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神霧節能全球首創有色金屬渣循環利用示范項目投產
2016-12-29 14:40  · 來源:中國能源報  · 作者:于孟林  · 責編:閆志強

  12 月29 日,神霧節能股份有限公司(以下簡稱:神霧節能)在北京發布三項顛覆性的清潔冶煉技術—“蓄熱式轉底爐直接還原清潔冶煉技術(SRF)”“氫氣豎爐直接還原清潔冶煉技術(SHSF)”“蓄熱式燃氣熔分爐技術(SRGS)”,并宣布由神霧節能自主研發、設計的全球首創的有色金屬渣循環經濟示范項目(以下簡稱:金川項目)在甘肅省金昌市正式全線投產。

  神霧節能董事長吳道洪表示,三項核心技術從工藝路線上對現有的傳統生產方式進行了顛覆性變革,破解了鋼鐵、有色金屬冶煉能耗高、污染大、經濟性差、資源利用率低等行業“痛點”,突破了低品位礦石、復合共伴生礦、有色金屬固體廢棄物(以下簡稱:固廢)等冶煉、提取的技術難題,將引領全球鋼鐵、有色金屬行業技術和工藝路線的變革。金川項目成功投產,標志著神霧節能攻克了鋼鐵、有色金屬固廢處理的世界性難題,將這一人類環境公害“變廢為寶”、循環利用,為全球鋼鐵、有色金屬固廢的資源綜合利用提供了高效、低成本、可持續的解決方案,經濟效益、環境效益和社會效益凸顯。

  神霧節能“煉金術”讓礦渣變廢為寶

  銅尾渣是銅冶煉渣經選銅后拋棄的二次尾渣,每噸粗銅約產生2 噸的銅尾渣。據不完全統計,全球及中國每年產生的銅尾渣分別約為3600 萬噸和1600 萬噸,歷史累積量更是高達3 億噸和1.3 億噸。不僅造成其中鐵、鋅等有價金屬資源的浪費和流失,也對地下水、土壤和大氣造成了嚴重污染。

  金川項目采用神霧節能首創的“蓄熱式轉底爐直接還原清潔冶煉技術(SRF)”工藝,將銅尾渣綜合利用,生產生鐵、氧化鋅、建材并副產蒸汽。一期工程總投資10.8 億元人民幣,年處理銅尾渣80 萬噸,產出27.6 萬噸鐵塊、3.4 萬噸氧化鋅粉、44.9 萬噸外送蒸汽,年稅后凈利潤達2.1 億元、投資回收期4.1 年。目前,金川項目各項指標均達到考核要求,金屬化率達到90%、回收的氧化鋅粉品位達到65%、鐵粉壓塊的全鐵品位達到87%以上,生產過程無污水外排,廢氣、固廢、噪音等均達標排放。

  作為全球首條銅尾渣循環利用示范生產線,金川項目的成功投產,不僅標志著神霧節能清潔冶煉技術在銅尾渣循環利用方面的突破,更為其它鋼鐵、有色金屬冶煉廢棄渣、尾礦等的大規模資源綜合利用開辟出新的路徑。

  數據顯示,當前我國鋼鐵、有色金屬行業冶煉渣、尾礦等堆積嚴重,已堆存的固廢量已超過5 億噸,僅2015 年鋼鐵、有色金屬行業的新增固廢排放量達到1.8 億噸。以固廢中鐵含量為例,可回收7000 萬噸/年,占中國年鐵需求量的10%;以固廢中鋅含量為例,可回收160 萬噸/年,占中國年氧化鋅需求量的28%。我國《十三五規劃綱要》提出,要大力推動大宗固體廢棄物和尾礦綜合利用,適應建設資源節約型、環境友好型社會要求。但固廢處理面臨處理難度大、利用效率低、處理能耗高、污染嚴重、經濟性差等困境,傳統工藝根本無法有效處理。

  神霧節能清潔冶煉新技術,從工藝路線上對現有的傳統生產方式進行顛覆性變革,實現了變廢為寶。目前,金川項目所用技術的大型中試研究結果已通過中國有色金屬工業協會組織的科技成果鑒定,認定該項目成套工藝及裝備工業化試驗技術達到了國際領先水平,并建議在國內同類冶煉企業加快推廣力度,為我國重工業和重化工業的節能減排、資源綜合利用、大氣污染治理做貢獻。

  相關專家表示,我國是礦產消費大國,對外依存度高,未來隨著經濟增長礦產消費將繼續增加。作為耗竭性、不可再生的自然資源,我國對礦產資源的開發利用必須走循環經濟之路,實現礦產資源從有限向無限的轉化。這就要求通過突破技術、資金、政策等瓶頸,實現固廢、尾礦等的資源化。神霧節能相關技術突破和工業化投產,將為我國治理固廢環境污染、保障國家礦產資源安全、真正實現可持續發展提供重要的技術保障和產業支撐。

