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“城市礦山”産業是否將會迎來“井噴式”發展?

2019年12月24日 9:47 1179次浏覽 來源:   分類: 科技創新

導讀: 資源循環利用價值巨大

 

有专家分析,随着经济社会的高速发展,电子废弃物电脑、电视、冰箱、洗衣机、手机等金属制品,以及报废汽车等产品因新一轮生命周期的结束,“城市矿山”产业会迎来“井喷式”发展,预计2025年报废量将达到1000万吨/年。其中,早期进入市场的电子产品,报废后金属含铜量高达30%,金含量最高达到200克/吨,银含量可达1800克/吨。明显高于含铜量仅为1%的原矿,資源循環利用價值巨大。

這些宏觀大數據,讓一些礦産資源面臨枯竭的相關行業仿佛發現了新大陸。

我們首先認識一下,1000萬噸報廢量是什麽概念?有專家將其形象比喻爲500萬輛小轎車的規模。

看到了城市礦山的巨量,我們再通過原生礦做比較,以銅爲例,目前,國內用原礦冶煉生産銅占絕大多數,而且很多企業屬于超大規模,銅原料大部分以進口爲主。冶煉1噸金屬銅,如果含銅品位1%左右,需要開采100噸原生礦;如果用含銅品位0.5%進行計算,至少需要開采200噸原生礦石爲原料。當“城市礦山”中的廢舊電視機、廢舊洗衣機、廢舊空調等電子廢棄物結束了生命周期湧入社會時,面對資源日益枯竭,含銅品位日趨下降,環保政策越來越嚴苛等衆多制約條件,過去那種秉承大幹快上、經濟效益優先、依靠探礦開采,抓資源思路的發展方式已經在一定程度上被顛覆。

 

那么,在“城市矿产”大规模的到来之际,如何在转型升级发展中,通过改变思维模式,以环保优先为理念,将“城市矿产”中金、银、铂、钯、硒、铟等稀貴金屬最大化提取出来?

 

对此,记者采访了多位行业专业人士,长沙矿冶研究院教授级高工肖松文博士,对国外“城市矿产”领域一些先进实践经验进行了详细的阐述。他说,金属组分是城市矿产中最重要和最为有价值的资源,尤其是电子废物、报废汽车(尾气催化剂)、废旧机电设备零部件等,蕴藏着丰富的稀貴金屬资源,这些资源是全世界各个国家开发利用“城市矿产”的重点目标。

 

 

革新理念謀發展

创新技術求卓越

 

日本和欧盟国家还将电子废物列为稀貴金屬最重要的来源保障,并将铜、铅、锌等重金属冶炼厂作为“城市矿产”资源循环处理回收稀貴金屬的最好载体,原因有三方面,一是“城市矿产”具有典型而复杂的“人造铜矿”特点,元素多达40多个,除了铜、铁、鋁、锡、铅、锌等基本金属外,金、银、铂、钯、铟、锗等稀貴金屬也是其不可或缺的重要组分。二是稀貴金屬含量高,回收利用价值高。尤其是废旧手机等新型消费电子产品及线路板中,貴金屬含量远高于自然矿产品,是综合冶炼厂理想的冶炼原料。三是资源丰富、战略稀貴金屬总量巨大。2014年全球电子废物产生量4180万吨,其中蕴藏有银1000t、金300t、钯100t、铜190万吨、鋁22万吨,资源总价值达480亿欧元。

 

面对如此丰富的矿产资源,发达国家开发利用城市矿产的成功经验,是建立电子废物等城市矿产的回收处理产业链,包括收集、分类/拆解、预处理、材料回收4个主要环节。各环节的企业数量呈倒金字塔数量级式减少;由于冶炼回收稀貴金屬难度大,要求高,处于产业链的最尖端,是支撑产业发展的千金顶,欧盟范围内从电子废物中冶炼回收稀貴金屬的综合冶炼厂主要有3家,全球范围内也不到10家。

 

这些综合冶炼企业主要利用其冶炼系统处理能力大、处理单元众多的优势,根据各种“城市矿产”的组成性质及特点,分门别类,并将其分别加入不同的冶炼系统进行处理。其中稀貴金屬含量高的电子废料,经必要的预处理后,与传统精矿及其它物料一起加入熔池熔炼炉熔炼,利用稀貴金屬与铜、铅/锌之间的亲疏关系“差异”,将其分别富集于黑铜(粗铜)、粗铅或氧化锌灰中,实现稀貴金屬的合理分流与综合回收。同时,将其中的有机物以燃料形式进行利用,实现了各种危险废物的无害化处置。

 

其中,优美科霍博肯冶炼厂是综合冶炼厂处理城市矿产的典型范例, 2016年起每年处理二次物料50万吨,回收20个有价金属,是目前世界上规模最大的稀貴金屬废料综合回收冶炼厂。

 

爲什麽是大型綜合冶煉廠具備冶煉處理“城市礦産”電子廢物的優勢?

