第一篇:有色金属发展现状及进展
有色金属发展现状及进展
题目
有色金属发展现状及进展
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有色金属发展现状及进展
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[摘要]材料对社会、经济及科学技术活动的影响面大和带动力强,人类文明的发展和社会的进步同材料关系十分密切。现代社会种类繁多的有色金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础,有色金属材料的发展前景如何,不仅对相关行业有着重大影响,甚至对整个社会有着密切的关系。本文对金属材料的发展现状及进展做了简要的叙述。[关键词]有色金属发展趋势 1前言
能源、信息、材料是社会发展的三大支柱,而材料又主要分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。通常人们根据金属的颜色和性质等特征,将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金,如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。日常生活中经常使用的铝、铜、锌和锡等都是有色金属。此外,作为电子工业基础的硅材料,以及有色金属的化合物和金属间化合物,按我国习惯也归入有色金属范畴。
2.1有色金属的地位
有色金属具有一系列独特性能和奇异功能,是航空航天、能源、交通运输、信息技术发展的重要支撑材料。铝、镁、钛等轻质高强结构材料是飞机的主要结构材料;硅、砷化镓、氮化镓等半导体材料是微电子技术和信息技术发展的基础;有色金属也是发展新能源技术的基础。有色金属材料在国民经济、国防建设和高技术领域都有广泛的应用。据不完全统计,90%以上的行业部门都使用有色金属材料。2.2有色金属高性能材料
为了满足国防军工和高技术发展需要,有色金属高性能材料研究开发工作一直备受重视。各国在研究开发新材料、改进现有材料、开发材料高效使用技术三个层面上开展工作,以达到材料的高性能化、高可靠性和低成本化目标。
有色金属材料是重要结构材料,主要发展趋势足高性能化、多功能化、环境友好和低成本。高比强、高比模、低成本的复合材料和多功能化结构材料是研究的热点。铝合金的主要发展方向是进一步提高强度、塑性、韧性、耐蚀性和疲劳性能等综合性能及降低制造成本,特别是注意改进其比强度、持久性和损伤容限。镁合金的研究热点集中在耐热镁合金、高强高韧镁合金、半固态成形技术、塑性加工技术和耐蚀性等方面。钛台金的研究热点是改善抗氧化能力、提高高温蠕变强度、发展具有高损伤容限的合金,以及钛合金的低成本技术。金属间化合物材料、块状非晶材料及其复合材料也受到关注。以镁合金、钛合金、钛铝金属间化合物为基的复合材料也是研究的热点。有色金属功能材料一直是世界各国的研究开发热点,新材料、新技术层出不穷。新型信息功能材料、新型能源材料、生物医用与仿生材料、环境友好材料、纳米技术与材料等重点研究开发领域不断取得新突破。作为微电子技术基础的硅材料的直径不断增大,q)300rm硅片的应用迅速增加。SOI、GeSi和应变硅材料也开始应用。砷化镓和氮化镓等半导体材料朝着大尺寸和高质量方向发展。信息传输、存储和显示使用的材料也有日新月异的发展。稀土功能材料和新能源材料更是研究热点。发光材料、二次电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料等都取得了很大进展,主要发展方向是提高能量转换效率、使用寿命和降低成本。生物医用材料也涉及有色金属材料,如钛植入体,开发无毒性、生物相容性好的材料是关注热点。仿生和智能材料也是重要发展方向。此处,纳米材料与器件已经成为世界各国战略竞争的热点,有色金属也是一个竞争激烈的领域。2.3新应用领域开拓
近年来,有色金属材料在汽车、薪能源及照明等领域的应用成了热点,促进了有色金属材料的发展和进步。
(1)汽车、高速列车等交通领域。随着汽车的轻量化和铁路车辆的高速化,铝、镁、钛等轻质高强材料应用领域得以拓展。轻质有色金属材料的使用谈国外汽车自身质量与20年前相比,己减少了20%~26%。汽车车身每减重10%,可以节省燃油6%~8%,废气排放量可减少lO%。
铝合金是汽车轻量化首选材料。2005年欧洲轿车平均每车用铝达到119kg,美国制造的汽车平均用铝量超过130kg。铝台金也愈来愈多地用于铁道运输和城市轨道车辆上,2003年全世界铝质车辆已达到l0万辆以上。镁合金比铝合金更轻,还有很好的阻尼性能,在汽车上的用量急剧上升,近年来由于钛合金低成本生产技术取得了进步凹,钛合金也开始在大量生产的汽车上得到了应用。
(2)新能源领域。新能源材料是发展新能源技术的核心和基础。当前的研究热点是高容量储氢材料、锂离子电池材料、质子交换膜燃料电池和中温固体氧化物燃料电池相关材料、薄膜太阳能电池材料等。镍氯电池、锂离子电池等绿色电池已在通讯、便携式电子产品及电动工具等方面得到了广泛应用。由于电池的容量、寿命和安全性有了显著提高,已用作电动车、混合动力车的动力电池。近年来,世界主要发达国家对燃料电池和氢能给予了高度重视。美国于2002年开始实施Freedom CAR计划,其目的就是要发展经济实用的民用燃料电池汽车。2003年美国实施了国家氢能计划,发展氢气生产、储存和利用技术,满足燃料电池电动车和清洁发电的需求。(3)半导体照明。氮化镓半导体材料研究开发的突破引起了~场新的照明革命。用半导体发光二极管(LED)替代白炽灯和荧光灯,耗电量可降低80%~90%,而寿命可延长100倍。日本、美国、欧盟和韩国等相继制定了国家级的研究计划.投入了大量的人力物力。美国计划LED2007年替代白炽灯,2012年替代荧光灯,2020年全面进入市场。世界主要照明企业也在积极攻克关键技术以抢占市场。2.4有色金属回收再生技术
为了节省资源和保护环境,世界各国都很注意废弃有色金属的回收再生和再利用工作。例如,用回收废铝生产1吨再生铝的能耗,比用铝土矿原料生产原铝能节约电能95%一97%,CO。排放量可减少90%以上。目前发达国家再生有色金属产量在全部有色金属产量中所占比重普遍在30%以上,有的已经高达50%左右。美国、西欧和日本对于铝、铜等大量应用的有色金属的回收都制定了比较优惠的政策和相关的法令法规。各国在回收技术和设备上开展了大量工作,在去除有害元素和杂质及再使用技术上取得了进展。美国目前汽车上使用的铝有一半以上都是再生铝”。目前我国再生有色金属产量所占比重尚不到25%,如果能增加到总产量的30%,每年生产400多万吨的再生有色金属,除了能减少资源的直接消耗外,每年还可以节约2000多万吨标准煤的能源消耗,减少数百万吨的废气、数千万吨的废水、上亿吨的废石废渣排放,对于环境保护将有重要意义。
