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中圖分類號:S609文獻標識碼: A
一、選礦廠尾礦資源的綜合利用有重要的現實意義
1、回收尾礦資源的現實意義
回收尾礦資源可以用高科技技術將尾礦中的金屬礦物質提取出來進行加工處理成為金屬礦的有價產品,滿足人們對能源的需要,還能將尾礦中的非金屬物質開采出來進行加工,成為人們生活中的特殊物品,回收尾礦資源對工業和人們的生活都有很重要的現實意義。尾礦中的儲能物質雖然質量低下,可選性小,發展起來是很困難,但是現在的高科技的發展讓尾礦的儲能物質的開發看到了希望。依靠科技的進步,尾礦的開采運用較少的成本,被合理的利用也不是不可能。為尾礦的含能源雖然質量和成色很低,但是絕對數量多。如果迅速發展的高科技能夠順利,經濟條件能夠允許,將尾礦中的礦物能源物質作為一個大的能源庫開采人們生活中缺乏的能源物質會是一個合理可行的辦法。
2、尾礦資源的綜合利用會加快經濟的增長
尾礦中的資源能夠給經濟的增長帶來較快的發展,為礦物能源物質的可利用和企業的經濟的發展提供一個大的平臺。隨著社會的不斷發展進步,市場經濟中的企業之間的競爭壓力越來越大,憑借現有能源已經不足以將商業對手打敗,發揮高科技的優勢,在無限的尾礦能源庫中開采有價值的礦能物質成為經濟迅猛增長的一個有力的優勢,這樣企業的效益不僅能夠得到提高,還有效的開發了廢棄的尾礦,使尾礦能夠更有效的被人利用,利用好尾礦這一無限的能源庫,對實現經濟的長遠發展更有意義,不斷發現尾礦的經濟價值,實現經濟進步和經濟可持續發展具有劃時代的現實意義。
3、尾礦資源的綜合利用給社會謀效益
以社會的角度來看,尾礦對于社會來講也是一筆不小的財富,尾礦這種復合型能源材料畢竟是經濟的一大賣點,也會成為社會進步的奠基石,現今的科學技術雖然不能將尾礦的有價值的物質全部開采出來,技術在不斷進步,尾礦的價值就越來越多,就社會長遠來看,尾礦將會成為將來維持社會平衡發展的重要資源,尾礦也會成為經濟無污染的新能源被社會承認和重視,促進社會的繁榮,礦業是一個民族的企業,礦業能源的充分利用必將帶動社會的新一階段的改革。
二、選礦廠尾礦資源能夠被利用的有效途徑
1、加大發展高科技的力度。尾礦之所以沒有實現它的現實意義有很大一部分原因是技術的限制,大力發展高科技,讓尾礦這個潛在的新能源能夠較快較多的被我們的企業經濟利用,推動社會的發展。
2、國家要實施有效的尾礦能源的保護和開發政策,呼吁更多的企業和人發現尾礦的現實價值,不斷增進新的開發對策和開發項目,使尾礦這個儲量大,潛力無窮的能源庫被我們征服,建立新型能源企業,為尾礦這樣的新型能源有一個展現自我的平臺,展現它的價值。
3、還要在經濟市場中大力宣傳尾礦的現實意義,以及尾礦對經濟的增長將會起到的作用,利用有效的成本開發出無限的資源,這絕對是一次大規模的資源回收利用的強有力的改革,對市場的進步和長期發展也會起到根本作用。
4、尾礦中具體的有效物質的提取方面:
(1)尚未發現的有效金屬的提取上,使用最尖端的技術提煉出尾礦中能夠被接受和有經濟意義的金屬物質,例如一些品味低的鐵礦雖然質量低但是絕對量大有效,品味低的具有磁性的廢鐵物質可以處理做常規的鐵精礦。
(2)尾礦中的大量非金屬物質的開采,非金屬礦物質的開發也是尾礦開發的一大亮點,尾礦中的非金屬主要成分是石英,石英可以為建筑的建材提供有效的原料,也可以代替建筑工程中所需要的道渣,水泥,砂石,玻璃及建筑的砌塊等等,還有補強材料和高純硅,這些都是可發現和可利用的能源。
(3)尾礦中的一些非金屬物質還是一些較美觀的藝術品的原料,可以利用尾礦中的非金屬物質實現藝術的價值,非金屬物質在尾礦中本來就儲量豐富,如果真的能夠加工處理成工藝品,絕對是社會的一筆不小的非經濟物質文化財富。
三、尾礦利用未來發展趨勢簡析
隨著經濟發展對原材料的加速消耗,傳統礦產資源將日趨枯竭,其市場供應形勢必然越來越緊張,因此,開發利用包括尾礦在內的各種非傳統資源勢必成為世界各國的不二選擇;同時,隨著科學技術的發展進步和選冶工藝水平的不斷提高,各種尾礦開發利用技術漸趨成熟,因而有著極為廣闊的前景。
在未來需要更多的開展尾礦整體利用開發國際合作。通過國家制定項目方案推廣實施,使尾礦由廢料變成可以利用的資源,提離尾礦綜合利照率,逐年下降廢棄的尾礦數量,形成以怒礦資源化為核心的環境保護產業,依靠尾礦開發推動尾礦的綜合利用,形成良性循環,使礦山成為綜合資源基地。更多的為礦上資源有效利用作貢獻。
