再生有色金屬資源
我國再生有色金屬占據重要地位,再生金屬回收利用是有色金屬工業污染控制的重要途徑。進入21世紀以來,中國再生有色金屬產業快速發展、成就輝煌。2012年再生有色金屬(鋁、銅、鉛、鋅)產量1039萬t,其中鋁480萬t,銅275萬t,鉛140萬t,鋅144萬t。2013年再生銅、鋁、鉛及鋅的產量分別達到275萬t、520萬t、150萬t和130萬t。另外,高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術進入了產業化應用階段,赤泥回收鐵、鋁電解槽廢襯回收、鎂渣回收等的綜合利用開發取得重大成果。再生有色金屬產業規模不斷擴大,資源綜合利用水平不斷提高,已成為中國有色金屬工業的重要組成部分,為節能減排、節約資源做出了突出的貢獻。大力發展再生有色金屬產業已成為中國有色金屬工業實現節能減排目標的結構性措施。
再生有色金屬資源概況
廢舊有色金屬具有良好的再生利用性能,大力開發利用再生金屬為節省原生礦產資源、能源,減少污染物排放,保護環境等做出了巨大貢獻。隨著工業化、城鎮化進程的加快,我國的資源需求進一步加大,再生金屬作為戰略性新興產業重要組成部分,意義凸顯。我國主要再生有色金屬產量已連續3年突破1000萬t,超過了10年前全國有色金屬總產量,再生金屬產業已成為我國有色金屬工業的重要組成部分。
近年來,我國再生金屬產業技術裝備水平明顯提高,一些裝備已達到或接近國際先進水平,產業發展后勁顯著增強。世界再生鋁產量占原鋁產量的35%~50%,其中美國約占50%,日本約占90%,德國約占45%。世界再生銅產量占原生銅產量的40%~55%,其中美國約占60%,日本約占45%,德國約占80%。世界再生鉛產量占原生鉛產量的40%~60%,其中美國約占.75%,日本約占60%,德國約占55%。中國有色金屬廢料供給結構正在改善。2002—2011年,中國累計進口有色金屬廢料6274萬t,其中,含鋁廢料進口1817萬t,占原料供給的55%以上,含銅廢料進口4417萬t,占原料供給的70%以上。
以稀貴金屬、有色金屬作為主要目標產品和收益點的電子廢棄物處理產業、已成為我國再生有色金屬產業的重要組成部分,環境效益和經濟效益明顯。據聯合國有關報告,全球每年產生的電子垃圾多達5000萬t,預計2017年將達到6540萬t,其中部分電子垃圾來自廢舊電視或智能手機。我國因“四機一腦”(電視機、洗衣機、電冰箱、空調、微型計算機)處于報廢高峰期和國家相關鼓勵拆解政策,電子垃圾的增長速度更快,2013年全國回收拆解廢棄電器電子產品超過1.1億臺,同比增長38.3%,遠遠高于全球電子廢棄物的增速(5%~6%)。白色家電產業是銅、鋁等有色金屬的主要下游市場之一,以空調為例,銅占其成本結構的1/4左右,鋁占1/10左右,以冰箱為例,銅約占成本結構的1/6,鋁占1/20。廢舊家電的拆解回收和無害化、高值化、全組分清潔利用所帶來的節能環保效應非常明顯,家電產品的生產、消費和報廢等,均與有色金屬具有緊密的聯系。
我國再生有色金屬產業擁有最廣闊的市場空間,在已具備的堅實的再生技術基礎上,充分借鑒發達國家的成熟經驗,強化循環經濟立法,加大宣傳力度,健全回收體系,提高環保標準,推廣高值化利用,暢通進口渠道,抓住發展機遇,迎接嚴峻挑戰,必將更好地發揮出中國再生有色金屬產業在全球市場的不可替代的重要作用。發展中的再生有色金屬產業要積極與國際接軌,把國內外的廢舊有色金屬資源匯聚到再生利用產業。
再生鋁資源
再生鋁產業是鋁工業的重要組成部分和發展循環經濟的重要領域。隨著產業結構調整的深入,中國再生鋁產業將得到更為迅速的發展,再生鋁產量由改革開放前的幾千噸,增長到2013年的520萬t,我國已經成為世界最大的再生鋁生產國。中國再生鋁產業的不斷發展,將對鋁工業的資源循環利用和節能減排發揮越來越重要的作用。
