1.有色金属行业节能减排的具体措施
鉴于有色金属行业已列入在工业和信息化部重点节能减排行业,有色金属行业的节能减排措施包括:
1)在2012年已发布的10项强制性能耗标准的基础上,尽快建立和全面完善有色金属行业能耗标准体系,加大宣贯力度及有效实施。
2)大力发展循环经济,合理利用再生资源。有色金属具有良好的再生循环利用性能,是有色金属工业发展的趋势。与原生金属生产相比,每吨再生铜、再生铝、再生铅分别相当于节能1054kg标煤、3443kg标煤、659kg标煤,节水395m3、22m3、235m3,减少固体废弃物排放380t、20t、128t,每吨再生铜、再生铅分别相当于少排放二氧化硫0.137t、0.03t。据工业和信息化部等部门发布的数据,到2020年,主要再生有色金属产量将达到1200万t,其中再生铜、再生铝、再生铅分别要占当年铜、铝、铅产量的40%、30%、40%。
3)严格执行节能环保政策体系,对不符合节能环保标准的新建项目不准开工建设,充分发挥财政杠杆作用。如2011年4月工业和信息化部等九部委联合发文紧急叫停拟建774万t电解铝项目,总投资达770亿元。依靠科技进步、技术创新,积极采用新技术、新设备,对现有的企业经整改仍不达标的必须依法停产关闭。
4)发挥财政杠杆作用。电解铝是第一能耗大户,虽然我国电解铝单位能耗有所下降,但是由于产量不断攀升,总能耗也在不断攀升。在目前的情况下,我国电解铝和铝材出口数量巨大。我国电解铝、锌等产品大量出口,对此国家应从税收政策上加以调整,限制高能耗、低附加值的有色产品出口。
2.电解铝节能减排任务艰巨
铝作为耗能最大的有色金属品种,与能源产业的波动息息相关,而在国家对能源方面关注度不断提高的背景下,铝行业更容易受到国家政策的影响。综合近年来的统计数据可以看出,我国的电解铝产能一直处于过剩的状况下,设备利用率仅为70%。但是却依旧有一些新的电解铝产能企业项目上马,而重点都集中在宁夏、内蒙古等西部开发地区。综合两方面情况,在淘汰落后、产业升级的行业调整需求下,电解铝行业陷入了一边是无可奈何减产、一边是如火如荼投产的“两难”境地。工业和信息化部等九部委已联合发文紧急叫停774万t电解铝项目,以缓解目前困难局面。
工业和信息化部发布了《关于开展重点用能行业能效水平对标、达标活动的通知》(以下简称《通知》),要求企业强化对标、达标活动管理,认真制订开展能效水平对标、达标活动的工作方案。其中,有色金属行业中的电解铝作为能耗大户,成为唯一入选的有色金属品种,并规定铝锭综合交流电耗在13307kWh/t。
开展行业对标、对达活动是为了让企业更好地了解行业内先进的能耗指标,明确自己的行业位置,通过这种找差距的方式来减少行业能耗。
(1)开展能耗达标活动 我国有色金属工业的能源消耗主要集中在矿山、冶炼和加工三大领域,其中以铝行业能耗为最。2012年,电解铝生产能耗占全年有色金属能耗总量的56%以上。近几年,由于电解铝行业快速扩张,电解铝毫无疑问地成为第一能耗大户。
尽管通过最近几年的科技攻关,我国电解铝行业的能耗指标有所下降,但与国际发达国家的最好水平还有很大差距。
而正是看到这一点,近年来国家一度对电解铝行业进行了限制,从取消优惠电价到逐步下降的出口退税,从行业准入门槛的制定到国务院上调电解铝项目资本金比例。虽然这些都是对电解铝行业发展的限制,但从长远来看并非是治理铝行业的“治本”之策。
