曾沛源, 吳　念, 焦葉宏, 成　昊, 張　杰, 胡　松, 宋謀勝

(1 銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院, 貴州　銅仁　554300;2 銅仁學(xué)院物理與電子工程學(xué)院,貴州　銅仁　554300;3 銅仁市創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市辦公室, 貴州　銅仁　554300)

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貴州省銅仁市電解錳產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與思考*

曾沛源1, 吳念1, 焦葉宏1, 成昊2,3, 張杰2,3, 胡松2,3, 宋謀勝2,3

(1 銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院, 貴州銅仁554300;2 銅仁學(xué)院物理與電子工程學(xué)院,貴州銅仁554300;3 銅仁市創(chuàng)建國家環(huán)境保護模范城市辦公室, 貴州銅仁554300)

銅仁電解錳產(chǎn)業(yè)對發(fā)展全市工業(yè)經(jīng)濟起著支柱作用，做大做強錳產(chǎn)業(yè)是當(dāng)?shù)毓I(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。當(dāng)前，銅仁市正在重點發(fā)展煤電錳一體化項目，著力打造錳精深加工產(chǎn)品生產(chǎn)基地和建設(shè)錳生態(tài)產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈。論文分析了未年5年銅仁錳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，對錳產(chǎn)業(yè)在延伸產(chǎn)業(yè)鏈、加強大宗錳產(chǎn)品生產(chǎn)、含錳新能源材料的開發(fā)和錳渣污染治理與回收利用等方面進行了思考。最后，對銅仁如何利用錳資源優(yōu)勢，綠色和可持續(xù)開發(fā)錳產(chǎn)業(yè)進行了展望。

銅仁；電解錳產(chǎn)業(yè)；現(xiàn)狀；思考；展望

我國電解錳企業(yè)主要分布在湖南、貴州、重慶和廣西等西部地區(qū)，其中貴州的錳產(chǎn)業(yè)主要集中在銅仁，其轄下的松桃縣錳礦資源豐富，與湖南花桓、重慶秀山形成了中國錳業(yè)的“金三角”，素有“世界錳都”之稱[1-2]。最近，該縣又新探明錳礦資源儲量達1.92億噸，堪稱亞洲第一[3]。盡管銅仁錳產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能與產(chǎn)量居全國前列，但存在規(guī)模偏小、產(chǎn)能集中度低、布局欠合理等問題。立足錳礦資源比較優(yōu)勢，科學(xué)規(guī)劃銅仁錳產(chǎn)業(yè)，開發(fā)下游錳產(chǎn)品、延伸錳產(chǎn)業(yè)鏈，提高資源利用率、降低對環(huán)境污染，做大做強做優(yōu)銅仁錳產(chǎn)業(yè)，成了銅仁“興工富市”的戰(zhàn)略目標(biāo)之一。

1　錳產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

銅仁市錳礦資源豐富，根據(jù)地質(zhì)部門勘探，錳礦主要分布為：松桃縣錳礦分布在大塘坡、大屋、楊立掌、黑水溪、涼風(fēng)坳、關(guān)口坳一帶；碧江區(qū)錳礦分布在新田灣一帶；萬山區(qū)錳礦分布在下溪一帶；印江縣錳礦分布在鍋廠、關(guān)口坳一帶。銅仁市原建有電解錳企業(yè)20多家，年生產(chǎn)能力達39.7萬噸，占全國總產(chǎn)能的19.8%。2014上半年，全市電解錳產(chǎn)量完成13.2萬噸，同比增長11.5%。錳及相關(guān)產(chǎn)業(yè)已占全市工業(yè)比重的40%，稅收占工業(yè)比重的35%。電解錳已成為全市最重要的特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之重要載體，在全市工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中具有絕對支柱地位。

目前銅仁市正充分利用錳資源優(yōu)勢，著力打造和改造升級當(dāng)?shù)氐腻i產(chǎn)業(yè)，重點發(fā)展煤電錳一體化項目。已成立了黔東工業(yè)聚集區(qū)，實施了7戶電解金屬錳的技改擴能工程，引進了大龍煤電錳一體化產(chǎn)業(yè)項目，大力提升錳資源綜合利用水平，如萬山興隆錳業(yè)低品位錳礦利用等一批技術(shù)創(chuàng)新項目?？偼顿Y40億元的貴州武陵錳業(yè)錳系列產(chǎn)品精深加工及配套項目，采用全新工藝技術(shù)，計劃2017年4月全面建成投產(chǎn)后，可實現(xiàn)年產(chǎn)值65億元。另外，當(dāng)?shù)卣ρ由戾i產(chǎn)業(yè)鏈、提升錳產(chǎn)品附加值，發(fā)展電解二氧化錳、高純硫酸錳、錳鋰電池、精細硫酸錳、錳鹽精細化工、錳基電池新材料產(chǎn)品，著力打造錳精深加工產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

