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石棉尾礦綜合利用風險分析
[點擊量:582] [作者:求真] [日期:2018-06-21]


石棉尾礦是石棉礦采選過程排棄的尾石,因含有石棉短纖維及重屬等而被列入危險固廢。同時,由于石棉尾礦的主要化學組成為硅、鎂、鐵、鋁及鎳、鈷等,因此又具有一定的利用價值。近幾年來,隨著環保法規的日臻完善和環保要求的日益提高,對石棉尾礦的資源化利用引起了有關方面的高度重視。一些院校,如合肥工業大學、西南科技大學、中國礦業大學等做為教學題材紛紛進行了一些基礎性研究;一些科研院所,如南陽東方應用化工研究所等本照環保、高效、實用原則開展了石棉尾礦綜合利用工業技術的研究,并獲得了實質性成果;一些企業,如內蒙古中晃集團、甘肅省阿克賽富利達公司等也分別采用不同技術路線進行了一些初步的工業化償試;一些礦區所在地政府對石棉尾礦綜合利用進行了宏大規劃和可行性研究,如甘肅省阿克賽縣政府公布了年處理1000萬噸石棉尾礦綜合利用項目發展規劃西寧特鋼對年處理10萬噸石棉尾礦綜合利用建設項目進行了中試研究和小型工業化生產驗證,同時又以試產所得產品進行了長達二年的市場調研,以上述工作所獲成果為依據進行了可行性論證和項目規劃等。總之,投資建設石棉尾礦資源化綜合利用項目符合國家產業政策,己為社會各界所關注。

石棉尾礦是一種有利用價值工業固廢。對其利用符合國家產業政策、有利于改善生態環境、能夠創造可觀的經濟效益和環境效益。但是,在研究、決策投資建設石棉尾礦資源化綜合利用項目時,要持一個冷靜、認真、負責和實事求是的態度,不僅要考慮其可行性一面,更要考慮其風險一面。只考慮可行性而對風險因素視而不見或刻意掩蓋,必將導致論證及評審結論失真,造成投資失誤。筆者長期致力于石棉尾礦綜合利用的研究,此就石棉尾礦綜合利用所存在的風險談談自己的認識。

1、決策風險

決策風險產生于決策依據,決策依據的可靠性直接決定著決策風險程度的大小。要規避或降低決策風險就必須高度重視對決策依據可靠性的調研與考察,這是一項事關建設項目安全的基礎性工作。就石棉尾礦綜合利用建設項目而言,決策依據包括尾礦存量、化學與物相組成服務年限,產品方向,產品應用領域及市場前景預測,技術來源、技術可靠性、成熟性驗證與比選,技術的經濟性、環保性考察、論證與比選,其它還有原材料、能源動力來源及可供資源量調研,運輸條件調研,項目建設地環境條件及基礎設施分析等基礎性信息。所述基礎性信息的準確性決定著決策依據的可靠性。如果把項目決策建立在缺泛可靠性決策依據的基礎之上,進行一些為滿足政績需要或作為宣傳噱頭而做的具有明顯假空特征的規劃,甚至脫離實際,數據憑理論推導估算,只闡述可行性,不關注風險性,甚至刻意掩蔽風險的所謂可行性論證,以及按組織者意圖作結論的所謂的評審結果,只能誤導投資者并給投資者帶來巨大的投資風險,對石棉尾礦資源化綜利用產業的發展沒有任何益處。

一些投資者在有關決策依據可靠性的考察與論證方面做得就比較扎實。如西寧特鋼,他們擬利用茫涯石棉尾礦投資建設綜合利用項目,進行了長達三年的技術調研與甄選,并根據調研結果將擬建規模由初期的100萬t/年壓縮為30萬t/年。期間,在確認產品方向、技術路線的基礎上,又耗資百萬進行了工業化試產驗證。他們還組織專職團隊進行了為期二年的配套資源及產品市場調研。以試產驗證所獲笫一手資料、配套資源及產品市場調研結果為依據進行了可行性研究和專家評審。由于工作做得扎實,因此所做決策符合實際情況,具有較高的可靠性,由此最大限度地規避了來自于決策程序的風險。

 