金屬鋁是報廢汽車中含量僅次于鋼鐵的金屬,以重量計其占比為3%~4%,而且高端車含量更高。按未來報廢汽車數量猛增至1000萬臺計算,國內汽車報廢鋁產量也將隨之大幅增加至30~40萬t。隨著經濟持續增長,國內鋁制品的消費量和社會積蓄量不斷增加,初步估算,2015年國內報廢各類新舊鋁制品將超過400萬t,為再生有色金屬產業的持續發展提供了有力的原料保障。
2020年以前,我國的用鋁需求需要通過大量的進口來滿足;2020年后原鋁量逐漸下降,可循環的儲積鋁量逐漸增多。至2030年社會儲積可循環鋁量將可以滿足再生鋁的生產需求,并略有盈余,即2030年后我國將可以依靠社會儲積鋁量滿足對再生鋁的需求,并進一步減少原鋁產量。
再生銅資源
因為銅需求長期存在,而我國銅資源貧乏,因此再生銅便成為銅資源利用中不可或缺的部分。再生銅因98%的高回收率、低成本及金屬保值性較強,近年來產量增長明顯,至2015年精煉銅產量達950萬t,再生銅達380萬t,所占比例由2010年的37.8%上升至40%。
再生銅回收一般包括兩部分:一是企業在生產過程中產生的邊角廢料,由于銅加工材的綜合成品率只有60%左右,因此廢料量很大。二是社會上積存的廢雜銅,這部分目前是國內回收的重點。據估計,近幾年中國每年回收廢雜銅含銅量已超過70萬t,占國內銅消費量的25%左右。
再生鉛資源
全世界鉛資源已探明的靜態可開采儲量預計還可以開采20年左右,是所有金屬資源中可開采時間最少的。如果不加緊研究再生鉛資源的開發,而繼續大規模開采原礦,50年內世界鉛資源將被消耗完,而作為對鉛需求量與日俱增的進口國,我國也將面臨鉛資源短缺問題。
我國的鉛儲量占世界總儲量的30%左右,但是如今的國內開采量已經不能滿足鉛冶煉的需要。我國再生鉛回收利用起步較早,原料來源比較廣,85%以上來自廢舊鉛酸蓄電池,少量來自電纜包皮、耐酸器皿襯里、印刷合金、鉛錫焊料及各類軸承合金等。2013年,中國再生鉛產量為150萬t,同比增長7.1%,占當年精鉛消費量的30%以上。2014年,我國再生鉛產量達160萬t,同比增長6.7%,約占全年鉛產量的38%。2014年,再生鉛企業反映最為強烈的就是原料不足的問題,實際上,我國每年產生的廢鉛酸蓄電池數量超過260萬t,但正規回收的比率不到30%,從目前發展情況看,到2015年,中國再生鉛產量占原生鉛的比例有望超過《再生有色金屬產業發展推進計劃》中提出的40%的發展目標。目前,歐美發達國家的再生鉛產量占鉛總產量的比重是90%,日本為100%,而中國僅為30%,且再生鉛主要用于鉛酸蓄電池企業。
目前,鉛酸蓄電池的使用量占所有電池市場份額的70%,其應用領域已從汽車啟動電源、火車用電池等發展到通訊、風能、電力、新能源汽車、不間斷電源等,每年產生大量的廢鉛酸蓄電池,推動了再生鉛行業的發展。目前,再生鉛產業已成為中國鉛工業的重要組成部分,其行業本身也在不斷地進行技術革新。鉛酸蓄電池產業的快速發展也將進一步推動廢鉛酸蓄電池報廢量逐年增長,為再生鉛產業提供原料保障。
再生鋅資源
2014年再生鋅的產能在180萬t左右(折合的鋅金屬量),產量在133萬t,同比增長4%。涵蓋熱鍍鋅渣和鋅灰的利用、生產過程中和報廢后的鋅合金的再生利用、鋼鐵行業電弧爐煙塵和瓦斯泥/灰中鋅的提取利用、其他冶金行業含鋅塵泥中鋅的提取利用。