《通知》中规定的指标大大高于目前电解铝企业平均电耗指标,如果按照该标准执行的话,行业内将有80%以上的企业将被贴上“整改”标签。《通知》中的数据是以国内同类企业能效先进水平作为参照值,制定出的能效水平对标、达标指标。而开展这次高耗能行业对标、达标活动,只是为了让企业找差距,让企业了解自己在行业中的位置。
工业和信息化部会根据上报情况,组织相关行业专家帮助这些企业进行节能指导。同时,对各地工业和信息化主管部门推荐的在能效对标、达标活动中,取得显著成效的对标企业进行表彰。
在电解铝方面,我国还规定了一个限额指标,该指标是具有一定的强制性,对达不到该指标的企业将在电价、税收等方面给予限制。根据各地对标、达标活动情况及行业能效水平发展情况,适时调整和更新能效水平标杆,完善指标体系,并陆续开展其他行业产品(工序)的能效水平对标、达标活动。(https://www.xing528.com)
(2)技术进步是根本 要建立和完善科学合理的有色金属能耗标准体系,并适时制定出一批能耗标准。同时,制定的耗能标准要有利于推动有色金属技术进步、产业进步,要适合今后的国情,才能达到节能的目的。
一方面,从原生资源的开采中千方百计节能;另一方面,还要考虑大力发展循环经济,从根本上改变能耗结构已经成为解决能耗过高问题的必由之路。
另外,还要大力发展节能、淘汰落后工艺和技术。实践证明,先进的技术设备和工艺是保证我国有色金属行业节能降耗的根本。目前我们正在工业化实现的铝电解节能技术,可以使现在的吨铝直流电耗低于1.2万kWh/t。如果该项技术在国内成功推广运用,不仅有利于国内电解铝企业降低成本,而且环保效果显著。据预计,该技术吨铝节电在1000kWh以上,这对于世界铝工业来说也是一大贡献。
3.有色金属行业节能减排技术
实践证明,先进的技术设备和工艺是保证我国有色金属行业节能降耗的根本。
有色矿山重点采用大型、高效节能设备,提高采矿、选矿效率;铜熔炼采用先进的富氧闪速及富氧熔池熔炼工艺,替代反射炉、鼓风炉和电炉等传统工艺,提高熔炼强度;氧化铝发展选矿拜耳法等技术,逐步淘汰直接加热熔出技术;电解铝生产采用大型预焙电解槽,限期淘汰自焙电解槽,逐步淘汰小预焙槽;铅熔炼生产采用氧气底吹炼铅新工艺及其他氧气直接炼铅技术,改造烧结鼓风炉工艺,淘汰土法炼铅;锌冶炼生产发展新型湿法工艺,淘汰土法炼锌。目前在我国,一些先进的技术如全石墨化阴极、碳化硅和氮化硅复合内衬材料、选矿拜耳法、石灰拜耳法技术等还没有得到广泛运用。
【案例5-5】 在自主研发300kA级大型预焙槽铝电解技术基础上,由中铝国际工程公司设计的370kA大型预焙槽已在兰州铝业27万t铝系列建成投产,成为目前世界上最大槽容量的电解系列。其中,设计建有16台400kA特大型铝电解工业试验槽,为工业化提供技术支撑。另外,中孚铝业“大型铝电解系列不停电技术及成套装置”和万基铝业的全石墨化阴极材料的推广应用,都对节电起到了重要作用。
【案例5-6】 云南冶金集团在世界上首次将“艾萨”炉炼铅技术与自主创新的“富氧渣鼓风炉还原工艺技术”相结合,形成了具有自主知识产权的高效节能。清洁的粗铅冶炼新工艺。江铜、铜陵的闪速炉、云铜的奥斯麦特炉、金川的合成炉和西部矿业的卡尔多炉,分别加大了节能技术改造力度,采用高效富氧强化熔炼技术和余热。余能综合利用技术减少了排放,节约了能耗。宁波金田铜业自主研发的废铜熔炼精炼技术与装备,大大提高了效率,减少了排放,实现了清洁生产。