現(xiàn)在，銅仁市通過組建大龍鐵合金集團、松桃三和錳業(yè)集團，成功完成金瑞錳業(yè)公司、匯豐錳業(yè)公司分別對金豐錳業(yè)、金地錳業(yè)的收購重組等，區(qū)內(nèi)企業(yè)規(guī)模迅速擴大，產(chǎn)業(yè)整合升級的步伐明顯加快，電解錳總產(chǎn)能達到27 萬噸，企業(yè)戶數(shù)減少為15 戶，產(chǎn)業(yè)集中度上升至76%。企業(yè)錳資源綜合利用率大幅提高，工業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化促進了增長方式的明顯轉(zhuǎn)變[4]。

2　錳產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)

表1　未來5年(2016-2020)銅仁市錳產(chǎn)品開發(fā)利用情況與過去5年(2010-2015)對比

當(dāng)前，銅仁市正在加快錳業(yè)發(fā)展的技術(shù)改革，積極開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝和先進設(shè)備，淘汰落后工藝和設(shè)備，不斷提升行業(yè)整體創(chuàng)新能力，占領(lǐng)國內(nèi)錳業(yè)的制高點，力爭在2020年打造成全國第二大錳產(chǎn)業(yè)基地。在現(xiàn)在建成的省級示范性工業(yè)園中，已形成金瑞新材料科技股份有限公司、松桃三和錳業(yè)有限責(zé)任公司、紅星發(fā)展大龍錳業(yè)有限公司、大龍鐵合金集團公司、梵凈山錳業(yè)有限公司等龍頭企業(yè)，初步建成錳生態(tài)產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈，實現(xiàn)錳工業(yè)生產(chǎn)總產(chǎn)值100億元。建設(shè)了一批廢渣無害化處理示范企業(yè)，全區(qū)廢渣無害化處理率達30%，較多涉錳企業(yè)“三廢”排放達到國家標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)銅仁市的資源、現(xiàn)有錳產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及區(qū)域特點，在未年5年(2016-2020)，銅仁市力爭建成全國第二大錳產(chǎn)業(yè)基地和國家級循環(huán)經(jīng)濟生態(tài)工業(yè)示范基地，實現(xiàn)錳工業(yè)生產(chǎn)總產(chǎn)值150億元。錳系產(chǎn)業(yè)布局主要體現(xiàn)在三個方面。第一，以金瑞新材料科技股份有限公司為龍頭，重點發(fā)展電解金屬錳(10萬噸/年)、200系不銹鋼(50萬噸/年)、錳酸鋰(5000噸/年)、醋酸錳(2萬噸/年)、氮化錳(5萬噸/年)及精細鐵合金等高技術(shù)、高附加值錳系列產(chǎn)品。第二，以松桃縣梵凈山錳業(yè)有限公司、松桃三和錳業(yè)有限責(zé)任公司及金瑞新材料科技股份有限公司為龍頭企業(yè)，重點發(fā)展錳礦采選業(yè)、電解金屬錳(15萬噸/年)產(chǎn)業(yè)及其輔助(配套)材料產(chǎn)業(yè)，有效利用極貧錳礦資源，年產(chǎn)200萬噸成品礦(品位15%左右)、金屬錳粉、氮化錳等錳系列產(chǎn)品及陰、陽極板、銅排、二氧化硒、包裝材料等輔助材料產(chǎn)品。第三，以大龍經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的紅星發(fā)展錳業(yè)有限公司、大龍鐵合金集團為龍頭，重點發(fā)展電解二氧化錳(8萬噸/年)、錳系鐵合金(40萬噸/年)等產(chǎn)品。表1示出銅仁市在未來5年(2016-2020)與過去5年(2010-2015)錳產(chǎn)品的開發(fā)利用情況對比。與前5年比較，錳系產(chǎn)品的年產(chǎn)量均有增長，尤其是電池正極材料、醋酸錳和氮化錳等附加值高、技術(shù)含量高的產(chǎn)量增長極大。所有涉錳企業(yè)均建設(shè)廢渣無害化處理工序，全市廢渣無害化處理率達80%，所有工業(yè)企業(yè)“三廢”排放達到國家標(biāo)準(zhǔn)。

