依靠科技進步降低有色金屬行業碳排放意義重大

本刊記者/田曉東

依靠科技進步降低有色金屬行業碳排放意義重大

本刊記者/田曉東

有色金屬行業是我國工業部門的重要組成部分，這一行業產業關聯度高，在經濟建設、國防建設、社會發展等諸多方面發揮著重要作用，其作用是其他工業部門所不可替代的。特別是“十一五”期間，我國的有色金屬行業發展迅猛，銅、鋁、鉛、鋅等十種有色金屬產量及消費量都居世界第一位，例如2009年，我國十種常用有色金屬產量達到2604.4萬噸。其中，精煉銅405.1萬噸，占十種有色金屬產量15.5％；原鋁(電解鋁)1289.05萬噸，占十種有色金屬產量49.5％；鉛377.3萬噸，占十種有色金屬產量14.5％；鋅428.6萬噸，占十種有色金屬產量16.5％；鎂52.6萬噸，占十種有色金屬產量2％；鈦4.57萬噸，占十種有色金屬產量0.18％?？梢哉f我國已經成為有色金屬生產和消費的大國。在這種情況下，有色金屬行業二氧化碳減排的問題，就進入了社會關注的視野。

日前，記者就有色金屬行業的二氧化碳減排問題，采訪了中國有色金屬工業協會工程師邵朱強。

邵朱強認為：在有色金屬行業的生產過程中，基本沒有二氧化碳產生，有色金屬行業的二氧化碳主要是因能源消費而引起的。2009年我國有色金屬工業由能源消費帶來的二氧化碳排放總量約為2.4億噸，其中由電力消費帶來二氧化碳排放約占全行業二氧化碳總排放的66.4％，由煤炭(含焦炭)消費帶來的二氧化碳排放約占全行業二氧化碳總排放的26.8％，兩者相加帶來二氧化碳排放約全行業的93.2％；天然氣、油等其他能源消費帶來的二氧化碳排放只占全行業二氧化碳排放總量的6.8％。如果扣除電力消費等所產生的二氧化碳(間接排放)，有色金屬行業碳排放只有6600萬噸左右。2009年有色金屬行業由能源消費帶來的碳排放主要集中在鋁(含氧化鋁)、銅、鉛、鋅、鎂等產品的冶煉環節，約占有色金屬工業由能源消費帶來碳排放總量的81％左右，與分品種能源消耗占全行業能源消耗的比例基本一致。其中，鋁冶煉(含氧化鋁)占68.8％，銅冶煉占1.6％，鉛、鋅冶煉占7.7％，鎂冶煉占3.1％。礦山采選、加工和其他金屬品種冶煉碳排放占全行業約19％左右，因此有色金屬行業碳排放減排的重點在鋁(含氧化鋁)、銅、鉛、鋅、鎂等產品的冶煉環節，鋁工業是碳減排的重中之重，所以在這種情況下，通過健全機制，加強組織指導，落實好國家控制溫室氣體排放的政策措施，充分發揮科技進步和技術創新在減少溫室氣體排放中的作用，促進有色金屬工業健康發展就顯得十分必要。

邵朱強表示：當前依靠科技進步，在有色金屬行業中降低二氧化碳的排放意義重大。目前，在有色金屬行業中，降低二氧化碳的排放途徑主要有三種：一是淘汰落后生產能力；二是依靠技術進步；三是加強管理，其中最關鍵的因素還是要依靠科技進步。

邵朱強以鋁、銅、鎂、鉛、鋅的冶煉為例，為記者做了詳細的解釋。他告訴記者，以鋁冶煉為例，我們可以研發和推廣大型預焙槽技術。400kA槽型的噸鋁直流電耗可以達到12300千瓦時/噸，比2009年全國電解鋁平均噸鋁直流電耗低900千瓦時/噸。如果2015年全國電解鋁產量中20％采用400KA及以上大型電解槽，那么就可以減少二氧化碳排放約250萬噸；如果做好了鋁電解槽新型陰極結構技術的推廣應用工作，將使我國鋁電解生產技術和能耗指標位居世界領先水平。目前，應該讓我們的電解鋁廠采用這項技術，結合電解槽的大修，進行鋁冶煉節能技術的改造與升級。如果真把這項工作做實了，那么我們可以預計，在“十二五”期間，這項技術將會大面積推廣，我國的電解鋁平均綜合交流電耗就會大幅度地降下來；如果2015年全國電解鋁產量有35％采用大型預焙槽技術，將會減少二氧化碳排放約480萬噸。