 

肖松文教授进行了比较,这些大型综合冶炼厂具备原料适应能力强,可处理各种难处理的废料和杂料,对As、Sb、Hg等有害杂质有很高的承受能力,并且回收的有价金属,尤其是稀貴金屬不仅种类多,回收率高,而且有价金属可多达20种,这是一般小型冶炼厂做不到的,小型冶炼厂回收有价金属品种不到10个;其次,能充分利用城市矿产中的各种组分,有机物作为能源利用,脉石成分转化为形态稳定的熔炼渣、可作为建筑材料使用,而废气、废水处理实施齐全、技术先进,环保效果好。

 

从国外一些企业走过的道路来看,通过实践经验表明,一些国家不仅把电子废物列为稀貴金屬最重要的来源保障,一些著名综合冶炼厂还根据自身特点,建立了先进的电子废物备料与取样分析系统,并将其视为企业的核心竞争力之一,最终在资源回收安全环保各个方面,实现了经济和社会效益的最大化。

 

對我國“城市礦産”資源回收利用方面,肖松文表示,新世紀以來,電子廢棄物電腦、電視、冰箱、洗衣機、手機等金屬制品,電子廢物總量呈現膨脹式增長,2015年理論報廢總量12439萬台,其中電視機3015萬台;洗衣機1545萬台;房間空調器2432萬台;計算機3742萬台等.近年來,還將延續增長。

 

目前,城市金属矿产资源循环利用方面,与国外发达国家比较差距悬殊,由于电子废物等城市矿产种类多、品种杂,有价金属,尤其是稀貴金屬含量波动大,原料的金属含量测定/价值评价方法明显不同于传统精矿,在分选产品冶炼处理回收稀貴金屬方面,由中小冶炼企业完成,不仅综合回收率低,效益差,存在巨大的环境风险。

 

西方发达国家的一些先进经验,比如依托大型综合冶炼厂,利用现代熔池熔炼系统等技术处理城市矿产,实现城市矿产(电子废物)的清洁处置与稀貴金屬的高效回收,补齐以及补强支撑产业倒金字塔的千金顶等,都是值得行业、企业学习的。同时他提出,目前,支撑综合冶炼厂回收处理城市矿产(电子废物)的关键技术,包括熔炼分离-熔池熔炼铜/铅系统搭配处理清洁高效回收稀貴金屬技术;新型电子废物剪切破碎-直接熔池熔炼技术;电子废物/铅锌渣混合熔炼处理高效回收有价金属技术;冶炼中间物(富貴金屬黑铜)短流程冶炼回收貴金屬技术;废旧二次电池还原熔炼-合金粉浸出分离高效回收有价金属技术;烟气处理-电子废物熔炼烟气无害化处理技术及裝備系统等,对于电子废物等性质特点,革新理念,创新技術,建立先进的备料取样与分析检测系统,以及设计合适的采购定价与结算制度体系,是国内综合冶炼厂发展城市矿产资源循环业务的敲门砖。

 

 

産學研用相結合

技術百花齊放新局面

 

实际上,当资源、环保等一系列制约因素摆在面前时,“城市矿山”领域的新技術开发已经呈现出百花齐放的态势。

 

近年来,行业企业、高校院所开始用绿色理念进行技术创新,以中南大学为例,该校加强产学研用深度合作,提出了突破基础理论,加大原始创新,以及绿色设计,从源头把控等先进理念,当面对废旧铅酸蓄电池、电子废弃物、冶炼废渣、烟尘等资源循环利用领域的国家重大需求,开发出有色金属复杂资源低温碱性熔炼基础研究、典型电子废弃物循环利用及先进材料制备应用、废弃电路板多金属富集粉末低温碱性熔炼基础研究、难处理含金硫化銻矿臭氧氧化浸出应用基础研究、溶液体系Co(Ⅱ)多相催化臭氧氧化应用基础研究、生物吸附剂合成及其重金属离子吸附行为研究等一系列新技術。