2.6环境与资源:有害元素替代技术
为了做到可持续发展,各国在发展有色金属材料时,都非常注意材料对于环境的协调性,发展对环境友好的材料。好的材料不仅要具有优异的性能和功能,而且要能节省资源,在生产和使用过程中消耗能源要少,对环境不产生污染或污染要少,材料在废弃之后要易于回收再生或再利用。为此必须在设计新材料成分的时候就要考虑到环境的相容性,采用比较简单的合金体系,减少合金化元素的种类和数量,避免使用稀缺的元素和有害的元素。在材料的制各和加工中采用新技术和新工艺来降低能耗及对环境的污染,提高材料的使用蛀能、降低材料的使用量也是一种有效的途径,日本、美国和西欧等国家都有全国性的研究计划,日本的超级钢和超级金属计划都取得了很大进展。
许多有色金属元素及其化合物都是有毒的,对环境和人都是有害的。国际环境保护机构列出了17种对人体和环境有害的元素,铅、汞、镉、铬等有色金属都在其中。有害元素替代技术已成为国际上有色金属材料的一个研究热点。欧盟像《RoHS指令》严格限制在产品中使用铅、汞、镉、六价铬等6种有害物质,这种绿色壁垒将对我国产品出口带来严重的影响。2.7我国有色金属现状
我国有色金属工业经过50多年的建成设,特别是近20年的快速发展,10种常用有色金属的产量2002年达到1012万t,超过了美国当年的产量,跃居世界第一。2003年中国有色金属的产量达到1228万t,2004年10种常用有色金属总产量达到1397.85万t,同比增长了17.53%。2005年我国10种有色金属产量达到1631.84万t,比上年增加18.14%,产量连续四年位居世界第一。其中,铜产量达到258万t,电解铝产量达到780万t。
我国近年来在有色金属新材料、传统材料的改进及材料的生产技术方面都取得了很大进展,基本上满足了国防建设、国民经济和高技术产业发的需求。2.8我国有色金属存在问题
资源严重不足。我国有色金属资源总量较大,但人均资源量偏低,可供开发利用的资源短缺。稀土、钛、钨、钼等有较大的资源优势,储量居世界前列,但占有色金属产量94%的铜、铝、铅、锌等常用金属的储量严重不足。随着我国有色金属产量的继续增长,原料的对外依存度还将继续上升。因此,保护和合理开发利用国内外有色金属矿产资源,提高资源利用效率,已经成为实现有色金属工业可持续发展的关键。
创新能力不足。我国有色金属材料的研究、开发和生产水平在近年来有了很大的提高,已经从学习模仿向自主创新的方向前进,研究开发出了一批具有世界先进水平的新材料、新技术、新工艺和新装备。但是总的来看,我国和先过国家还存在着很大差距。在新材料的研制上,跟踪国外的多,自主创新的少;在材料的应用上也是跟着国外走。在生产工艺技术上,除了一些传统的有色金属材料外,仍以引进为主,具有自主知识产权的关键技术和技术储备严重不足,技术创新能力薄弱,不能适应产业结构调整和技术优化升级的迫切需要。
研究开发力量分散。目前我国从事有色金属材料研究开发的科技人员数量很大,机构很多。他们分散在企业、高校和研究院所里,竞争激烈,很难形成合力。我国有色金属企业很多,但大多规模小,除了少数大企业或企业集团外,绝大多数企业还没有形成自已的研发能力。研究开发更多的是为满足企业的直接需求,很少开展有色金属材料的共性关键技术研究,这种情况将对我国有色金属材料的技术进步带来十分不利的影响。2.9发展建议
重视资源综合利用,建设可持续发展的有色金属工业。资源是有色金属材料发展的基础。当前我国有色金属工业持续发展已面临着资源严重不足的严峻挑战。为了保证有色金属工业的健康发展,保障国民经济和国防建设的需要,解决有色金属的资源危机已刻不容缓。解决我国的有色金属资源问题,一是要大力加强国内的探矿工作,发现新的资源;二是注意提高资源的利用率,减少采矿、选矿、冶金、加工和应用过程中的资源损失;三是要利用国外资源,做到资源国际化;四是要大力加强资源的循环利用。要建立起完整的废旧有色金属的回收和再生系统,要加强废旧金属回收再生利用的新工艺、新技术和新装备研究,扩大二次金属回收利用水平,提高再生金属的品质和应用水平,尽量节约有限的一次资源和能源。
加强有色金属新材料的研究开发和应用。有色金属材料是重要的战略材料,是国民经济、国防建设、高新技术发展的物质基础。国家应该重视有色金属材料,特别是有色金属功能材料的发展,在国家计划中加大支持力度。要加强高性能有色金属新材料的创新、开发和应用,特别是要大力支持和促进能源、交通运输、信息领域中应用的有色金属新材料的开发和应用;要大力加强有色金属材料共性关键技术的研究和创新,为我国有色金属材料的发展奠定坚实基础;要加强传统有色金属材料的高性能化和低成本化研究开发工作,为国民经济各部门提供价廉物美的材料,提高制成品的使用性能和国际上的竞争能力;要加强有色材料应用技术的研究,使材料更有效地应用,达到节约资源和能源的目的。
整合研究资源,加强有色金属共性关键技术的研究和创新。目前我国从事有色金属材料研究开发的力量相对分散,无序竞争激烈,低水平重复过多,应该根据企业研究所、工业系统研究院所、中国科学院和高校的特点及专长,建立起分工合作和互补的研究体系来。国家应进一步加强对有色金属材料的科技投入,有实力的企业也应该加强科技投入,建立自已的研究平台,逐步成为技术创新的主体。国家应加强宏观调控和组织工作,从基础研究、应用研究、生产技术和产品开发的不同层次上,围绕有色金属材料发展中的重大课题开展研究,围绕具有我国资源特色的材料开展研究和创新,特别应该加强有色金属共性关键问题的研究和创新,发展具有自主知识产权的有色金属关键技术和技术储备,为有色金属材料产业结构。结语
在国家任何时期制定的重点支持行业中,有色金属始终都是榜上有名,这也反映出了有色金属对于国家经济和工业安全的重要作用。在未来的发展中,有色金属会向性能高、成本低、技术含量高等方向发展,并且随着这种发展,整个有色金属行业也将焕发出新的生命力。我们有理由相信,在相关科技工作者和政府部门的努力下有色金属行业将会呈现更为繁荣的未来。
第二篇:有色金属的发展现状
有色金属发展现状与进展
随着社会的发展,人类对新材料的要求越来越高,各种材料层出不从,但是目前使用最广的才来除了钢铁之外,就数有色金属了。有色金属是国民经济发展的基础材料,航空、航天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等绝大部分行业都以有色金属材料为生产基础。随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进,有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要。它不仅是世界上重要的战略物资,重要的生产资料,而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料。改革开放30多年来,中国有色金属工业取得了辉煌的成就,兴建了一大批有色金属矿山、冶炼和加工企业,组建了地质、设计、勘察、施工等建设单位和科研、教育、环保、信息等事业单位以及物资供销和进出口贸易单位,形成了一个布局比较合理、体系比较完整的行业体系。