2、技術風險

技術風險來自所采用技術路線的成熟性、可靠性、經濟性和產品與市場需求之間的適用性

近幾年來,涉及石棉尾礦綜合利用技術的研究活動較為活躍,發表了一些論文,公開了一些專利,所有這些為后續研究奠定了一定基礎。然而,縱觀已報道的文獻、專利,筆者認為,目前的研究成果距工業化應用尚有不小的距離,其原因,一是已發表的論文大部分系教研成果,充其量是課堂技術或實驗室技術,而且數據的真實性也值得懷疑。尤其是在學術腐敗盛行的今天,數據造假、論文抄襲、論文湊、論文代撰現象屢見不鮮。二是大部分研究成果處于實驗室階段,沒有進行中試研究和進一步的工業化放大生產試驗,不具備工業化可行性。三是有些單位、個人為了團體及個人利益對所謂的研究成果進行不負責任的夸大宣傳,制造轟動效應。四是一些論文、專利產生的背景是為了滿足職稱評定與晉升評申高新技術企業的需要,所涉及的成果根本沒有實用價值。

針對上述情況,如果在確定技術方案時不做可靠性、成熟性驗證與甄別,盲目信任媒體、平臺的宣傳與推介,其勢必將所存在的巨大技術風險帶入工業化過程,造成投資失誤,釀成重大經濟損失。近十年來,一些單位在石棉尾礦綜合利用方面所進行的工業化實踐之所以最終歸于失敗,其根本原因在于忽視了對擬采用技術的可靠性的驗證與甄別。因此,認真搞好技術調研,本照眼見為實,看得見,摸得著,實事求是的原則對石棉尾礦綜合利用技術進行可靠性、成熟性、實用性考察比選,是規避技術風險的迫切需要。

 

3、資源風險

對石棉尾礦的高附加值化、精細化綜合利用,主要涉及對石棉尾礦中硅、鎂、鐵、鋁、鎳、鈷等有價元素的浸出、分離與化合物制備。處理過程除了要消耗基本原料石棉尾礦外,還要消耗大量的酸、堿等原、輔材料,同時還要消耗大量的水、電、天然氣等。所述原、輔材料和能源動力的來源、供應與運輸必須能夠滿足建設項目正常運行的需要。如果不考慮項目建設地及周邊地區的資源條件、能源動力條件和交通運輸條件,盲目確定建設規模,那么必將帶來重大資源風險。

2015年,有新疆托里縣某公司委托某單位進行蛇紋石綜合利用建設項目可行研究,委托方確定建設規模為年處理蛇紋石礦200萬噸,產品方向為硫酸鎂、氧化鎂、沉淀法白炭黑、氧化鐵紅工業顏料和鎳鈷精礦。按所述規模,建設項目投產后每年將消耗濃硫酸300萬噸,氫氧化鈉30萬噸,原煤360萬噸(熱值5000大卡),水1200萬m3。結合項目建設地及周邊地區的資源條件和交通運輸條件,經研究確認所述項目缺乏可行性。其中無法解決建設項目投產后對原、輔材料及能源動力的需求是構成其不行可行性的主要因素。

2017年,青海某公司以順利通過中試研究和工業化試產驗證為前提,確定項目建設規模為年處理石棉尾礦100萬噸,產品方向為一水硫酸鎂、無水硫酸鎂、醫用食品級碳酸鎂、高純氧化鎂、高分散性白炭黑、氧化鐵工業顏料和鎳精礦,并委托某單位進行可行性研究。研究認為,所述建設規模具有較高的投資風險,其原因除了市場因素外,就是無法解決建設項目投產后物資、能源動力的供應問題。根據論證方建議,青海某公司及時作出決策,將年處理石棉尾礦100萬噸調整為30萬噸,并將一期工程建設規模確定為10萬噸,由此使建設規模與當地資源條件相一致,規避了所存在的資源風險,使建設項目免于在建成投產后陷于無米下鍋的囧境。

2017年,有單位提出了建設年處理200萬噸以上石棉尾礦綜合利用項目規劃,委托有關方面進行了可行性研究并組織了專家評審,但從產品方向、工藝路線和資源配置(指石棉尾礦以外的原輔材料、能源動力等)等方面考慮,筆者認為存在著較大的投資風險,不可行性大于可行性。

