前主要用于矿山绿化。公司正在开发矿山废石和废水应用于矿山充填的技术研究。选矿尾矿通过旋流器分级，粗粒级物料用于矿山充填，细粒级经浓缩后送入尾矿库堆存。镍冶炼系统中的中间产品主要有二次铜精矿、二次合金和高硫阳极板，以及各炉窑产生的炉渣（统称镍冶炼炉渣）、烟气、烟尘。其中二次铜精矿送铜冶炼系统、二次合金送稀贵系统、高硫阳极板送镍电解精炼系统处理；烟气送化工厂制酸系统处理，烟尘返回镍冶炼系统内部配料处理；镍冶炼炉渣送镍冶炼炉渣还原提铁处理系统，该系统目前处于研究开发期。各种炉窑的循环水均返回系统循环使用。铜冶炼系统中的中间产品主要有铜阳极板，以及铜合成炉渣、贫化电炉炉渣、矿热电炉炉渣（统称铜冶炼炉渣）、自热炉系统自热炉炉渣、卡尔多炉炉渣、阳极炉炉渣（统称铜冶炼返渣）、烟气、烟尘和白烟灰。其中铜阳极板送铜电解精炼系统处理；烟气送化工厂制酸系统处理，烟尘返回铜冶炼系统内部配料处理；白烟灰送镍盐厂白烟灰生产系统处理；铜冶炼炉渣送选矿厂铜渣选矿处理系统。各种炉窑的循环水均返回系统循环使用。
这些循环经济措施的实施，使镍选冶回收率提高2个百分点，铂、钯、金、锇、铱、铑冶炼回收率提升10个百分点左右。矿产资源回收品种达到16种。大幅度提升了生产能力和技术经济指标，降低了能源消耗和生产成本，扩大资源回收范围和提高资源综合利用率，技术进步对金川集团经济增长的贡献率达到65%以上。
积极推进国家循环经济示范企业建设，通过技术进步促进资源节约与综合利用；通过环境治理技术和资源化技术的有机结合，使废弃物最大资源化，排放最小化、无害化；通过发展循环经济促进节能降耗，延伸产品链促进产业结构调整,努力打造区域协调、园区配套的循环经济格局，初步形成了一业为主，相关产业共同发展的企业集团，由资源开采型企业逐步转向科技资源型企业，形成了具有金川特色的循环经济发展模式，为有色金属行业及甘肃省带动区域循环经济发展奠定了良好的基础。2005被确定为国家首批“循环经济示范企业”，2010年被确定为国家第一批“资源节约型、环境友好型”试点企业。综上所述，金川集团走能源低耗、资源高效循环利用和反馈式循环经济之路势在必行，推进二次资源循环经济，不仅有利于本企业，而且很大程度上保证在金昌城市这个层次上，阻止其走城市先发展后治污的道路。
作者单位：镍钴研究设计院资源综合利用研究所
“十五”以来，鉴于资源的紧缺性和矿产资源的不可再生性，金川集团大力推进循环经济产业建设，继1989年“金川资源综合利用”项目荣获国家科技进步特等奖，围绕废渣弃液，坚持以二次资源综合利用为重点，通过技术创新，将其变成产品，以此提高矿产能源资源利用效率，实现资源综合利用和可持续发展的目标。一是在技术层次上，研发与提高贫矿资源开发技术，努力提高矿山回采率、选矿和冶炼回收率，降低单位产品能源和水耗，提高矿产能源资源的综合利用水平；二是在生产过程中，推进清洁生产，通过全过程控制来减少污染物的产生和排放；三是提水资源重复利用率；四是延伸化工产业链，进一步加强冶炼过程中硫资源回收，同时加强与金昌区域其他化工企业的合作；五是将有色金属矿冶领域中的先进工艺技术和装备应用于生产，使生产流程向着简单化、紧凑化、大型化和连续化方向发展，降低人力与技术经济成本。
提高资源综合利用量和利用率