2006年,中国有色金属工业整体保持了良好的发展态势,有色金属产品产量继续增长,企业经济效益大幅攀升。10种有色金属总产量实现1917万吨,连续5年居世界第一位。全国有色金属规模以上企业实现主营业务收入、利税、利润分别达到13475亿元、1631亿元、1100亿元,有色金属进出口贸易总额超过650亿美元。年黄金产量240.08吨,创历史最高水平。
2007年,中国有色金属工业固定资产投资继续保持较快增长态势。其中有色金属矿山领域固定资产投资增长显著,全年完成固定资产投资355亿元,比上年增长54%,占产业完成固定资产投资总额的22%。有色金属合金制造及压延加工领域固定资产投资出现较快增幅,全年完成固定资产投资420亿元,比上年增长33%,占产业完成固定资产投资总额的26%。有色金属冶炼领域完成固定资产投资730亿元,比上年增长15%,占产业完成固定资产投资总额的46%。
同时,有色金属的发展也存在另一面,国内有色金属行业集中度低、规模效益差、资源分散,同时又是与国际市场接轨紧密的行业之一。在目前有色金属需求旺盛的情况下,有色企业势必要加大矿山资源投入力度。参股或者控股海外矿山、企业,能弥补中国有色矿产资源的不足,转变中国企业在原料波动中的不利局面。此外,企业产业链的延伸和行业集中度的提高可以更好的提高企业抗风险能力,能扭转中国企业在类似铜精矿加工费等谈判中既没有“定价权”也没有“话语权”的境地。
有色金属行业进入艰难调整期,难有系统性配臵机会,但在中国经济节能降耗、转型升级的大时代里,必然伴随着有色行业格局的重塑,也必然催生顺势而为、别开生面的优秀有色企业。我们看好2014年的三条投资主线,一是新材料,包括液态金属、3D打印耗材、稀土磁材以及锂等品种;二是再生金属,如铅锌再生行业的圣莱达;三是立足优质资源,逆势拿矿并谋求转型的矿山公司,如西部资源。
液态金属:向3C产品结构件进军。液态金属具有高比强度、高硬度、高耐磨性以及轻薄小巧、光洁度高的独特优势,有望成为新一代3C产品结构件材料,且近期苹果与Liquidmetal的相关合作催化剂不断。宜安科技作为A股唯一的3C液态金属标的,主业向3C领域转型渐入佳境,业绩稳增,且液态金属有望在明年正式供货,再加上车用、医用镁合金明年皆有动作,有望提振估值。
3D打印:应用边界逐步拓宽,看好金属耗材需求。未来几年3D打印市场的增长的逻辑主要有三个:一是通过技术进步和产业竞争改善性价比。二是亚太地区,尤其是中国市场将被激活和快速增长。三是商业模式向分布式云制造的进化。在此背景下,我们尤其看好3D打印高端金属耗材的中长期发展。银邦股份传统主业产能恢复、业绩反转,3D打印业务有望在明年贡献实际业绩。
稀土磁材:稀土价格预期趋稳加上节能环保大趋势,钕铁硼需求正迎来回暖。我们看好正海磁材明年的业绩弹性,一是风电装机量开始回升,且直驱永磁发电机渗透率提升,将加大风电用磁材需求,主要客户金风科技订单有望增加;二是空调用钕铁硼与铁氧体成本差距已大幅缩小,钕铁硼性价比凸显,稀土价格趋稳利于下游应用。三是专利授权打开海外市场,产品结构优化提高毛利。四是募投项目投产大幅提高承接订单能力。
锂:新能源锂电需求看起来很美,相对看好锂精矿上游企业。新能源锂电需求短期难以放量,加之新产能集中释放,碳酸锂供给过剩拐点已现。但由于外购矿石提锂企业并不会被挤出市场,锂矿供给偏紧且垄断性强,相对看好锂精矿上游企业。尤其看好路翔股份在2015年的业绩弹性,沥青主业裁撤将使2014年业绩下滑,但融达锂业的2015年业绩承诺1.02亿元,大股东有信心甲基卡二期项目2015年满产,预计2013~2015年EPS分别0.02元、0.00元和0.74元。
再生金属:技术领先,别开生面。未来十年中国有色金属再生利用率将系统性提升,其间蕴藏巨大商机。国内再生金属行业处于百废待兴之际,具有三大核心优势的企业将脱颖而出,做大做强。一是技术领先,拓宽原料范围和降低采购成本,并实现综合回收,二是回收网络布局和把控能力强,保障原料供应和产能扩张;三是财务资源雄厚,可以完成商业模式的快速复制和扩张。
总的来说,有色金属已经成为了21世纪不可或缺的材料,有色金属一定会在现代建设中起到越来越大的作用。中国的有色金属的发展也会成为支撑中国梦的一部分。
第三篇:我国有色金属产业发展研究
我国有色金属产业发展研究
一、有色金属产业基本认识
(一)有色金属简介
有色金属,是指除铁、锰、铬构成的黑色金属以外的所有金属的总称。与黑色金属相比,有色金属更具有耐蚀性、耐磨性、导电性、导热性、韧性、高强度性、放射性、易延性、可塑性、易压性和易轧性等特殊性能。它是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。有色金属可分为四类:
1、重金属:一般密度在4.5g/cm3以上的金属。如:铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)、铋(Bi)、锡(Sn)、锑(Sb)、汞(Hg)等;
2、轻金属:密度小(0.53~4.5g/cm3)的金属。它们化学性质活泼,如:铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、钛(Ti)、钡(Ba)、锶(Sr)等;
3、贵金属:地壳中含量较少,提取比较困难,所以价格较高。它们的密度较大,化学性质稳定,如:金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)等;
4、稀有金属:如:钨(W)、钼(Mo)、锗(Ge)、锂(Li)、镧(La)、铀(U)等。
(二)我国有色金属矿产资源特点
1、常用矿产数量相对不足,稀有金属矿产资源丰富 我国铜、铝、铅、锌等常用有色金属矿产储有量相对不足,例如铝土矿保有储量27.76亿t,其中A+B+C级储量(工业储量)仅占1/3,居世界第7位;铜矿储量7493.79万t,其中A+B+C级储量(工业储量)不到3000万t,位居世界第7位。而我国稀有金属资源丰富,在世界上是闻名的,钨矿保有储量为529.08万t,是国外钨矿总储量的3倍;锑矿保有储量达278.16万t,占世界锑矿储量的40%以上;稀土金属资源更是丰富,稀土氧化物储量达8715万t,仅内蒙古白云鄂博一个矿床的储量就相当于国外稀土总储量的4倍。