 

該校與河南豫光集團合作開發了廢舊鉛酸蓄電池回收利用生産線,形成了中國最大的廢舊鉛酸蓄電池處置基地,並將廢舊鉛酸蓄電池納入搜集體系,實現了有效的分選模式;將鉛膏合理搭配于原礦進行熔池熔煉,通過氧氣底吹使液態高鉛渣直接還原,實現了整個鉛資源的高效回收和清潔生産。目前豫光集團利用該技術已經建成兩條具有示範意義的生産線,年處理鉛酸電池近50萬噸,年回收鉛近30萬噸。

 

为了将金、银、铂、钯、硒、铟等稀貴金屬最大化提取和分离,该校开发的高效溶出技术、控地位还原技术、元素深度分离及高浸出制备等系列技术,实现了废旧电路板有机组元深度碳化,金、银、铜、钯、硒、铟等有效富集,并通过控氧燃烧及活性炭雾化吸附,实现物料中有机溴、氯的无害化转变,同时二噁英排放值远低于欧盟标准,有效消除了废旧电路板中持久性有机污染物。目前,湖南永兴国家循環經濟示范园成为了世界最大的稀貴金屬基地。

 

联合格林美在湖北荆门建立格林美公司循环产业园,研发的废旧电路板低武X续热解新技術,建成了电子废弃物绿色循环生产线,从电子废弃物整个大数据分析到高效利用搜集,以及进行智能化分类管理和分选,包括电路板清洁处理,低温热解处理等,形成了一整套技术创袖X矗最终电路板在低武X续热解环境下加以裂解,并通过封闭式负压装置,最大限度地避免了烟气等有害物质向空气中逸散。

 

 

轉型升級道路寬

創新發展高質量

 

当再生金属行业的一些技术难题通过行业、企业及高校院所深度攻关合作解决后,我们看到,中国每年因电子电器报废产生的废电路板数量超过60万吨,并以每年10%至15%的速度在增长,尤其是废旧手机等新型消费电子产品及线路板中,由于貴金屬含量远高于自然矿产品,成为了部分综合冶炼厂理想的冶炼原料。

 

大冶有色澳斯麥特爐系統高效協同處置廢印制電路板示範項目,可以說在營造綠色生態的道路上,探索出一條創新之路。

 

大冶有色黨委宣傳部部長劉建新表示,爲解決再生資源等面臨的社會環境汙染問題,由于電路板上附屬有微量金屬,在回收這些微量金屬時,有些企業先期需對廢舊電路板進行拆解,並對各種金屬做到分門別類,而拆解過程中因爲産生的廢棄物會對環境造成二次汙染,中國有色集團出資企業大冶有色金屬集團控股有限公司對回收的廢舊電路扳做到了直接破碎,投入到澳爐中,電路板中可燃物在爐中充分燃燒,有色金屬實現安全有效回收。

 

據了解,2014年,國家環境保護部與聯合國開發計劃署合作開發的全球環境基金“通過環境無害化管理減少電子電器産品的生命周期內持久性有機汙染物和持久性有毒化學品的排放全額示範項目”,在湖北、天津與江蘇選定典型企業進行示範項目的創新試驗。大冶有色申報的“利用澳斯麥特爐系統高效協同處置廢印制電路板”成爲示範項目之一。

 

該項目由全球單體産量最大、富氧頂吹技術先進的澳斯麥特爐承擔廢印制電路板和電鍍汙泥的處理,實現了再生資源與原生礦冶煉和銅産品生産無縫接合,主要優勢:一是從再生資源-有色金屬-有色金屬産品-再生資源完整産業鏈,生産運行更加經濟高效。二是更加環保與節能。全産業鏈的環保系統保證了熔煉煙氣中的可燃物在高溫下充分燃燒,二噁英等物質被徹底分解,燃燒熱能被高效吸收利用,廢氣、廢水、廢渣等均得到有效處置和資源化利用。三是工藝優勢顯著。“原生礦冶煉爐體加入廢印制電路板和電鍍汙泥聯合處理”的工藝路線,保證了廢印制電路板和電鍍汙泥中的有價金屬得到充分回收;四是項目運營優勢。大冶公司自主開發的處理工藝先進,完善的廢印制電路板檢驗標准和《協同處置印制電路板技術規範》,按高于行業標准的要求規範運行,具有來料處理效率高、設備自動化程度高,物料周轉路線短,同時環保設施先進,通過揚塵補集、除塵之後實現達標排放。通過多項優勢的集中發揮,使廢印制電路板和電鍍汙泥的處理實現了低投入、低能耗、低排放、高效化和高值化處置。