（1）工业废水资源化综合利用：坚持“源头减排、按质分流、集中处理、分级回用”原则，将工业排水管网按质分流改造，大力实施节约用水技术研究和扩能改造工程，提高选矿中水利用量，研究酸性废水深度处理和高盐废水回用技术，将废水通过金昌市污水处理总站、镍冶炼酸性废水减排再利用工程、铜冶炼酸性废水减排再利用工程、一般生活生产废水和高盐水处理站、新产品公司金属水处理站以及铜盐厂金属水处理站等9个废水处理设施处理，使废水处理率达到100%。将废水资源化利用进而产业化，实施二热电冷却塔循环废水和高盐水选矿利用工程，提升中水和高含盐水用量，减少清水使用量。以建设龙泉景观带为契机，完善矿山井下废水和西干渠废水回用、绿化系统，提高工业废水重复和循环使用率。2000年，集团公司有色金属产量约为6万吨，新水用量6000万吨；2011年，有色金属产量超过60万吨，新水用量7000万吨，中水用量为1320万吨。在产量增加近10倍情况下，新水用量仅增加17%。
（2）工业烟气技术资源化综合利用：集团公司坚持“源头消减、过程控制、末端治理”的原则，采用活性焦吸收解析技术将镍熔铸低浓度二氧化硫烟气转化为高浓度烟气引入制酸系统制酸；采用柠檬酸钠吸收解析技术治理一期熔炼系统各炉窑开炉、停炉、保温、转炉切换过程的低浓度烟气，适当降低电炉熔炼系统生产负荷并逐步退出生产系统，以结构减排实现二氧化硫减排。针对镍铜五大硫酸系统尾气排放问题，实施三硫酸匹配化技术改造、合金硫化炉烟气制酸工程，减轻闪速熔炼系统转炉及合金硫化炉烟气外排对环境污染。实施每天15万吨亚硫酸钠扩建工程?，解决电炉、回转窑烟气浓度低、不适应制酸的低浓度烟气；推进热电联产脱硫除尘项目建设进度，实现热电联产烟气达标排放。公司匹配化建设镍系统、钴系统、稀贵系统、原料预处理系统氯气处理设施，处理后余氯均达标排放。
每年减排二氧化硫42万吨，增产硫酸48万吨、亚硫酸钠13万吨，二氧化硫利用率达到96.10%。余氯吸收设施改造工程通过提高环保技术水平和环保装备水平，氯气利用率由改造前的65%~70%提高到85%以上，提高近20个百分点，同时提高了氯气吸收效率，尾气吸收系统液碱利用率由改造前的70%提高到85%以上，年节约液碱5 000吨以上，经济效益显著。
（3）固废资源化综合利用和无害化防治：针对一期铜冶炼贫化能力不足和铜原料紧缺的矛盾，研究冶炼铜炉渣资源化利用技术，建设每年110万吨铜炉渣选矿工程，处理长期堆存和后续产出的冶炼炉渣，补充铜原料和减轻环境污染。该项目相当于新增了一个原矿铜品位0.50%、规模200万的中型铜矿。建设黑铜渣生产电积铜项目，生产标准阴极铜2 000吨，同时回收其中的铜、铅、锑、铋等有价金属，并对黑铜渣中的砷进行无害化处理。建设镍铜冶炼酸性尾泥综合利用项目，回收利用有价金属，实现酸泥危废规范化处置和资源化利用。白烟灰综合利用项目解决了铜转炉白烟灰和含砷高酸贫铜溶液的开路问题，避免了白烟灰返回铜冶炼系统造成的杂质恶性循环而影响生产操作和阴极铜产品质量等系列问题。同时回收氧化铋、活性氧化锌、三盐基硫酸铅和硫酸铜溶液，也杜绝了白烟灰外销而造成有毒物质的扩散,减少固体危废堆存64.9%，符合国家发展循环经济及二次资源综合利用的政策要求。为实现白烟灰综合利用项目、酸泥处理项目、黑铜渣处理生产电积铜等项目投产后产生的砷渣、铅渣等危险废物的全面综合回收利用及处置，建设了危险废物处置场。
（4）工艺中间物料循环利用：硫化镍阳极电解工程中产出大量阳极泥，含有硫和铂、金等贵金属，利用其中的硫生产硫磺及分离回收其中的有价贵金属，充分回收二氧化硫气体，改善金昌地区空气质量。电解铜生产过程中产出海绵铜、废铜液等中间物料，做电镀级硫酸铜的生产原料，目前产能已达1万吨。利用镍钴系统产出的含镍废液和废渣生产硫酸镍，用粗硫酸铜中间物料为原料，采用电积工艺生产铜粉，目前生产能力为800吨。通过硫酸铜扩能改造项目，对没有充分利用的含铜渣、含铜溶液进行综合回收利用。一方面解决重金属水污染、土壤污染问题，另一方面使公司铜系统的含铜副产品充分利用，保证铜系统稳定运行。