2、金属矿产富矿少,贫矿多 我国铜矿平均品位只有0.87%,品位大于1%的铜矿储量约占全国铜矿储量的35.9%,在大型铜矿中,品位大于1%的铜矿储量仅占13.2%。我国铝土矿的质量也比较差,加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上。全国钼矿石平均含钼量大于0.2%的仅占总储量的3%。全国岩金出矿品位4.14g/t,砂金出矿品位0.169g/m3,岩金6g/t以下的中低品位矿床占83%以上,砂金矿床小于0.15g/m3的占38%,0.15~0.25 g/m3的占26%,大于0.25g/m3的占34%。
3、综合矿多,单一矿少
我国独特的地质环境导致形成大量多组分的综合性矿床。例如,我国铅锌矿床大多数普遍共伴生有铜、铁、硫、银、金、锡、锑、钼、钨、汞、钴、镉、铟、镓、锗、硒、碲、钪等元素,尤其是银,许多矿床成了铅锌银矿或银铅锌矿,其储量占全国银储量的60%以上。我国900多个铜矿床中,单一矿仅占27.1%,综合矿却占了72.9%。钛资源94.28%来自综合性的钒钛磁铁矿矿床,而来自钛铁矿砂矿、金红石砂矿和岩矿的只占5.72%。钒储量92%以上赋存于共生矿和伴生矿中,其产量几乎全部来自于钒钛磁铁矿和石煤伴生钒。钼作为单一矿产的矿床,其储量只占全国总储量的14%,而作为主矿产还伴生有其他有用组分的矿床的储量占全国总储量的64%。
(三)我国有色金属产业相关政策法规
2008年1月和12月,财政部、国家税务总局等先后发布《资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)》和《关于再生资源增值税政策的通知》,进一步规范和促进再生资源的回收利用,客观上促进了废旧有色金属的回收和再生利用;国务院常务会议2009年2月25日审议通过了《有色金属产业调整和振兴规划》,并于2009年5月11日正式发布实施,规划内容主要围绕推进有色金属产业调整和振兴,以控制总量、淘汰落后、技术改造、企业重组为重点;工信部委托再生金属分会编制的《再生有色金属利用专项规划》(2010——2015)和《再生铜行业准入条件》、《再生铝行业准入条件》、《再生铅行业准入条件》已完成,即将颁布实施,《再生有色金属利用专项规划》进一步明确了“十二五”再生金属产业的主要任务,对“十二五”时期再生金属产业可持续发展具有重要指导意义,《准入条件》将为抑制再生有色金属相关品种低端产能重复建设,规范和引导产业的健康发展发挥重要作用。
二、我国有色金属产业发展现状
(一)产量呈快速增长趋势
2005年——2010年我国10种有色金属(铜、铝、铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛)产量年均增长率约14%,远高于同期世界有色金属产量的增长速度。其中,2010年我国铝、铜、铅、锌等十种有色金属工业产量达到3135万吨,同比增长20.4%,产量连续九年位居世界第一位。
(二)消费量稳定增长
我国建筑、交通运输、电网设施等主要有色金属消费领域发展势头良好,对有色金属需求呈上升趋势。近年来,我国有色金属消费量占世界比例呈现出逐年上升趋势,见图1。2010年,我国铝、铜、铅、锌等十种有色金属消费量占世界三分之一,消费量连续八年居世界第一。我国已经成为推动世界有色金属消费增长的主要力量。
(三)技术装备水平不断提高
技术进步和自主创新作为发展的不竭动力,越来越显示出其对经济的强劲推动力。经过二十多年的不懈努力,有色金属工业科技发展令人鼓舞,自主创新能力提高成效显著。以高效地下采矿、系列大型浮选机、选矿拜耳法、系列大型预焙铝电解槽、铝电解重大节能技术、富氧熔池熔炼、闪速熔炼、底吹炼铅、1+4热连轧、炭航空制动材料、大直径硅单晶等一大批重大科技成就为代表,极大地提高了有色金属工业科学技术水平,增强了有色金属工业的国际竞争力。采、选、冶主要工艺技术已达到或接近国际先进水平,具有我国自主知识产权的技术装备已陆续出口。我国已经从有色金属技术装备纯进口国向出口国跨进。
(四)资源利用效率不断提高
随着技术创新能力和管理水平的提升,反映我国有色金属工业资源利用效率的采矿损失率、贫化率、选矿回收率、冶炼回收率、加工成材率等主要技术经济指标不断得到改善。根据相关统计数据显示,最近10年来,我国有色金属资源利用指标总体呈上升趋势。目前国内有色金属矿山回采率平均达到79.4%,选矿回收率平均达到87%,冶炼回收率平均达到95%,铜、铝加工材成品率分别达到65%和71%。
(五)循环经济发展步伐加快 我国再生金属的开发利用水平逐步提高,再生金属产业已形成一定的产业布局,形成了珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区等三大废旧金属加工利用中心。2010年,我国再生有色金属产量达到720万吨,约占有色金属消费的四分之一。在 2003 年到 2010 年期间,中国再生有色金属产量年均递增在20%以上,再生金属产业已成为中国有色金属工业的重要组成部分。有色金属工业固体废物利用率呈上升趋势,铝工业的废弃物利用从最初的赤泥延伸到电厂粉煤灰、煤矸石、炉渣、氟石膏、硫脲渣、石油化工废催化剂等,目前已发展到复合发泡混凝土砌块、环保陶瓷滤球等新产品。冶金企业普遍装备余热锅炉,能源的梯级利用水平不断提高。
三、我国有色金属产业发展中存在的问题
(一)产业结构亟待优化
尽管中国有色金属工业把优化产业结构放在优先发展位置,但是由于多方面的因素干扰,盲目建设势头仍然不减,使产业结构矛盾依然突出。在过去10年里,国内先后出现了电解铝、氧化铝、铜冶炼、铅锌冶炼、镁冶炼、钨冶炼等领域的投资过热,导致一大批有色金属冶炼产能建成以后由于缺乏稳定原料供应无法发挥效益,并造成国内外市场有色金属矿产原料价格暴涨。2005年国内约有200万吨电解铝产能闲置,独立电解铝厂大多处于亏损状态。2010年年底,我国电解铝冶炼产能超过约2300万吨,结构性矛盾凸显。
目前中国有色金属工业产品结构仍以初级原料性产品为主,消耗大量资源,造成环境污染,但技术含量高、附加值大的深加工产品国产率较低,部分需求仍依靠进口。2008年高精度铝板带进口量约50万吨,相当于当年国内铝板带产量的四分之一。
(二)资源综合利用水平有待提升
随着自主创新能力的提高和科技的进步,我国有色金属资源利用水平在不断提高,但是还有很大的提升空间。目前,我国有色金属资源利用率仅为60%,比发达国家低10个百分点;共(伴)生金属综合利用率不到30%,仅为发达国家的一半;有色金属单位产品能耗比国际先进水平高15%左右,提高资源利用效率,降低能源消耗的潜力很大。