總之,投資建設石棉尾礦綜合利用項目,要充分結合項目建設地及周邊地區的資源條件,實事求是,合理選址,合理確定建設規模,規避建設項目資源風險。


4、市場風險

對石棉尾礦的高附加值、精細化利用,其產品方向不外乎以下幾種:

一是浸出、分離其中的金屬元素,如鎂、鐵、鎳、鈷等,制備相應的化合物,所述化合物包括鎂系列產品中的硫酸鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂等。鐵化合物中的聚合硫酸鐵、高純氧化鐵、氧化鐵工業顏料及其它電池用鐵鹽等。對鎳和鈷的利用主要是通過分離富集制得鎳鈷精礦。

二是浸出其中的非金屬元素——硅,制備相應的硅化合物。所述硅化合物包括水玻璃、沉淀法橡膠配合劑用白炭黑、超細白炭黑、氣象法白炭黑、高分散性輪胎用白炭黑及其它各種硅酸鈉鹽等。

長期以來,提及石棉尾礦的利用,大家容易想到的是分離其中的鎂元素生產氧化鎂,但卻忽視了硅、鐵、鎳、鈷的存在與利用。事實上,從石棉尾礦中分離提取氧化鎂,首先要對石棉尾礦進行預處理,并以此為基礎采用酸浸的辦法將金屬元素,如鎂、鐵、鎳、鈷等浸出,所殘余的酸浸廢渣主要成分為SiO2,呈強酸性。對所得酸浸出液進行凈化是一個必然過程,也是最終制得合格氧化鎂產品的前提。如果單純地去分離、提取氧化鎂而不對已浸出的鐵、鎳、鈷等進行綜合利用,會因酸性廢水的產生與排放對環境造成嚴重污染。同時,所得酸浸殘渣為具有較高活性的SiO2,如不進一步綜合利用,不僅會造成硅資源的流失,而且會因二次廢渣的產生與排放對環境造成污染。不僅如此,還將增加氧化鎂的生產成本。因此,對石棉尾礦的綜合利用應走全元素利用的路子,這是實現石棉尾礦綜合利用效益化、無害化重要途徑。

石棉尾礦中的主體元素是SiO2MgO,約占總質量的80%。對其進行綜合利用,所得主要產品一是硅化合物,二是鎂化合物。其中硅化合物有代表性的是白炭黑,鎂化合物則是氧化鎂。


關于硅化合物:

2016年底,我國沉淀法白炭黑生產總能力達到199萬噸,實際產量126萬噸,開車率63%。“十一五”以來,我國沉淀法白炭黑生產能力一直處于過程狀態,產大于求,行業形勢不容樂觀。尤其是國家發改委所頒布的《國家產業調整指導目錄》(2013年修訂)已明確的將沉淀法白炭黑項目歸入限制類,因此也存在著政策瓶頸。

但是,白炭黑生產能力的過剩是結構性的。近幾年來,隨著轎車的普及,我國輪胎產業發展迅速。而綠色輪胎標簽制度的實施,又將加速綠色輪胎行業的發展。綠色輪胎行業的發展,將為高分散性輪胎專用白炭黑產業的發展帶來空前商機。因此,作為一種新型功能材料,我國無機硅行業“十三五”發展規劃已將高分散性白炭黑生產的發展列入產業結構調整的主要方向之一。據有關方面預測,到2020年,我國輪胎行業對高分散性白炭黑的需求將達到75萬噸。利用石棉尾礦中的硅元素生產符合市場需要、附加值較高的高分散性白炭黑具有十分廣闊的發展前景。

此外,超細白炭黑和氣相法白炭黑也具有一定應用與市場空間。但由于這兩種硅化合物歸屬精細化學品范疇,市場用量不大,因此不適宜于規模化生產。

水玻璃也是一種重要的硅化合物,由石棉尾礦制備水玻璃,通常采用濕法工藝,由于受工藝條件的限制,所得水玻璃往往濃度和模數較低,無法直接作為商品出售。同時,目前我國水玻璃產能已達到300萬噸/年,市場處過剩狀態。此外,如將由石棉尾礦制得的濃度較低的水玻璃轉化為濃度較高的液體水玻璃或固體水玻璃,需要消耗大量的能源,生產成本高,無法獲得經濟效益。不僅如此,水玻璃的消納途徑還受銷售半徑的影響。因此,由石棉尾礦生產的水玻璃,適宜于就地加工為白炭黑或其它硅化合物產品,而不不適于作為產品銷售。