  破解行業“痛點”引領冶煉技術變革

  鋼鐵、有色金屬行業是國民經濟發展的戰略性、基礎性產業, 2015 年我國鋼鐵、有色金屬產業銷售額達到13 萬億元,占我國GDP 的20%。目前我國鋼鐵、有色金屬行業陷入產能過剩、虧損嚴重的發展困境,高污染、高能耗、資源利用率低、經濟性差等成為行業之痛。

  數據顯示,2015 年我國鋼鐵行業虧損面達50.5%,有色金屬行業虧損面達23%。以京津冀地區大氣污染物為例,鋼鐵、有色金屬行業排放的污染物占煙粉塵總量的49%、二氧化硫的24%、氮氧化物的22%。全國鎳、釩、鈦、鉻等重要金屬的生產也大都面臨提取難、成本高、污染大、電耗高等問題。

  無論是從企業盈利和發展的需要,還是為滿足國家和行業相關環保要求,都迫切需要新的工藝和技術,去突破發展困局。“只有顛覆性技術才能從根本上解決行業問題,才能實現清潔生產、綠色制造。”吳道洪表示。據了解,傳統黑色冶煉技術以焦炭和高品位礦石為原料,以焦炭、無煙煤、半焦和電力為燃料,原料稀缺、成本高;神霧節能清潔冶煉技術以普通煤、低品位礦石、復合共伴生礦等為原料,以普通煤及其煤氣為燃料,大大提高了資源利用率、降低了生產成本。二者相比,神霧節能的三項顛覆性清潔冶煉技術具有節能增效、減少污染物及碳排放、多元素協同提取、資源循環綜合利用等技術優勢,破解了制約鋼鐵、有色金屬行業健康可持續發展的難題。金川項目的成功投產,標志著神霧節能清潔冶煉技術再次在工業化生產中得到驗證。

  以“蓄熱式轉底爐直接還原清潔冶煉技術(SRF)”為例,與傳統冶煉技術相比,冶煉過程沒有焦化、燒結、高爐等高能耗、高污染設備,不需要焦煤資源,只需要普通煤炭作為原料;通過將蓄熱式燃燒技術和直接還原技術進行耦合,用普通煤炭作為還原劑、副產的一氧化碳作為燃料補充,反應溫度低、能耗低;采用國際領先蓄熱式燃燒技術來使用低熱值燃料,爐膛熱利用率大于86%,系統熱利用率大于94%,比傳統的回轉窯工藝節能25%,并減少了大氣污染物和二氧化碳的排放;高爐煉鐵需要含鐵量60%以上的富礦,而“蓄熱式轉底爐直接還原清潔冶煉技術”可處理各種低品位難選礦、復合共伴生礦、稀貴與有色金屬礦以及有色渣等固廢資源,原料適應性廣;在高效提取復雜原料中鐵資源的同時,還能夠實現對釩、鈦、鎳、鋅、鉀等元素的協同提取和高值化利用。

  在采用“蓄熱式轉底爐直接還原清潔冶煉技術(SRF)”的江蘇沙鋼集團30 萬噸/年固廢綜合處理項目中,與傳統的回轉窯工藝相比,神霧節能清潔冶煉技術能耗降低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%、生產成本降低45%,年凈利潤達8000 多萬元。

  據介紹,“氫氣豎爐直接還原清潔冶煉技術(SHSF)”適合生產優質鋼、特種鋼、純凈鋼,尤其適合釩鈦礦冶煉,鈦資源回收率可達95%以上,破解了釩鈦磁鐵礦利用難度大的世界性難題。目前傳統工藝冶煉釩鈦鐵礦不僅生產成本高,同時鈦資源的回收率為零,浪費了航空航天、深海及化工企業廣泛需要的寶貴鈦資源。采用神霧節能清潔冶煉技術,鈦的生產成本可降低20%,這將大大拓展鈦、釩資源的市場應用空間,加速中國及全球金屬消費進入鈦、釩時代。

  目前,神霧節能三項清潔冶煉技術已進入大規模推廣應用階段,開始全面進軍全球鋼鐵、有色礦產資源及其固體廢棄物等高能耗、高污染行業市場。中國鋼鐵、有色金屬行業的技術改造空間將達3.2 萬億元,改造完成后每年可節約標煤2.8 億噸以上、減排二氧化碳7.0 億噸;每年可處理低品位礦20 億噸、紅土鎳礦1.1 億噸、釩鈦礦4000 萬噸、鉻鐵礦1050 萬噸、各種黑色、有色金屬固廢1.8 億噸。全球市場的空間更加不可估量。

  吳道洪表示,神霧節能清潔冶煉技術為我國鋼鐵、有色金屬行業提質升級、推進供給側改革、減少環境污染提供了國際領先、成熟可靠的技術解決方案。同時,將我國大量低品位礦、復合共伴生礦、大宗固廢及尾礦等進行資源化利用,從而降低我國礦石對外依存度,保障國家礦產資源安全。“唯有采用神霧節能顛覆性清潔冶煉技術,才能高效、大規模的提取鎳、鈦、釩、銦、鍺等未來金屬,才能真正從源頭徹底減少大氣污染、應對全球氣候變化,才能真正實現綠色發展和可持續發展目標。”他說。

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