另外，采用新型結構導流槽鋁電解技術，噸鋁可節電1000千瓦時，如果2015年全國電解鋁產量中有25％采用該技術，可減少二氧化碳排放約350萬噸。

談到銅冶煉的二氧化碳減排問題，邵朱強說，我國銅冶煉近年來所取得的成績，主要得益于企業采用了先進的富氧閃速及富氧熔池熔煉工藝，這種工藝替代了反射爐、鼓風爐和電爐等傳統工藝，提高了熔煉的強度，減少了二氧化碳的排放，所以在“十二五”期間，氧氣底吹爐連續煉銅技術、閃速爐短流程一步煉銅技術、新型側吹熔池熔煉等銅冶煉工藝的短流程研發成功和推廣，將是銅冶煉節能的重要途徑。經測算，依靠上述先進的工藝技術與工藝流程，在銅冶煉行業就會減少二氧化碳排放約150萬噸。

現在，我國的銅冶煉技術已經接近或達到了世界先進水平。污染嚴重的鼓風爐、電爐、反射爐煉銅工藝逐步被淘汰，取而代之的是引進并消化自主創新的閃速熔煉法、諾蘭達、艾薩法和奧斯麥特等先進技術。另一方面，濕法冶金技術也得到了快速發展。濕法煉銅具有投資費用低、環境污染少、生產規模適度、運行成本低等優點，其能源消耗和碳排放相對火法冶煉較低。近幾年，濕法煉銅的技術成熟度不斷提高，產量逐漸增加。根據我國銅礦特點，濕法煉銅在我國的發展前景很大，這也有力地推動了銅冶煉行業的碳減排。

對于鉛、鋅冶煉的節能減排問題，邵朱強認為：鉛、鋅冶煉的節能減排是一個重點，要想做好這項工作，應該從四個方面入手。一是充分利用余熱余壓節能，充分利用熱導油技術、蓄熱室燃燒技術、熱能高效梯級利用技術，利用氮氣回收熱能及中低溫廢熱進行發電；二是要重視能量的系統優化，提高能源的利用率，提高高爐窯的熱效率，加強爐窯的保溫，改進窯內的燃燒氣氛，提高工序的連續化，加強冶煉中的副產品氫氣的開發利用，這樣才能降低原料和燃料的消耗；三是采用新技術、新設備、新工藝，讓一批關鍵技術成為減排的重要支撐；四是提高管理效益，運用現代化的管理方法，對企業耗能的各個環節進行細分，重點攻關，層層突破。邵朱強告訴記者：鉛、鋅冶煉重點是推廣液態高鉛渣直接還原工藝技術、完善和提高氧氣底吹熔煉爐熔煉技術、鉛富氧閃速熔煉工藝和鉛旋渦柱閃速熔煉工藝。只有依靠先進的科技成果，才能實現鉛鋅冶煉的節能減排難題。例如，以中心旋渦柱流股連續熔煉技術及鉛渣液態直接貧化技術為核心，進行流程原始創新，開發一批具有自主知識產權、短流程和連續化為主要特征的煉鉛關鍵技術和裝備，就可以提升我國鉛冶煉工業的整體技術裝備水平和核心競爭力，就可以把國內粗鉛綜合能耗降到350千克標煤/噸粗鉛，降低單位產品能耗7.9％。當前，除了低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統技術，生產每噸鋅能夠節電200千瓦時以外，在國內的鋅冶煉過程中，其他技術或者落后工藝的節能潛力已經不大。“十二五”期間，如果液態高鉛渣直接還原工藝技術普及率能夠達到30％，鉛富氧閃速熔煉工藝和旋渦柱流股連續熔煉技術普及率達到20％，低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統技術普及率達到20％，那么通過加強余熱余壓回收，推廣高效節能電動機，高效風機、泵，壓縮機及高效傳動系統等，國內鉛、鋅冶煉行業每年就可以減少二氧化碳排放約120萬噸。

邵朱強

談到鎂冶煉的節能減排問題，邵朱強告訴記者：我國的鎂冶煉企業依靠科技進步，開展了一系列技術創新與技術改造。例如，采用豎罐式蓄熱還原爐、連續蓄熱精煉爐、多熱源——電熱法——內熱式煉鎂還原爐、高效雙預熱蓄熱式燃燒技術、節能與深度環保的鎂冶金成套技術等等，這些新工藝與新裝備的運用，目前看節能效果都非常好。如果在鎂冶煉的過程中，我們能廣泛地采用清潔能源和引進蓄熱式高溫空氣燃燒技術，那么我國的鎂冶煉節能減排的綜合能力就會大幅度提升，可以減少二氧化碳排放20％以上?！笆濉逼陂g，如果在鎂冶煉行業，蓄熱式高溫空氣燃燒技術的普及率能夠達到100％，新型豎罐煉鎂技術普及率能夠達到60％左右的話，那么國內鎂冶煉行業每年就可以減少二氧化碳排放約750萬噸。

可見，針對有色金屬行業的特點，依靠科技進步，采取一系列節能減排措施，盡最大努力減少有色金屬行業的碳排放，此舉意義重大。