3　錳產(chǎn)業(yè)發(fā)展思考

3.1延伸錳產(chǎn)業(yè)鏈

研究開發(fā)錳資源的精深加工技術(shù)及產(chǎn)品，延長產(chǎn)品的加工級次，增加產(chǎn)品種類，加大后續(xù)產(chǎn)品發(fā)展，形成各具特色的錳產(chǎn)業(yè)集群[5]，提高行業(yè)的市場競爭力，將銅仁市建成為有具較大影響力和輻射力的錳產(chǎn)業(yè)基地。積極拓展和延伸產(chǎn)業(yè)鏈，形成以錳礦石、錳系鐵合金為主的初級加工企業(yè)；以電解金屬錳、電解二氧化錳、四氧化三錳、錳鹽系列等為主的中級加工企業(yè)；建成以無汞堿錳電池、錳鋰電池、錳鋅軟磁鐵氧體、催化劑、著色劑、印染劑、殺菌劑、200系列不銹鋼、錳銅合金、錳鋁合金等產(chǎn)品為主的精深加工企業(yè)。

3.2重視大宗錳產(chǎn)品的生產(chǎn)

根據(jù)錳在工業(yè)中所承擔(dān)的份額，目前錳在鋼鐵生產(chǎn)中消耗量占90%，在新材料中占5%，在化工中占5%。錳是鋼鐵生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)原料，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展對錳產(chǎn)品的發(fā)展提出了新要求，也帶動和影響著錳系列產(chǎn)品錳錠、中錳、低碳錳、微碳錳、脫碳錳的發(fā)展。用增氮錳取代鎳鉻生產(chǎn)不銹鋼，具有成本低、環(huán)境影響小、資源量大的經(jīng)濟優(yōu)勢，具有較強開發(fā)應(yīng)用前景。加大錳合金新材料的開發(fā)，如應(yīng)用于機械工業(yè)鑄造成型和汽車航空行業(yè)的錳鋁合金，用于食品加工和建筑裝飾領(lǐng)域的200系不銹鋼，以及用于大型機械設(shè)備的轉(zhuǎn)荷載支撐體及精密設(shè)備耐磨材料的錳銅合金。錳還是重要的化工原料，以錳為原料可生產(chǎn)眾多的錳化工基礎(chǔ)原料，如催化劑、著色劑、印染劑、殺菌劑等。

3.3加大高技術(shù)、新能源材料的開發(fā)與生產(chǎn)

在產(chǎn)生大宗錳產(chǎn)品的同時，還應(yīng)加大高技術(shù)含量、高附加值錳產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)，占據(jù)錳系列產(chǎn)品的精分細分市場。錳鋅鐵氧體是最主要的軟磁材料，近年來電子信息工業(yè)的發(fā)展刺激了對軟磁材料的高速需求，因此應(yīng)著力開發(fā)以錳為主的高質(zhì)量高性能軟磁性材料。另外，氮化錳、脫氫錳廣泛應(yīng)用于不銹鋼、耐熱鋼和特種合金生產(chǎn)[6]，在市場上屬于高附加值的錳系產(chǎn)品。

無汞、無鎘、無鉛的高功率電池和堿性鋅錳電池將是全球電池業(yè)的發(fā)展趨勢，也是我國電池行業(yè)的發(fā)展方向。堿性鋅錳電池具有較普通鋅錳電池更多的優(yōu)點，使用鋅和二氧化錳為主要原材料的堿性鋅錳電池將是全球一次電池的主導(dǎo)產(chǎn)品。當(dāng)前，一次鋅錳電池正向著堿性化、高功率化、無汞化方向發(fā)展，全球鋅錳電池的堿化率已達30%以上。

錳鋰復(fù)合材料是制造高端、大容量電池的理想材料，以錳鋰復(fù)合材料生產(chǎn)的大容量電池已經(jīng)得到推廣和應(yīng)用，使用錳鋰復(fù)合材料電池的電動汽車具有經(jīng)濟、安全、環(huán)保的優(yōu)勢，是未來汽車特別是市內(nèi)汽車的首選。錳酸鋰材料是國家重點扶持的新能源材料之一，鋰電池正極材料錳酸鋰是目前鋰電池的理想材料[7]。另外，菱錳礦或軟錳礦經(jīng)過酸浸、凈化、過濾、結(jié)晶或沉淀、分離等工藝可制備系列高純錳鹽，如高純硫酸錳、醋酸錳、氯化錳、碳酸錳等，廣泛用作化工原料、農(nóng)作物微量元素、添加劑或其他錳鹽原料。