 

目前看,爲了將資源吃幹榨盡,行業企業在創新上鉚足了勁兒。

 

顯然,隨著國內再生資源産生量的增長,再生金屬行業整個産業規模還會不斷增長,對于擁有固廢處理能力的冶煉企業來說,因冶煉系統可以協同處置,同時,高溫熔化也是解決産生二噁英的有效途徑,通過協同處理生産成本得以降低,而且廢舊資源的再利用的確也發揮了經濟增長點作用。

 

那麽,是不是就帶來了發展的空間和機會?對比,也有專家表示,真正的機會是再生資源循環利用實踐在服務社會,服務行業,造福人類的同時,先進的實踐經驗和管理理念尤爲重要,比方同等技術下,就處理廢舊三元電池來看,目前,該領域企業處理能力都處于同一技術層面,差異不大,而差別在于經驗與管理。也就是說,同樣的“城市礦産”資源,在技術上你得“吃”出高水平,有些企業能“吃幹榨盡”,“吃”出10多個有價金屬,或著更高,而有些企業只“吃”出幾個有價金屬,這樣以來,不僅浪費了資源,對環境造成很大影響,同時,你的實踐經驗已經和別的企業拉開了距離。另外,就冶煉二次資源的過程中,有些企業對産生的副産品,比如硫酸,屬于危險品,做到了就地消化,節約了成本;有些企業要長途運輸至下遊化工企業,成本及安全隱患相對加大。特別是近年來,很多相關行業企業像中再生、首創、中節能等在新能源電池回收拆解冶煉再利用等方面,也開始紛紛布局,新上産能及選址等方面,一定會更多考慮資源和生態環保衆多方面要素,由此一開始起點就高于傳統行業。

 

所以,面對衆多的競爭因素,要想贏得發展機遇,向國外一些先進企業學習,根據企業的自身特點,建立先進電子廢棄物備料與取樣分析系統等,以核心競爭力向高端、智能爲引領,將資源安全高效生産,才是推動高質量發展的有效保障。

 

 

不負使命敢擔當

綠色生産新實踐

 

爲了保護好生態,讓城市礦産有限的資源創造出無限的價值,很多企業已經先行一步。

 

前不久,從河南省危險廢物處理處置行業綠色發展協會傳來喜訊:安陽市岷山公司榮獲2019年下半年河南省危險廢物處理處置行業第一名,據了解,安陽市岷山公司在2019年下半年河南省危險廢物處置處理行業綠色發展調研活動中,綜合得分100分,位列行業第一名。而最大鼓勵來自于被評選爲“河南省綠色環保引領企業”的40家企業之一的岷山公司,符合河南省對綠色環保引領企業實施應急管控豁免的政策,取得河南省在保證汙染物穩定達標排放、汙染防治設施齊全正常運行,可以不用采取減排措施,在重汙染天氣橙色及以下預警期間,不停産、不限産。河南省的這一舉措,使一些敢于大膽創新,在環保上投入真金白銀的企業,看到了希望,而一些偷工減料的企業,也真正明白了環保賬不能欠。

 

作爲一家著眼長遠發展的民營企業,在危險廢物處置處理領域,公司一年回收廢鉛酸蓄電池15萬噸,可生産再生鉛90000多噸,嘗到甜頭的岷山人目前在廢舊鉛酸電池回收和梯級利用儲能項目基礎上,已經將目光瞄准“城市礦山”領域,正是多年來通過創新等競爭優勢,安陽市岷山公司已經跑在很多企業的前面。另外,由于該企業董事長何秋安,在資源環境領域的傑出工作,被聘爲常州工學院資源環境研究院和中國再生資源産業技術創新戰略聯盟長三角資源環境研究院産業教授,用何秋安的話來說,不忘初心,不負使命,又是一個擔當。

 