【案例5-7】 中铝集团节能减排取得成效。
1)中铝河南分公司在2006年完成了气态悬浮焙烧炉燃油改燃气(西气东输天然气)和强化溶出、蒸发沉降等关键设备及重点生产瓶颈环节的大规模装备改造后,仅气态悬浮焙烧炉燃油改燃气一项,就可年创经济效益3000万元以上,其在简化流程、提高质量、安全环保等多个方面,均显现出了十分突出的优势。该公司达标达产的70万t氧化铝创新项目采用了低能耗的拜耳法生产工艺和高效节能的一水硬铝石管道化溶出、多效管式降膜-强制循环蒸发器、大型高效赤泥沉降槽、大型立式叶滤机等11项具有国际先进水平的氧化铝生产新装备,其中有5项达到国际领先水平,使得该公司目前的氧化铝综合能耗也降到1000kg标煤以下。
2)中铝国际山东铝业工程有限公司创新实施的《氧化铝行业大型立式储槽无胀圈倒装制安工法》,经过大型槽体安装多次应用,其技术稳定可靠。通过中国有色金属建设协会专家评审,并在该行业推广应用,降低了成本,提高工效。
目前建筑安装行业普遍应用的倒装法安装槽类设备,大都采用吊装柱与胀圈配合的提升工艺,该工艺在槽类设备安装存在效率低、工序间相互制约、一次性投入大、胀圈通用性差、成本高等缺陷。中铝国际山东铝业工程有限公司工程技术人员、施工人员合力攻关,针对常规倒装法因使用胀圈导致的缺陷,根据成形槽体提升的受力原理,首创实施的《大型立式储槽无胀圈倒装工法》。该工法使用沿槽体均匀分布的倒T形吊耳与筒体焊接,替代胀圈实现吊耳与筒体连接,解决了使用胀圈胀力无法计算、胀圈受力变形增加筒体对口的难度、每提升一节起落胀圈的问题;同时,解决了高空搭设操作平台费用高、安装工期较长的问题。该工法在中铝山东企业第二氧化铝种分槽扩建工程、氧化铝挖潜改造ϕ14m×35.6m种分槽安装工程、拜耳法氧化铝沉降槽安装等多项工程广泛应用,体现出技术先进、方法成熟、简便快捷、经济效益显著等特点,用于平底槽每次可节约费用5.3万余元,用于锥底槽每次可节约费用10.7万余元,具有广泛的推广应用前景。
【案例5-8】 全球首条母铝合金材料生产线在我国完成交付,母铝合金材料制造能耗、有害物排放均达到世界最低值。
由中国STA公司与清华大学、中南大学共同完成的“铝晶粒细化母合金制备关键技术与设备研究及其产业化”项目重大科技成果通过中国有色金属工业协会鉴定委员会八位国家级专家学者的鉴定。这是世界第一条从原矿到母铝合金材料制造的完整生产线,其多项核心技术和产品关键性技术指标均超过欧美。该项成果不仅填补了我国母铝合金炼造的技术空白,整体技术也达到了国际先进水平,对提升世界铝加工水平做出了实质性贡献,为未来控制全球产品定价创造了条件。基于多种原因,这一重大科研成果推迟了整整两年的时间才向媒体公布。
中国STA公司2006年,历经9年技术攻关掌握了母铝合金的核心技术,成为除英、美、荷的第四家公司,但当时的多项核心技术指标均达不到其他三家水平。在此后两年中,科技人员在熔炼及铸轧、产品能耗、废物排放等三大关键工序中颠覆传统、突破极限,于2008年自主研发出世界首条从原矿到母铝合金材料制造的完整生产线。所生产的母铝合金经过中国有色金属研究院、北京航空大学材料研究所等权威机构检测,其中的硼化钛、碳化钛质点的细微度、纯净度均超过了其他三家。
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