根據鋅的消費和回收,一般可以把再生鋅原料分為四類:生產過程產生的含鋅廢料,包括熱鍍鋅過程產生的熱鍍鋅渣、鋅灰,這是再生鋅的主要原料;鋅材和壓鑄鋅合金生產過程中產生的廢料和邊角料,這部分含鋅廢料基本回收。消費后回收的可用于再生的鋅,包括報廢的壓鑄鋅合金和鋅材,這個通過廢料回收市場收集回收;鍍鋅廢鋼在電弧爐冶煉時鋅進入煙道,電爐煙道灰的鋅含量在15%~25%,該類含鋅煙塵作為再生鋅的原料回收鋅或者生產含鋅制品。高爐煉鐵時產生的含鋅瓦斯泥/灰。高爐煉鐵過程中,鋅的熔沸點低,鋅進入瓦斯泥/灰中被富集,這部分煙塵的數量大,鋅品位差別較大,品位高的部分可以通過回轉窯或者轉爐后,使鋅在煙塵中再次富集,以次氧化鋅的形式產出,提鋅后剩余的部分可以重返煉鐵或者煉鋼工段再利用。銅、鉛、鋅等行業冶煉過程中產生的含鋅煙塵。鋅一般和其他金屬共伴生,在銅、鉛、鋅冶煉過程中,鋅的熔沸點低,還原后進入煙道和除塵設備中被富集,這部分煙塵的鋅含量較高,有利用價值。
根據再生鋅的原料分類,2014年再生鋅的各類原料數量和利用情況如下:熱鍍鋅渣、鋅灰。據不完全統計,2014年華東地區生產線開工數較去年增加了25%。鍍鋅行業的鋅消費占到57.3%左右,2014年鋅的消費量增長5%~6%,其中有12%左右進入熱鍍鋅渣和鋅灰,這部分資源的含鋅量在82萬t左右。2014年以熱鍍鋅渣、鋅灰為原料的再生鋅產量(包括氧化鋅折合的鋅金屬量)約52萬t。壓鑄鋅合金生產過程中生產的含鋅廢料。近年來壓鑄鋅合金開工率維持低位,鋅合金壓鑄生產有5%的金屬損耗,另外還產生4%的熔渣,熔渣主要送鋅冶煉環節制造鋅錠,是再生鋅的原料。報廢的鋅合金廢料。中國用于建筑行業的鍍鋅鋼板和鋅合金的報廢年限為25~30年,用于汽車、家電和電氣設備的壽命一般為10~15年,根據當年的消費量和消費結構,按報廢周期估算2014年報廢的含鋅材料中鋅大約有25.3萬t,這部分資源的再生鋅產量在20萬t左右。煙道灰。廢鋼用電弧爐冶煉,其操作溫度為1500~1700℃,爐料中存在的易揮發金屬如鋅、鉛、鎘等揮發進入煙塵中。電弧爐廢鋼冶煉中煙塵產生率為11~20kg/t鋼。鍍鋅板材的報廢周期一般為20年,測算得出2014年廢鋼冶煉產生的含鋅煙塵的含鋅量為25.4萬t,這部分資源的再生鋅產量為10萬t。瓦斯泥/灰。2014年1——11月,中國生鐵累計增長0.4%。我國高爐煉鐵中,瓦斯泥/灰的產出量為15~25kg/t Fe,根據生鐵年0.4%的增長速度,估算高爐煉鐵產生的瓦斯泥/灰的鋅含量在57萬t左右,這部分資源的再生鋅產量在30萬t左右。銅、鉛、鋅冶煉產生的含鋅煙塵。2014年以銅、鉛、鋅冶煉行業產出的含鋅煙塵為原料的再生鋅產量約為8萬t。進口的含鋅物料。根據海關數據,2014年進口的鋅廢碎料為3.2萬t。但2014年真正進入國內的廢鋅資源含鋅量超過10萬t,以進口廢鋅資源為原料的再生鋅產量為8萬t左右。
再生鎂資源
鎂的主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金,其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金,主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等領域,其用量正以每年15%的速度保持快速增長,遠遠高于鋁、銅、鋅、鎳和鋼鐵的增長速度。
隨著鎂合金應用技術的不斷提高,鎂及鎂合金在各個行業的用量日益增大,廢鎂和廢舊鎂合金的回收與利用產生了巨大的需求空間,對鎂合金的循環利用具有重要意義。廢鎂多以合金形式存在,物理形態有塊狀和屑狀。鎂合金的熔化潛熱比鋁合金低得多,比鋁合金消耗的能量少,因而鎂及其合金是易于回收的金屬,目前使用的鎂合金均可以回收。
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