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攀枝花市矿业循环经济构架设想

更新时间 2011-4-5 14:27:45 点击数:

    攀枝花市矿业循环经济构架设想
*徐 翔(昆明理工大学国土资源工程学院, 云南昆明 650093)摘 要:矿业是攀枝花市的支柱,设计一套适合攀枝花市矿业可持续发展的循环经济构架具有重要意义。设想的循环经济构架围绕钒钛磁铁矿的综合利用,以采选系统和冶金系统为核心,以综合回收和深加工为依托,辅之以水、电、气及信息的集成共享,达到充分回收矿石中的不同元素,同时尽量延长产业链,形成生态循环系统的目的。
     关键词:攀枝花市;矿业;钒钛磁铁矿;循环经济
    攀枝花市拥有大量的钒钛磁铁矿资源,是我国重要的钢铁及钛资源生产基地。随着循环经济的大力开展和可持续发展思想的逐步深入,如何搞好矿业循环经济的问题日益突出。找到适合攀枝花自身的可持续发展模式,设计一套生态、环保、经济效益显著,资源综合利用率高,能够充分发挥本地优势的矿业循环经济构架是十分必要的。
    1 矿业循环经济基础
    攀枝花—西昌地区的攀枝花、白马、红格、太和等矿区钒钛磁铁矿矿床都是以铁、钛、钒3元素为主体,并伴生有铬、钴、镍、铜、硫、钪、硒、碲、镓和铂等多种组分[1],从理论上来说,矿石的综合利用价值是很高的,但是受到技术水平以及经济发展的制约,实际开展的综合利用工作并不是太好。即使资源利用较好的企业(如攀枝花钢铁公司),对钒钛磁铁矿石也只回收了Fe、V、T,i而Co、Ni、Cr、Ga等元素还没有回收利用[2]。
    近年来,国家对攀枝花钒钛磁铁矿的综合利用十分重视,企业自身也开展了大量的循环经济工作,累计投入10多亿元,对重点污染源进行治理。特别是近年来投入1. 7亿元,完成了27项废水治理项目、30项废气治理项目,实现固体、液体和气体废弃物向生产资源的转型,加快冶金渣综合开发利用,成功攻克高钛型高炉渣综合利用的世界性难题,开发研制出30多种有广阔应用前景和市场潜力的建筑产品,实现了高炉渣“零排放”。从对铁、钒、钛的利用来看,攀钢是西部最大的钢铁生产基地、中国最大的铁路用钢生产基地、中国品种结构最齐全的无缝钢管生产基地,中国最大的钛原料生产基地。攀钢能生产世界上所有种类的钒产品,包括钒渣、V2O5、V2O3、高钒铁、中钒铁、钒氮合金及氮化钒铁,且均拥有专利技术,是中国最重要的钒产品生产基地[1]。然而对于攀枝花矿石中其他金属的利用还相对滞后。
    攀枝花矿业循环经济已开展了大量工作,取得了很大的成绩,但是仍然具有很大的发展空间。存在的问题主要是没有统一明确的矿业循环经济构架,造成了协调性不够、重复建设、缺乏关键技术和关键企业的局面,从而导致产业链无法延伸、无法形成大的循环模式的状况。
    2 矿业循环经济构架
    对攀枝花矿业循环经济构架的设计是围绕核心资源———钒钛磁铁矿来进行的,即利用现有优势和潜在条件充分回收矿石中的不同元素,同时尽量延长产业链,并且找到“节点”,使得一个企业的废弃物成为另一个企业的原料,最终将整个攀枝花矿业及相关产业连接起来,形成一个循环整体,具体的构架见图1。
    图1 攀枝花市矿业循环经济构架设想  从图1可知,围绕钒钛磁铁矿的综合利用,核心的采选系统由矿山采矿、选铁、选硫、选钛和综合回收几个部分组成,其中前一个作业的尾矿都成为了后一个作业的原料,而最后综合回收完绝大部分有用资源后剩下的堆存尾矿仍然是一种潜在的资源,随着技术的进步,日后还可以被再利用。