当前我国有色金属工业的“三废”资源化程度还比较低,固体废物利用率仅在13%左右;低浓度二氧化硫几乎没有利用;从工业废水中回收有价元素基础薄弱;还有部分企业余热利用率较低。
我国再生金属利用水平还有提升空间,废铅金属熔炼率仅为85%左右,而发达国家已经达到95%;我国锌的再生利用与发达国家差距较大,虽然是全球最大的锌消费国,但废杂锌的年回收量仅在10万吨左右,仅占锌年消费量的4%,回收利用率低,国外相对成熟的钢铁产品镀锌、炼钢烟尘回收锌和干电池的回收利用在国内发展只是起步阶段。
(三)技术支撑能力有待加强
近年来,我国有色金属工业技术装备水平不断提高,但与世界主要矿业大国相比,我国有色金属工业在资源开发利用技术方面还有一定差距。“三废”治理和资源化技术集成创新能力薄弱,在能源转换和梯级利用技术开发方面重大突破较少,再生资源回收利用技术研究起步较晚,再生资源循环利用共性技术支撑体系亟待加强。
在矿产资源开发领域中,能够显著提高资源利用水平的溶浸采矿技术起步较晚,高效大型采选矿设备主要依靠进口,矿山安全与环境污染治理技术开发薄弱;在冶炼领域中,中国具有自主知识产权高效、节能的核心技术不多,特别是再生有色金属行业技术装备比较落后,造成产品质量、环境保护、能源消耗和金属回收率存在明显问题;在加工领域中,替代含铅焊料、易切削黄铜、银氧化镉电接触材料,以及含汞锌粉等的新型环境友好材料开发滞后,太阳能、燃料电池等新型能源材料开发有待加强。
(四)资源的国际市场依赖程度高 随着中国有色金属产量的持续大幅度增长,资源短缺问题越来越突出,国内主要有色金属矿山面临着资源危机。据调查,在我国113个大中型有色金属矿山中,探明资源枯竭型矿山占56.6%,探明资源危机型矿山占28.9%,探明后备资源有保证的矿山仅占19.5%。由于国内矿山供应能力不足,造成原料自给率逐年下降。目前,全国10种常用有色金属产量国内矿山自给率不足50%。有色金属工业已发展成为对外依存度最高的产业之一,目前年需求量的60%的铜、40%的铝、20%的铅、15%的锌靠进口原料生产,这将严重影响我国有色金属工业的可持续发展。
(五)环保问题日益严重
在我国有色金属工业快速发展的同时,其导致的生态环境恶化与环保问题也日益突出。由于多年来矿产资源的不合理开采,忽视矿山生态环境的保护,矿山生态环境受到较严重的破坏,地质灾害问题比较突出。主要表现在:重金属污染、化学药剂污染、滑坡和泥石流、塌陷与地表开裂、尾沙坝和废料场垮坝、植被严重破坏、水土流失严重、挤占大量土地等。
四、我国有色金属产业发展前景分析
随着经济结构的调整、科技的进步以及人民生活水平的提高,未来,我国有色金属产业具有广阔的发展空间。
(一)居民消费结构升级将扩大有色金属市场空间
从长远发展看,我国作为最大的发展中国家,有色金属在我国实现城镇化、工业化、信息化、低碳化的过程中,需求将是刚性的。未来几年,在拉动内需、扩大消费、建设新农村等政策作用下,我国居民消费结构将全面升级,重点转向耐用消费品、公共设施和公共服务,消费主体将从城市转向城乡并重,有色金属作为机械制造业、建筑业、电子工业等产业发展的重要材料,将迎来一个巨大的市场扩张机会。
(二)战略性新兴产业发展为有色金属产业带来发展机遇
我国“十二五”规划纲要中明确提出节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七个产业为我国现阶段战略性新兴产业。高新科技,材料先行,国家重点扶持的七大战略性新兴产业,与有色金属行业密切相关,有色金属产品需求市场巨大,这将为有色金属产业发展带来历史机遇。
(三)节能环保要求的提高将增加有色金属产品需求量
为了实现可持续发展,世界各国都在强调低碳减排、节能环保,我国也已经出台了节能、减排相关的政策法规,节能环保要求越来越深入。随着环保要求的提高和人们环保理念的确立,交通工具将趋向采用轻质材料达到节能目的,建筑物将普遍采用高效节能材料,等等,这些都将为具有良好导电性、导热性、韧性、轻质、高强度性、易延性等特点的有色金属提供发展空间,有色金属产品需求量将得到极大增加。
五、加快有色金属产业发展的对策建议
(一)提高产业集中度,优化经济结构
严格执行行业准入标准和备案制,鼓励有实力的铜、铝、铅、锌、钛等有色金属采、选、冶炼、加工企业以多种方式进行重组,实现规模化、集团化发展,引导生产要素向优势企业转移,形成专业化分工的梯形结构,打造一批在资源、资本、人才、技术等生产要素方面占有优势的有色金属产业大型企业集团,全面提高产业竞争能力;支持大型骨干企业实施跨地区兼并重组、区域内重组和企业集团之间的重组,通过战略重组,打造一批世界级有色金属加工产品制造基地,面向国内外两个市场,上品种,上档次,大力发展技术含量高的深加工产品;坚持“矿业为主,多元经营”的发展战略,巩固基础,降低成本,增收节支,择机扩张,创新发展模式,转变发展方式,提高发展质量,优化经济结构。
(二)加大技改扶持力度,增强自主创新能力
继续加大对传统有色金属企业技术改造的扶持力度,进一步增强企业加强技术改造,推动技术进步的决心和信心;抓住国家在新增投资中安排工业专项资金的机遇,以贷款贴息等方式加大对有色金属产业技改贷款贴息的扶持力度,充分发挥好财政资金的引导作用;积极扶持现有矿产骨干企业加大技术创新和技术引进力度,坚持走矿产品精深加工的路子,开发高附加值的终端产品,延伸产业链条,实现资源、原材料产品多次转换、加工、增值,淘汰落后产能,提高资源的利用效率和经济效益;高度关注世界有色金属科技发展的新趋势,抓住机遇,努力提高自主创新能力,着力突破制约行业发展的共性、关键技术;着力推进技术创新战略联盟在产业结构调整中的支撑作用,造就一批拥有核心技术和自主品牌、具有国际竞争力的企业。
(三)发展循环经济,搞好再生利用
支持采用先进适用工艺技术,开发利用铜、铅、锌低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿和熔炼渣等,提高资源综合利用水平;制定煤铝共生资源利用专项规划,抓好高铝粉煤灰利用示范工程;搞好铜、铅、锌冶炼余热利用,推广废渣、赤泥等固体废弃物的应用,实现生产“零排放”;加快建设覆盖全社会的有色金属再生利用体系,支持具备条件的地区建设有色金属回收交易市场、拆解市场;支持有条件的企业采用高效、低耗、低污染的工艺装备,建设若干年产30万吨以上的再生铜、铝等生产线,促进资源化利用上规模、技术上水平、产品上档次,减少矿产资源消耗。
(四)开发海外矿产资源,积极应对贸易摩擦
在国家统一规划下,鼓励我国企业采用多种方式利用境外有色金属资源。通过地质勘探、并购重组等多种方式,积极开展有色金属产业境外矿产资源开发和收购海外企业,形成长期稳定的矿产资源基地,提高我国资源保障能力;发挥中国有色金属工业协会的协调作用,实现大宗有色金属原料进口的统一对外,制止无序竞争和恶性竞争,促进有色金属工业的健康发展;同时,积极应对贸易摩擦,发挥行业协会的作用,组织企业展开行业自律化解贸易争端,充分发挥企业的积极性,必要时可采取相应的反制措施。