（5）资源循环利用网络初步形成：金川集团积极采取就近、互补、分类、共生等多种方式，通过循环经济项目建设和长期的资源综合利用科技攻关，使上游生产线的“废料”成为下游生产线（企业）的原材料，如粉煤灰、矿渣等工业废弃物供应周边水泥厂生产水泥等，推行固体废弃物的再循环和再利用，各类工业废弃物排放量逐步减少和循环利用率不断提高，资源循环利用网络体系初步形成和逐步完善。
（6）循环经济产业和资源综合利用实力增强：“十一五”以来，金川集团坚持“国际化理念、本土化创新，科技进步和企业管理并重”的发展思路，以创建资源节约型和环境友好型企业为己任，走“减量化、资源化、再利用”的发展之路，通过实施资源控制战略和“修旧利废、再生资源回收”活动，矿石损失率、贫化率控制在7%以下，小部分废石在矿山井下就地用于采空区充填，矿井废水目前主要用于矿山绿化。公司正在开发矿山废石和废水应用于矿山充填的技术研究。选矿尾矿通过旋流器分级，粗粒级物料用于矿山充填，细粒级经浓缩后送入尾矿库堆存。镍冶炼系统中的中间产品主要有二次铜精矿、二次合金和高硫阳极板，以及各炉窑产生的炉渣（统称镍冶炼炉渣）、烟气、烟尘。其中二次铜精矿送铜冶炼系统、二次合金送稀贵系统、高硫阳极板送镍电解精炼系统处理；烟气送化工厂制酸系统处理，烟尘返回镍冶炼系统内部配料处理；镍冶炼炉渣送镍冶炼炉渣还原提铁处理系统，该系统目前处于研究开发期。各种炉窑的循环水均返回系统循环使用。铜冶炼系统中的中间产品主要有铜阳极板，以及铜合成炉渣、贫化电炉炉渣、矿热电炉炉渣（统称铜冶炼炉渣）、自热炉系统自热炉炉渣、卡尔多炉炉渣、阳极炉炉渣（统称铜冶炼返渣）、烟气、烟尘和白烟灰。其中铜阳极板送铜电解精炼系统处理；烟气送化工厂制酸系统处理，烟尘返回铜冶炼系统内部配料处理；白烟灰送镍盐厂白烟灰生产系统处理；铜冶炼炉渣送选矿厂铜渣选矿处理系统。各种炉窑的循环水均返回系统循环使用。
这些循环经济措施的实施，使镍选冶回收率提高2个百分点，铂、钯、金、锇、铱、铑冶炼回收率提升10个百分点左右。矿产资源回收品种达到16种。大幅度提升了生产能力和技术经济指标，降低了能源消耗和生产成本，扩大资源回收范围和提高资源综合利用率，技术进步对金川集团经济增长的贡献率达到65%以上。
积极推进国家循环经济示范企业建设，通过技术进步促进资源节约与综合利用；通过环境治理技术和资源化技术的有机结合，使废弃物最大资源化，排放最小化、无害化；通过发展循环经济促进节能降耗，延伸产品链促进产业结构调整,努力打造区域协调、园区配套的循环经济格局，初步形成了一业为主，相关产业共同发展的企业集团，由资源开采型企业逐步转向科技资源型企业，形成了具有金川特色的循环经济发展模式，为有色金属行业及甘肃省带动区域循环经济发展奠定了良好的基础。2005被确定为国家首批“循环经济示范企业”，2010年被确定为国家第一批“资源节约型、环境友好型”试点企业。综上所述，金川集团走能源低耗、资源高效循环利用和反馈式循环经济之路势在必行，推进二次资源循环经济，不仅有利于本企业，而且很大程度上保证在金昌城市这个层次上，阻止其走城市先发展后治污的道路。
作者单位：镍钴研究设计院资源综合利用研究所