    选矿的产品主要有钒铁精矿、硫钴镍精矿、钛精矿以及利用新技术综合回收的钪、镓等。围绕着这些金属所进行的综合回收及深加工具有延长产业链、增加产品附加值的重要作用。冶炼也是构架中核心的产业,通过综合回收高炉渣,可以避免污染、增加经济效益。构架中的中水系统和余热回收供热中心则是整个构架的辅助和重要保障。
    下面就不同资源种类对构架进行说明。
    (1)铁资源。铁是攀枝花钒钛磁铁矿中最为重要和利用最好的资源之一,其利用主要是通过选铁、冶炼到深加工制得不同产品,另外选钛时可补充选出一部分铁精矿。对高炉渣的再利用是提高资源综合利用率的关键,现在已有大量关于高炉渣再利用的研究,包括利用含钛高炉渣制取钛合金、用作建筑材料和制取钛化物等[3]。
    (2)钒资源。钒赋存于钛磁铁矿中,选矿时随铁一起进入冶炼系统,攀钢在冶炼过程中提钒,产品有V2O5,年产量达2O万t以上,含V2O5大于15. 2%。流态化法制取的V2O3技术成果为攀钢独有,已获国家专利[1]。攀枝花对钒的深加工技术已经比较成熟。
    (3)钛资源。钛也是攀枝花矿石中最为重要的资源之一,在航空航天、精密仪器、汽车制造等领域的应用越来越广,需求量也日益增加。对钛资源的利用主要是通过选矿得到钛铁矿精矿,钛精矿经深加工制得钛渣等产品,钛渣又可作为生产钛白的原料。钛渣用于硫酸法钛白生产时可节约硫酸,减少硫酸亚铁和废酸排放,有利于保护环境。钛渣用于氯化钛白和海绵钛生产时,与直接采用钛铁矿相比,可减少氯气耗量[4]。钛产品今后的发展方向应是钛系列精细化工产品,包括高功能TiO2、TiCl3催化剂、钛系列彩色颜料、无机钛酸盐系列产品、云母钛珠光颜料和钛酸酯偶联剂等[5~8]。
    (4)硫钴镍资源。由于选矿时硫钴镍(包括极少量的铜)一起进入选硫作业的精矿中,所以对它们的利用主要是选矿后的综合回收及深加工。其中硫可作为制硫酸的原料,而硫酸又可作为硫酸法生产钛白的原料。另外硫酸厂的尾气还可浓缩钛白厂的稀硫酸,做到物尽其用。
    (5)其它稀有金属资源。攀枝花矿石中的其它稀有金属除铬赋存于钛磁铁矿中,利用方式与钒相似外(技术不成熟),大部分都残留在选矿尾矿中。
    不过现在有相关研究的主要是钪和镓,余下的不是含量太少、经济上不可行,就是现有技术无法回收,所以对选矿尾矿的再利用研究具有十分深远的意义。
    综上所述,依靠现有成熟技术和具有良好前景的在研项目,加大投资力度,引进先进技术是本构架得以实现的保证。随着科学技术的进步,对攀枝花钒钛磁铁矿的综合利用还会继续深入,循环经济构架也将得到不断的充实和完善。
    3 结 论
    设计适合攀枝花市矿业可持续发展的循环经济构架地科学发展战略具有十分重要和深远的意义,关系到攀枝花市矿业今后的发展方向。本文设想的构架围绕钒钛磁铁矿的综合利用,以采选系统和冶金系统为核心,以综合回收和深加工为依托,辅之以水、电、气及信息的集成共享循环,是一个科学可行的参考方案。
    参考文献:
    [1]张建廷,陈 碧.攀西钒钛磁铁矿主要元素赋存状态及回收利用[J].矿产保护与利用, 2008, 10, (5): 38-41.
    [2]任金菊,崔恩静,马 晶,等.低品位钒钛磁铁矿综合回收选矿工艺研究[J].矿产保护与利用, 2005, 2, (1): 25-28.
    [3]李晨希,王 宏,李润霞,等.含钛高炉渣综合利用研究的进展[J].沈阳工业大学学报, 2004, 26(5): 495-498.
    [4]胡克俊,锡 淦,姚 娟,等.国外钛渣生产技术现状[J].稀有金属快报, 2006, 25(11): 1-7.
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