(五)加强人才培养,培育现代企业管理队伍
在有色金属产业的发展过程中,要充分发挥有色金属人才小高地作用,充分发挥与科研院校合作的“后盾”作用,加快现代企业管理人才、技术人才、技能型产业工人队伍建设。对掌握世界前沿知识、具有国内领先水平的专家学者,对创新能力强、拥有自主知识产权的技术创新人才,给予重点培养和支持;加快开展重点产业和关键行业紧缺技能人才培训项目,培养一批生产一线紧缺的高素质、高技能专业人才,提高产业工人素质;加强企业文化和人才队伍建设,注重培养高素质的经营管理和技术人才,促进企业持续健康发展。
第四篇:关于有色金属产业发展情况调研报告
有色金属是我市在全国最具优势的矿产资源,“九五”期间,我市就提出了打造“有色金属工业城”的设想。省“十一五”规划中,把依托有色金属资源优势,做大做强有色金属工业作为发展重点之一。从我市当前有色金属工业发展实际来看,仍处于以精矿和初级产品加工为主的发展状况,发展水平亟待提升。现将调研报告如下:
一、当前有色金属有色金属工业
发展面临的困境
有色金属矿1986年试产以来,目前已经拥有2.25亿元资产,900多名职工,年产值超过7000万元,有色金属精矿产量占全国有色金属精矿产量1/4强,成为亚洲最大的有色金属采选企业和有色金属原料生产基地。虽然有色金属有色金属工业发展取得了一定的成绩,但从总体来看,还处于低水平发展阶段,主要以精矿和初级产品为主。与“九五”期间提出的打造“有色金属有色金属工业城”的设想差距还很大。当前,有色金属有色金属工业面临的困难突出表现在:
1、体制束缚成为有色金属工业发展的瓶颈。为打造“有色金属有色金属工业城”,市委、市政府早在“九五”期间就专门划出500亩地拟建有色金属有色金属高科技工业园,建设有色金属冶炼厂和有色金属新型材料加工项目。专门成立以常务副市长为组长的有色金属工业发展领导小组,协调我市有色金属工业的发展。在招商引资推介和争取国家投资扶持方面,把提高有色金属采选能力,引进有色金属冶炼和精深加工项目作为工作重点,并与国内外知名有色金属生产加工企业多次协商合作事宜。但目前管理体制上,有色金属有色金属矿现隶属江西省钨业集团公司,企业自主权受到限制,其有色金属精矿又主要销往江西省钨业集团公司下属的九江冶炼厂,从江西省钨业集团公司总体部署来说,不可能文秘杂烩网在有色金属再投资建设一个冶炼厂,引进外资建设冶炼厂又没有足够原材料供应保障。体制的束缚使有色金属有色金属产业坐失许多发展良机。
2、在日趋激烈的竞争中我们的优势正逐步丧失。有色金属有色金属矿属露天矿藏,具有储量大、开采条件好,综合利用价值高等优势。随着有色金属勘探事业的发展,国内外新的大储量、高品位的矿床不断被发现,尤其是非洲大陆发现许多储量大、品位高的有色金属矿床;国内已经探明,我省横峰县葛源有色金属矿储量是有色金属有色金属矿储量的三倍。再加上前几年国际市场炒作,导致有色金属价格的疯涨,引发有色金属开采的热潮,世界上涌现了一批实力较为雄厚的有色金属采选加工企业,国内也不少人到非洲承包有色金属矿。在原料开采和初级加工方面,已呈现供大于求态势,导致矿产品开发利润较薄。目前,有色金属有色金属储量和开采条件的优势正逐步丧失,有色金属有色金属矿经营处于亏损状态。
3、资金、人才的缺乏制约了有色金属工业进一步发展。有色金属坦铌矿于1977年建成并组织试产后,由于种种原因,直到1986年才竣工验收。原先的文秘杂烩网工艺流程和设备难以满足进一步扩大生产规模,提高采选水平的需求,而矿区自身并没有足够的资金投入来改进工艺流程、更新设备设施。矿区的生产条件多年来没有明显改善,矿区道路损毁严重。矿区生活环境不佳,甚至不如一般的乡镇,致使本矿职工纷纷选择在有色金属城区购房居住,目前的环境状况对高级技术人员更是缺乏吸引力,甚至留不住自身培养的人才。
4、矿区与地方在资源合理开发与保护的利益协调难度大。在资源隶属上,矿产资源属于国家所有,但山权及林权归属地方管理,在资源开采上矛盾时有发生。同时有色金属有色金属资源为多伴生矿产资源,可简单加工就可形成优质石材和石粉,投资少、见效快,目前袁州区就有石粉加工厂57家,板材加工厂32家,大多分布在新坊乡一带,这些企业年在矿区的采矿量已经接近有色金属有色金属矿的年采矿量的一半。因企业规模小,开采利用中浪费严重,尾沙乱堆乱倒,导致环境污染和水土流失现象较重,而且业主在矿区存在滥采滥挖现象,且运输车辆陈旧,超载严重,均容易引发安全事故。
二、做大做强有色金属有色金属工业面临的挑战
从国际市场需求来看,将长期保持平稳态势。有色金属大量用于国防、航空、航天、电子计算机、及各类电子仪表的电子线路中。这类有色金属新材料产品购买对象集中在高端客户群体,市场份额不大,市场增长的潜力也比较有限。坦铌广泛应用于各种电子电器产品,是由于其使用寿命远比其他原料生产的同类产品寿命长。随着科技更新步伐加快,产品换代也更加频繁,比如计算机、手机等,人们对此类电子电器产品使用寿命的要求越来越低。为了降低生产成本,生产厂家不得不采用更低廉的材料替代坦铌,这也使得坦铌的市场需求量得不到扩大。专家估计,国际有色金属市场需求将持续保持平
稳态势,因此,有色金属坦铌产业可以继续稳定发展,但拓展空间不是很大。
从产业链条发展来看,初级产品市场竞争剧烈。随着探明有色金属矿产资源的增多以及开采企业增加、开采设备的更新,有色金属采选能力及初级加工能力增强,有色金属原料和初级加工产品供应日趋饱和。但受技术、人才、资金等限制,有色金属精深加工及后续产业发展的市场门槛较
高,这就造成了有色金属产业链中的竞争相对集中在有色金属采选和初级加工产品环节。目前国外有色金属价格已低于国内,目前我国有色金属加工企业所需材料80%以上从国外进口。要在初级产品激烈竞争中,逐步积累资本做大做强有色金属有色金属产业十分艰难。
有色金属精深加工所需高技术人才难以保障。研究、开发、应用有色金属新材料需要大量的高、精、尖技术人才。如世界三大钽业公司之一的宁夏东方钽业,30多年来先后集中了2000多专家、学者,在研发和应用方面不断创新,才成为我国最大的有色金属生产厂家和科技先导型的研究单位。我市目前科研实力和人才储备难以满足有色金属产业发展需求。
三、调整有色金属有色金属产业发展方向的思考
一个企业要在激烈的竞争中求生存,有以下三条路可走:一是想方设法降低生产成本,继续在初端环节拼价格,扩大生产规模,以图薄利多销;二是加大科研投入,向高端科技产品发展,避开激烈的低端产品市场的互相挤压;三是另辟蹊径,重新调整产品战略,主打其他产品,实行企业转型。从前面分析来看,前两条路难度较大,三条路是否可行呢?
