« 上一篇下一篇 »

有色金属生产与节能降耗

所谓有色金属是指除铁、铬、锰等几种黑色金属之外的多种金属的统称。在自然界103种元素中,有色金属占64种,是元素周期表中最庞大的“家族”。其中,铜、铝、铅、锌、锡、镍、锑、钛、镁、汞等10种有色金属被视为“家族”中的“十大金刚”。在当今社会,有色金属扮演了极为重要的角色,被广泛应用于工业、农业、交通、运输、建筑、航空航天、信息、军工、铸造、医疗等领域。

然而,有色金属工业是一个高能耗的产业。从有色金属的矿石开采、选别、熔炼、精炼到加工成材,每一个作业,每一个工序,都要消耗大量的电、煤、燃油等能源。以钢生产为例。我国每生产1吨金属铜需开采151吨矿石,露天开采和坑采1吨原矿需耗标煤(即1公斤发热值为7000大卡或2.9 X 107焦耳的煤炭)分别为 0.6公斤、 4.55公斤,选别处理 1吨原矿的能耗为4.4公斤标煤,从铜精矿熔炼成粗铜,每吨粗铜的工艺能耗为1.04~3.3吨标煤,对租铜进行电解,每吨电解的电能消耗相当于标煤 35~40公斤。据统计,1994年我国10种有色金属的总产量为394.52万吨,消耗电能387.4亿度(相当于全国发电量的1/15)、煤炭 897万吨、焦炭 124万吨、重油 47.5万吨、汽油 9.52万吨、柴油11.74万吨、天然气3586万立方米,共计相当于标煤2542万吨(相当于全国煤产量的l/40),位居全国能耗大户前10名。因此,降低铜、铝、镍、钛、镁等有色金属生产中的能耗,会大大缓解我国能源紧张问题。

解决有色金属工业生产能耗过高问题的途径有三种:

1)加强管理,严格操作规程,减少人为浪费现象。

2)依靠科技进步,改进工艺技术,重视余热利用。以铜的火法冶炼生产为例。它分为冰铜熔炼、粗钢吹炼、电解精炼三个主体作业单元,其中冰铜熔炼工艺的优劣则是决定钢生产能耗高低的关键。近年来,采用富氧闪速熔炼工艺,使钢生产能耗大大降低,比采用传统工艺生产铜降低能耗达30%。此外,在氧化铝制备工艺上采用串联法,并开发出智能控制的大型预焙电解槽,可使能耗降低20%~25%。

3)通过回收利用废旧金属,寻求代用材料,减少有色金属消耗,从而达到节能降耗之效。以再生锡为例。生产100万吨再生铝可节省铝土矿600万吨、碳素材料60万吨,而1吨再生铝的能耗仅为原生铝的5%,可见重视有色金属的回收再生,对于减少能耗有多么重要。寻求有色金属的代替品是降低能耗的一种间接方法。如近年来,采用光纤电缆取代传统的铜电缆就是一例。45公斤光纤就相当于1000公斤铜线的信息传输量,而生产45公斤光纤的能耗只有1吨铜线的 5%。所以,积极开发新材料,取代耗能高的传统材料,也是节能降耗的一个重要途径。