3.4加大錳渣的污染治理和回收再利用

電解錳是嚴(yán)重的“三高”產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)生的大量錳渣更是占用土地、污染地表地下水土與大氣，成為錳產(chǎn)業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域的難題。錳渣中含有大量的重金屬離子及其對生態(tài)環(huán)境的污染破壞嚴(yán)重地限制了錳渣的回收再利用和錳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[8]。目前，錳渣在提取金屬錳、制作水泥緩凝劑、制備建筑工程材料、用作路基填料等領(lǐng)域得到一定的研究和再利用，但堆放與填埋仍是錳渣處置的主要方式。政府和涉錳企業(yè)應(yīng)加大資金和技術(shù)投入，變廢為寶，探索錳渣無害化治理和資源化回收再利用的新途徑。

4　結(jié)　語

隨著銅仁市錳礦大量探明和煤電錳一體化技改項目的相繼建設(shè)，銅仁電解金屬錳產(chǎn)能將達88萬噸/年，成為全國重要的錳系列產(chǎn)品生產(chǎn)基地。當(dāng)?shù)卣龔馁Y源開采、運輸條件、電力供應(yīng)、環(huán)境容量等方面，優(yōu)化錳企業(yè)的生產(chǎn)布局，避免重復(fù)建設(shè)和盲目建設(shè)。在錳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃中，重視自主創(chuàng)新和技術(shù)革新，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展的集中度，走綠色與可持續(xù)發(fā)展之路。

[1]曾夢宇. 湘渝黔邊區(qū)/錳三角發(fā)展的思考[J]. 沿海企業(yè)與科技, 2006(9): 81-83.

[2]劉江龍, 吳湘濱. 循環(huán)經(jīng)濟理念下西部地區(qū)礦業(yè)發(fā)展模式研究—以貴州省松桃苗族自治縣為例[J]. 資源與產(chǎn)業(yè), 2011, 13(5): 100-105.

[3]王珩. 陳屹. 松桃發(fā)現(xiàn)亞洲第一大錳礦, 探明儲量1.92億噸[OL]. http://news.xinhuanet.com/politics/20160120/c128648156.html.

[4]喻剛. 工業(yè): 引領(lǐng)銅仁跨越騰飛[J]. 中共銅仁地委黨校學(xué)報, 2011(6): 6-7.

[5]邱景義, 余仲寶, 王維坤, 等. 鋰離子電池正極材料磷酸錳鋰的研究進展[J]. 電池, 2012,42(1): 39-42.

[6]宋曉艷, 孫中華. 負熱膨脹反鈣鈦礦錳氮化合物的研究綜述[J]. 金屬學(xué)報,2011,47(11): 1362-1371.

[7]李華成, 盧道煥, 王春飛, 等. 優(yōu)化錳酸鋰電池制備過程的研究[J]. 中國錳業(yè), 2011, 29(4): 20-22.

[8]吳建鋒, 宋謀勝, 徐曉虹, 等. 電解錳渣的綜合利用進展與研究展望[J]. 環(huán)境工程學(xué)報,2014, 8(7): 2645-2652.

Opinion and Current Situation of Electrolytic Manganese Industry Development in Tongren*

ZENGPei-yuan1,WUNian1,JIAOYe-hong1,CHENGHao2,3,ZHANGJie2,3,HUSong2,3,SONGMou-sheng2,3

(1 School of Materials and Chemical Engineering, Tongren University, Guizhou Tongren 554300;2 School of Physics and Electronic Engineering, Tongren University, Guizhou Tongren 554300;3 Office of National Environmental Protection Model City Establishment for Tongren, Guizhou Tongren 554300, China)

Electrolytic manganese industry in Tongren has been playing a rather important role in developing the industry economy, and accordingly making the manganese industry be bigger and stronger becomes the strategic target for the industry development in Tongren. At present in Tongren, the integrated project of coal-power-manganese is being highlighted, the production base of manganses product with intensive processing is striving to create, as well as the construction of the cyclic chains for manganese ecological industry is under way. The development target of the manganese industry in future 5 years in Tongren was analyzed. Moreover, the future development of manganese industry at some aspects such as extending the industry-chains, strengthening the staple manganese product, developing the Mn-containing new energy materials, the pollution abatement and recycle of manganese residue, was pondered together. Finally, the prospects on how to utilize the Tongren’s manganese resource superiority and to greenly and sustainably develop the manganese industry were presented.

Tongren; electrolytic manganese industry; current situation; opinion; prospect

貴州省自然科學(xué)技術(shù)聯(lián)合基金(No: LKT[2012]14); 貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(No: 201310665004); 銅仁市創(chuàng)模辦資助課題(No: 2016012808)。

曾沛源(1993-), 男, 學(xué)士, 主要從事電解錳渣的資源化再利用。

宋謀勝, 男, 教授, 主要從事工業(yè)固體廢棄物綜合利用。

X753

A

1001-9677(2016)010-0031-03