实际上,在再生资源产业,随着国家一系列产业、财税、环保等政策的正向引领和反向倒逼,再生资源产业规模逐步扩大,据不完全统计,2015年以来,国家发布涉及资源循环利用产业的政策法規超过100项,为此,中国再生资源产业技术创新战略联盟秘书长、长三角资源环境研究院执行院长尚辉良介绍,近年来,在国家科技计划项目支持下,再生资源行业科技进步取得新进展,比如,目前已攻克了废杂铜直接制杆技术,解决了废杂铜火法精炼直接制杆技术路线问题,使用洁净的含铜量96%以上废杂铜经火法精炼后可达Cu≥99.90%,O≤400ppm,同时保证导电率IACS%≥100。也就是说,在一些领域,通过合作模式,已突破关键技术难题,找到了快速除杂提纯获得高质量铜水的办法,解决了制约废杂铜火法精炼直接制杆大规模连续生产难题,找到了最佳炉型组合。

 

同时,组织攻克了废线路板全组分高值化清洁利用技术、废旧小型电子电器产品再制造和资源化技术、废弃家电有毒有害成分分离与资源化技术、废弃冰箱回收处理成套裝備,非金属(木塑产品)材料高值化利用技术,以及电子废弃物二次污染控制技术等多项科技成果。

 

这些新的商业模式的不断涌现,以及新技術裝備持续的产业化,对于执着追寻保护生态环境就是保护生产力,改善生态环境就是发展生产力的企业,将会在发展中用质量和效益实现同步提升。

 

下一步,为了让有色行业及相关行业对再生金属行业某些领域有更为广泛的了解,记者釆访了中国物资再生协会副会长高延莉,高延莉介绍,党的十九大报告中提出了将污染防治列为三大攻坚战之一,使报废机动车回收拆解行业得到了前所未有的发展,2018年我国报废汽车回收总量为254.6万辆,同比增长6.9%;全国报废汽车回收拆解企业发展到748家,行业资本总额为222.9亿元;同比上升1.9%;纳税额从2017年的7.516亿元,增长到2018年的28.7亿元,增幅2.8倍。她表示,未来报废汽车资源回收利用率将会提升到90%以上,报废汽车所含有价资源较多,主要含有黑色金属、有色金属、貴金屬(催化剂)、电子设备、玻璃、车用塑料等。其中,废钢等黑色金属约占70%,铜鋁等有色金属约占10%,其他物料约占20%。其中废钢铁、有色金属90%以上都可以回收利用,玻璃、塑料等的回收利用率也可达50%以上。同时,随着各类法律法规、规范和鼓励政策的相继出台,特别是国务院发布了715号令《报废机动车管理办法》,为报废机动车回收拆解行业提供了良好的规范政策环境。

 

另外,對于如何提高危險廢物利用處置能力方面,也有專家表示,截至2018年底,我國危險廢物經營單位的核准利用處置能力超過9000萬噸/年,爲了進一步提升和優化我國危險廢物利用處置能力,《關于提升危險廢物環境監管能力、利用處置能力和環境風險防範能力的指導意見》提出了一是統籌危險廢物處置能力建設。二是促進危險廢物源頭減量與資源化利用。企業應從源頭減少危險廢物的産生量和危害性,實行危險廢物企業內部優先資源化利用。創新管理思路,疏堵結合,先行先試,針對當前一些危險廢物利用處置出路不暢的問題,鼓勵省級生態環境部門在環境風險可控前提下,探索開展危險廢物“點對點”定向利用的危險廢物經營許可豁免管理試點。三是推進危險廢物利用處置能力結構優化。鼓勵龍頭企業做大做強,形成區域布局,推行危險廢物專業化、規模化利用。開展危險廢物經營單位績效評估,淘汰落後産能及不符合環保要求的企業。四是加強重點環節、廢物類別和處置方式的能力建設。健全危險廢物收集體系,開展危險廢物集中收集貯存試點、廢礦物油收集網絡建設試點及鉛蓄電池生産企業集中收集和跨區域轉運制度試點等。

 

最终,我们看到,牢记使命,不忘初心,不论任何行业任何企业,科技創新,绿色发展,都将肩负起自己的重任。未来,作为热点领域的“城市矿产”是否会迎来“井喷式”发展?对于企业,关键是在科技創新方面寻求突破,用好技术好经验为“城市矿产”提供有力支撑,千万不要让城市矿产资源的巨量遮住了眼睛。

責任編輯:李幼玲

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