關于鎂化合物:

鎂化合物,尤其是氧化鎂氫氧化鎂、碳酸鎂市場并不像有關人士介紹的那樣樂觀。我國鎂化合物產能較大,應在千萬噸/年以上,但主要產品構成是由菱鎂礦煅燒制得的初級產品——輕燒氧化鎂和重質氧化鎂。同時,還有層次稍高的電熔鎂砂、鎂質耐火材料等。此外,還有附加值較低的七水硫酸鎂等。由石棉尾礦生產的氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂屬化學法鎂化合物,具有純度高、物理與化學性能好、色澤潔白等特點,在工業、醫藥、農業、環保、航天、耐火材料等領域有著廣泛應用。目前我國化學合成法氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂生產能力分別為26萬噸/年、50萬噸/年(含由苦土粉水化法氫氧化鎂)、6萬噸/年,2015年實際產量分別為15萬噸、27萬噸和2.2萬噸,消費量分別23.5萬噸、21.6萬噸和1.76萬噸,產能、產量均處過剩狀態。同時,從一個時期以來鎂化合物生產企業的經營規模和狀態來看,我國鎂化合物行業的景氣狀態不盡人意。

投資建設石棉尾礦綜合利用項目,鎂化合物是主要產品之一,由于鎂化合物市場有一定的局限性,因此存在著相應的風險。氧化鎂是石棉尾礦中的主要元素之一,含量通常在35%以上,如果投資建設年處理30萬噸石棉尾礦綜合利用項目,將其中的鎂分離后全部用于生產氧化鎂,那么氧化鎂年產量將在9.5萬噸以上。項目一旦投產,不僅將使本以供過于求的氧化鎂市場雪上加霜,而且還將使建設項目陷入銷售受阻困境,可以說,石棉尾礦綜合利用的市場風險主要來自于鎂化合物。


5、環境風險

對石棉尾礦的綜合利用,尤其是高附加值、精細化利用,涉及到尾礦的預處理、酸堿聯合浸出、有價元素的提取、化合物的制備的等工藝過程,在所述過程中必然有揚塵、尾氣、廢渣、廢水產生,因此存著在較大的環境隱患。在項目實施過程如果不采取行之有效措施進行控制和循環利用,那么必將會給環境造成影響。雖然石棉尾礦為危險固廢,但由此給環境造成的危害較之于處理前有過之而無不及。

化解石棉尾礦綜合利用環保風險的有效辦法,一是要走全元素綜合利用的路子,二是在甄選技術方案時,要選擇“三廢控制與循環利用手段完善,并經實踐驗證為行之有效的綜合利用技術。

6、結語

綜上所述,石棉尾礦是一種危險固廢,但又因含有多種有價元素而具有一定的利用價值。對石棉尾礦的綜合利用存在著決策、技術、市場和環境風險,必須予以高度關注。只考慮石棉尾礦的利用而忽視對所述風險因素的分析、論證與化解,將會給項目建設帶來無法預判的后果。投資建設石棉尾礦綜合利用建設項目,不僅要搞可行性論證,更要重視風險及風險控制論證,只有這樣才能確保項目安全,有利于石棉尾礦綜合利用事業的發展。

 

更多>>專家介紹

肖景波,高級工程師,中國化工學會無機酸堿鹽專業委員會第三、四屆硼化物專家組副組長,中國綠色建材產業發展聯盟工業固廢專業委員會學術委員會委員,《硼化合物生產與應用》第一副主編,中國硼工業新人貢獻獎獲得者,全國無機鹽先進科技工作者。曾參與了《無機鹽工藝學》等學術專著的編寫,發表學術論文40余篇。多年來主要從事非金屬礦綜合利用、濕法冶金、工業廢棄物綜合利用、硼、鎂化合物制備工藝研究。擁有40余項科技成果,具有扎實的理論基礎和豐富的工業實踐經驗。

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