从有色金属矿产资源来看,有色金属有色金属矿床含有钽、铌、锂、铷、铯等多种金属元素,具有开采条件好、储量大、综合利用价值高等优势,为调整产品结构提供了可能;
从矿区生产和经营来看,除有色金属精矿以外,矿区还生产锂云母精矿、锂长石粉、高岭土等多种产品,产品质量稳定,也形成了一定的品牌优势。其中锂云母年产为3000吨左右,锂长石粉年产1.8万吨,其产值和利润已经超过有色金属。
从产业政策来看,有色金属有色金属多伴生矿产资源的特性,有利于我们积极争取国家发展循环经济的政策和资金的扶持,其矿产中锂的加工也是国家鼓励发展的新兴产业。
综上所述,调整有色金属有色金属要更好发挥资源优势,实现跳跃式发展,就应该打破传统观念的束缚,更新发展理念。
1、理顺管理体制。积极协助企业争取扩大的自主经营管理权限,加强劳动、人事、分配等制度改革工作,逐步消除发展过程中的体制性和机制性障碍。创新管理模式,按照全面、协调和可持续发展观的要求,抓紧好节能降耗成本工作,着力推进各项经济指标的量化、分解、落实,深挖内部潜力,提高企业整体盈利水平。完善矿区与地方协调机制, 强化矿产资源开发总体规划和环境保护约束,有序开发利用矿产资源。
2、调整企业发展战略。在稳定有色金属精矿的基础上,挖掘市场需求大,发展前景好的新的主打产品。从产品发展前景来看,坦铌矿中伴生的丰富的锂能替代坦铌作为企业主打产品来抓。金属锂是一种最轻的高能金属,具有熔点低、沸点高,导热性高、热容量大,可塑性强等特性,锂及其化合物广泛应用于现代电子工业、有色冶金、航空航天、玻璃陶瓷等领域。国际需求量每年以20%以上的速度增长,国内需求量每年以25%以上的速度增长。仅从我省来看,我省玻璃、陶瓷工业优势和南昌中美合资新建锂电池生产基地就已经形成的巨大市场潜力,发展锂产业及后续加工业大有可为。
3、加强对外交流与合作。充分利用资源易开采、储量高的优势,组织专家、学者研究和论证有色金属矿多产品、多梯度开发利用模式,积极引进先进技术和经验,提高矿产资源总体开发利用水平。在确保矿山资源科学开发利用的前提下,加强与国内外有实力、有技术的企业、集团的合作,积极引进外来资金、技术,更新工艺流程,扩大生产规模和产品加工水平,提高企业市场竞争能力。依托我省对锂需求的巨大市场潜力,积极引进和发展锂产品精深加工项目和锂铝合金、镁锂合金等相关的锂产品加工企业。
第五篇:洁净煤技术的研究现状及进展
摘要:我国是煤炭生产和消费大国,大力开发应用和推广适合我国国情的洁净煤技术是我国能源发展
战略的主要内容,具有重要的意义。阐述了洁净煤技术的研究背景及其概念,介绍和分析了国内、外洁净煤技
术的研究和发展现状, 重点论述了我国目前在洁净煤研究领域的情况,如煤炭地下气化技术、工业型煤技术、水煤浆技术、煤液化技术、洁净煤联合循环发电技术等的情况,列出了洁净煤技术的特点,指出了我国发展洁
净煤技术应加强的工作。
关键词:煤炭;洁净煤技术;研究现状
煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源,占世界化石燃料贮量的70%以上。世界煤的储量也十分丰富,计有可采煤6 369 亿t[1]。我国煤的储量居世界第三位(有可采煤989 亿t)仅次于美国(1 776 亿t),独联体国家(前苏联1 099 亿t)
[2]。目前煤炭约占世界一次能源消费的30%,按世界能源会议预测,煤炭作为一次能源的重要组成部分的地位将在相当长时间内不会改变,预计2020 年煤炭将占世界一次能源消费的33.7%。中国是煤炭生产和消费大国,目前煤炭提供了我国一次能源的70%左右,在可预见的未来几十年内,煤炭仍将是我国主要的一次能源。煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献,但在煤炭的开发与利用过程中也产生了一系列污染问题,危及生态平衡与人类生存。
洁净煤技术旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能利用,同时又实现最少的污染物释放,达到煤的高效,清洁利用目的。洁净煤技术是一项庞大复杂的系统工程,包含从煤炭开发到利用的所有技术领域,主要研究开发项目包括煤炭的加工、高效燃烧、转化和污染控制等[3]。为解决美国和加拿大的越境酸雨问题, 美国于1986 年率先提出洁净煤技术(Clean Coal Technology),并制订出洁净煤技术示范计划。此后10 年中,洁净煤技术已引起国际社会普遍重视,目前已成为世界各国解决环境问题的主导技术之一。国外洁净煤技术的进展
美国是最早制定和实施洁净煤技术的国家[3]。美国“洁净煤技术示范计划”共制订了5 轮计划的实施。共有40 个CCT 项目,分布于美国的18 个州。项目类型共分为以下4 类:(1)先进发电技术:包括常压循环流化床燃烧发电、增压流化床联合循环发电、煤气化联合循环发电等共11 个项目。目前已完成Nucla 常压循环流化床锅炉示范项目和Tidd 增压流化床锅炉示范项目。几项煤气化联合循环发电示范项目如Pinon Pine 示范项目、Tampa 示范项目、WabashRiver 示范项目等也分别于1996 年和1997 年投入运行。(2)环境控制设备:主要包括各种低NOX 燃烧器、燃料脱硫技术、烟气脱硫装置等共19 个项目,到1996 年底已完成11 个示范项目。(3)清洁煤制备技术: 包括选煤、煤质专家系统、煤温和气化技术、煤液化技术等共5 项。(4)工业应用项目:包括在钢铁工业、水泥工业等的应用性示范项目共5 项。上述项目中,总投资超过60 亿美元, 其中美国政府投资约为1/3,工业界投资约为2/3。如此规模巨大的洁净煤示范计划被誉为是继原子弹计划、航天计划、星球大战计划后美国政府组织的又一大全国性计划。欧洲[3],[4]也积极推动洁净煤技术的研究和开发。欧共体制订了“兆卡”
计划(Thermic Program),旨在促进欧洲能源利用新技术的开发,减少对石油的依赖和煤炭利用造成的环境污染,确定经济持续发展。欧洲特别是德国等国在选煤、型煤加工、煤炭气化和液化、循环流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电、烟气脱硫技术等方面都取得了很大的进展。日本于1991 年开始向洁净煤技术发起了挑战[5],1993 年在“新能源产业技术综合开发机构”(NEDO)内成立“洁净煤技术中心”(CCTC)负责全日本的新能源和洁净煤炭技术的规划、管理、协调和实施。作为“阳光计划”的一部分,日本已在流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电技术、煤液化技术、水煤浆技术、烟气净化技术、煤气化燃料电池发电技术等方面开展了研究开发工作[4]。从以上可看出,世界上主要发达国家为适应其能源政策和环境政策以及开拓国际市场的需要,不惜投入巨资,积极发展洁净煤技术。国内洁净煤技术的研究内容及进展
基于我国的能源结构以及环境状况,为实现环境、资源与发展的合谐统一,中国已把发展洁净煤技术作为重大的战略措施,列入“中国21 世纪议程”。洁净煤是中国能源的未来已被越来越多的人所认识。
下面分别介绍洁净煤技术的研究内容和进展[6]~[16]。
2.1 煤炭地下气化技术
煤炭地下气化技术是原苏联、美国、英国、德国等国家已从事数十年研究的一项高难技术,是将地下煤炭有控制燃烧、产生可燃气体的一种开发清洁能源与化工原料的新技术[17],[18],以上国家的研究至今尚未达到工业应用阶段。我国地下煤气化专家提出的大断面、长通道、两阶段气化的新工艺技术方案堪称第二代采煤方法[19]。它将建井、采煤、气化三大工艺合而为一,可以使地下煤炭在原地转变为可燃气体,由常规的物理采煤方法转变为化学采煤,具有安全好、投资少、效益高、见效快、污染少等特点。近期有关专家[20]指出,我国的煤炭地下气化工艺已达到了世界先进水平,这种技术用于回收矿井中的报废资源利用是一个行之有效的方法,它将成为我国煤炭开采技术发展的一个重要途径。
2.2 工业型煤技术
与原煤燃烧相比, 型煤是提高燃烧效率和减少污染的最有效的方法之一。型煤主要分工业型煤和民用型煤两大类,目前我国有集中成型和炉前成型两种工艺路线。民用型煤主要用于民用炉具。型煤的品种较多,目前已进入商业化生产阶段
[21]。工业型煤是依据生产洁净煤的煤质原料而定。我国一般是以无烟块煤为原料为宜,但一般煤矿开采的无烟煤其块煤率都很低,这就需要把粉煤开发成气化型煤来代替无烟块煤。工业型煤现尚无统一的标准,它将根据各地用煤原料而定。例如日本是用的机车型煤,德国是用褐煤砖,也都是要经过技术处理加工成工业型煤方可使用。1971 年日本机车型煤达到用煤总量的79%,1992 年德国褐煤砖产量达0.121 亿t。我国化肥、化工、冶金等领域多以块煤为原料,用煤气发生炉生产合成气及工艺燃气。仅化肥一项每年就需要无烟煤约0.35 亿t。然而随着机械化程度的提高、块煤率下降, 块煤率仅占采煤量的20%左右[19],这就造成块煤供不应求,粉煤大量积压的矛盾。因此急需利用粉煤开发气化型煤代替无烟 块煤。这样可以缓解块煤供求矛盾,降低造气成本,提高粉煤资源的利用率。目前关键是研制来源广、适应性强的廉价防水粘结剂和提高型煤的热态性能。
2.3 水煤浆气化技术
水煤浆是20 世纪70 年代世界石油危机中发展起来的一种以煤代油的新型燃料
[22]。把灰分很低而挥发分很高的煤研磨成250 ~ 300 μm 的微细煤粉,按煤约
70%、水约30%的比例,加入适当的化学添加剂配制而成。目前我国在煤炭成浆性研究及评价、难制浆低价煤的制浆技术、级配技术、制水煤浆专用磨机、磨矿过程的模拟预测及优化、添加剂技术等的研制处于国际前沿水平[23]。在水煤浆气化技术方而,华东理工大学[16]对自主开发的新型水煤浆气化技术进行了放大,并在兖矿建成了1 150 t/d 新型水煤浆气化炉工业示范装置,完成了l68 h 连续运行考核试验,目前该气化炉已投入试运行。通过工业化规模的气化炉的示范运行,我国在水煤浆气流床气化技术方面达到了国际先进水平。通过积累在气流床气化技术方面的开放和运行经验,为该技术在我国大规模的推广应用奠定了坚实的基础。
2.4 煤液化技术
煤炭通过液化将其中的有害元素硫等以及灰分加以脱除,是一种彻底的高级洁净煤技术[24]。我国自1980 年重新开展煤炭直接液化技术研究,其目的是由煤生产洁净的优质轻、中质运输燃料和芳烃化工原料。煤炭直接液化对原料煤质量有一定的要求,选出适合液化的原料煤,对我国煤液化的工艺和经济性方面都有重要意义。
2.5 洁净煤联合循环发电技术
我国每年用于发电的煤炭占煤炭年产量的1/4。煤炭的洁净利用已引起煤炭发电行业的重视。我国现阶段洁净煤发电技术的主要发展途径有常压循环流化床燃烧(Circulating Fluidized Bed Combustion,简称CF-BC),增压流化床燃烧(Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle,简称PFBC-CC),整体煤气化联合循环(Combined Circulation With IntegralGasificaltion, 简称IGCC),加脱硫、脱硝装置(SPB+FGD)的超临界机组[25],都具有高效率、低污染的特点,是很有发展前景的洁净煤技术的发电方式[23]。在技术上它们相辅相成,各有特长;在投资上,IGCC 略高于PFBC-CC。目前IGCC 和PFBC-CC 发电技术还处于示范性阶段,其技术复杂,整体性技术难点多,比投资费用高。但随着技术的进步,以及从效益、费用和环保的综合评价来看,IGCC 和PFBC-CC 发电技术可望成为本世纪燃煤发电的主导技术[26]。
2.6 采煤废弃物的综合利用技术
由于我国煤炭资源的大量开采和低效利用,有大量煤泥、煤矸石、炉渣、粉煤灰等废弃物产生。把这些废弃物当作一种有用资源加以利用是洁净煤技术的一个重要环节。关于煤泥制水煤浆,煤泥和煤矸石燃烧、混烧技术,炉渣作水泥原粉,粉煤灰制作各种建材的成型技术,我国都已有很多先进的应用技术和发明专利
[27],关键是推广和加以利用。洁净煤技术的特点
从国外特别是西方国家发展洁净煤技术的情况来看,洁净煤技术主要具有以下几个显著特点[28],[29]:
(1)洁净煤技术以解决环境污染问题为主导,以
环境保护立法为后盾;
(2)洁净煤技术开发是一项跨部门的巨大的系
统工程,必须各个部门之间高效能的管理和协调,并
有强有力的组织领导;
(3)洁净煤技术难度高,投入巨大,开发周期较长;
(4)洁净煤技术是一项多层次、多学科的综合技术。
根据洁净煤技术的这些特点,以及中国仍长期是一个以煤为主要能源的发展中国家的国情,我国的洁净煤技术发展起点低,但应用领域广泛,从而使得技术发展的节能与环保效益相当可观。因此我国洁净煤技术的发展不仅有着强大的客观动力,而且也有着十分广阔的市场前景[30]。认识到这点,这对我国国民经济的发展具有特别重要的意义。发展洁净煤技术应该加强的工作
中国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一,煤炭在经济发展中占有极重要的地位。当前大力推进洁净煤技术产业化是关键,但存在一系列障碍待克服:包括行业和地区间协调管理力度不足;研究开发力量分散,项目重叠或低水平重复与节能项目、环保项目结合不够;技术政策与环保政策、能源政策、产业政策、节能政策、高新技术政策等结合和相互支持不够;一些先进的技术达不到国产化商业应用水平;对中国洁净煤技术市场需求了解不足;从研究开发、工程示范到商业化应用都存在资金短缺问题,特别是在工程示范或产品试制阶段。其中政策障碍是主要障碍.若没有政府政策的强劲推动,洁净煤技术很难得到快速发展并克服其它障碍[31]。因此,我们应该加强如下方面的工作[32]。
4.1 加强宏观领导与协调
国家洁净煤技术推广领导小组应进一步加强作用,通过规划的制定和实施,结合国家清洁能源的发展,结合行业和地方产业结构的调整,将洁净煤技术的发展与各地区、各行业的发展计划结合起来,从宏观上布局和协调洁净煤技术的发展,并从政策、技术推进和资金方面予以一定的支持。
4.2 通过宏观政策和措施刺激发展
(1)技术引导政策。例如禁止直接销售和使用原煤,鼓励发展煤炭综合加工技术和洁净燃烧技术,鼓励相关技术的国产化, 要求工业锅炉和窑炉必须燃用洗选煤、固硫型煤、固硫配煤等清洁燃料水煤浆、煤层气等作为环保、节能新型产品,可享受高新技术产业的环保产业政策等。技术引导政策的制定应使与环保处罚和利益机制相互推动。在合理的污染物排放收费标准与严格的执法配合下,形成企业不采用洁净煤技术经济上就会受损失,采用洁净煤技术就有经济利益,或可从 国家得到政策的倾斜,或从市场上得到利益。
(2)金融和税收优惠政策。对洁净煤技术产业化
项目,国家应当在节能低息贷款、企业科技创新贷款、环保产业贷款、高新技术产业贷款等多种渠道向企业倾斜对洁净煤技术基础研究、科技攻关及示范项目的立项和经费予以倾斜。发展洁净煤技术,对环保、节能、资源综合利用等社会公益事业有重大作用,应享受差额征税、过渡性减征、免征等优惠政策。清洁能源发展和环境需求给予洁净煤技术以新的发展机遇,相信在国家的强有力领导和促进下,在市场作用的推进下,我国洁净煤技术在今后一段时间会迈上一个新的台阶。
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