四、對尾礦的處理措施
1、尾礦再選
尾礦中大多含有各種有色、黑色、稀貴、稀土和非金屬礦物等,是寶貴的二次礦產資源。20世紀70年代以來,美國、加拿大、德國等國家針對尾礦資源的特點,開展選、冶新工藝和新設備的研究,建立了一批二次選礦廠,從尾礦中再選了大量有用組份。美國明尼蘇達州的安尼斯山的二次選礦廠,年處理尾礦100萬噸,從中生產出20萬噸含鐵60%的鐵精礦。僅就從鐵尾礦中回收鐵精礦而言,全國鐵尾礦品位平均11%,最高達27%,如以回收品位達61%的鐵精礦,產率2%-3%計算,每年從鐵尾礦中就可增產三四百萬噸鐵精礦,相當于投資幾十億元建設的一個大型聯合企業。智利楚基卡馬塔銅礦山采用大浸出槽硫酸浸出―電解工藝,從堆存多年的尾礦中回收銅,每年從中產出銅5.25萬噸,已從尾礦中累計回收了90萬噸銅。我國從上個世紀末加大了對尾礦綜合利用的研究,如攀枝花釩鈦磁鐵礦,已積存有近億噸尾礦,通過科技攻關,從尾礦中回收釩、鈦、鈷、鈧,總價值占礦石總價值的60%以上。
2、用作建材
尾礦的整體利用很大部分是應用于建材工業中,作為建材原料。20世紀60年代,前蘇聯已開始了尾礦建材的研究和生產。烏克蘭克里沃羅格鐵礦積存的5億多噸尾礦,除將尾礦進行適當分級后用作混凝土的粗細骨料外,還用細粒級的尾礦生產硅酸鹽建材制品。美國絕大多數尾礦被用作混凝土填料和鋪路材料,以及用鐵燧石巖尾礦制成輕質磚。日本將鐵尾礦與10%的硅藻土混合,燒制成輕質骨料。礦山采空區回填是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一。膠結充填采礦法目前已屬于成熟技術,可以使地下采礦回采率提高20%~50%,并使原來根本無法開采的位于水體下方、重要交通干線下面和居民區下的礦體能夠被開采出來。
3、土地復墾
尾礦庫復墾是解決尾礦庫表面沙化的重要措施。尾礦庫復墾不僅防止揚沙,而且美化環境、減少污染,兼具經濟、社會和環境效益。在國際上,礦區生態環境恢復治理作為生態建設和環境保護的重要內容倍受重視。美國、加拿大、澳大利亞、德國、巴西和西班牙等國都制定了專門計劃,政府和企業投入大量資金進行礦山生態環境恢復治理,礦山土地復墾率已達到50%-70%以上,遠遠高于我國12%左右的復墾率,不少國家要求新建礦山復墾率100%。
4、無尾礦選礦工藝的研究
這是選礦藝研究的最終方向,世界各國都很注重這方面的研究?,F在國內外有些選廠已經做到了無尾礦排放或少量尾礦排放。江蘇吳縣青山白泥礦,現在采取的是無尾礦生產工藝,所有的礦石都得到了很好的利用,因此選礦廠的尾礦堆積地面積小,且排出的尾砂及時地被運走利用。
五、結束語
做這樣的一個探討研究,就是希望能夠有更多的人能夠參與到我們尾礦利用的研究中,能夠在未來的尾礦利用中發揮尾礦資源更大的效用。也希望未來的礦山資源開發越來越環保,讓我們整個國家的礦山資源利用走到一個長遠發展的正確道路上來,所以說未來尾礦資源發展利用,要走的路還很長。我們希望這樣的探討能夠引起更多人的重視和共鳴。
參考文獻:
我國是資源大國,同時資源浪費現象也較為嚴重。金屬鎳作為重要的戰略資源之一,在各個行業中具有重要的應用價值。尤其是近年來,伴隨著電鍍以及精密合金等行業技術的發展,對金屬鎳的純度質量提出了更高的要求。我國在國外高純鎳化合物制取的工藝基礎之上提出了一種新的制取方法。尤其我國含鎳廢料較多,從中制取不僅有利于保護環境,而且還節約資源,對我國來說具有重要的實際意義。
一、金屬鎳的物理性質及其化學性質
鎳是元素周期表中第四周期第Ⅶ族的元素,其原子序數為28,原子量為58.6934,具有一定的磁性,屬于過渡元素。金屬鎳是一種銀白色的金屬物質,有著較好的延展性,并且隨著金屬純度越高,其機械強度逐漸增大,呈現正比,其具體的物理性質如下表1所示:
鎳的化學性質接近于貴金屬,金屬鎳不溶于水,與鹽酸能發生反應,鹽酸能夠緩慢溶解鎳。金屬鎳能夠抵抗所有的有機化合物,其重要鹽類為氯化鎳(NiCL2·6H2O)和硫酸鎳(NiSO4·6H2O)。純鎳具有銀白色的光澤,與水蒸氣在空氣中發生作用時,鎳的外表上能夠形成一層NiO的薄膜,能夠阻止進一步的氧化。在500℃的溫度以下鎳對于氯氣沒有明顯的作用,對于堿溶液以及鹽水等有著較好的耐腐蝕性。最后,鎳是人體中所必須的微量元素,值得注意的是過多的鎳對機體造成嚴重影響,損傷多器官,甚至致癌。
二、高純鎳化合物制取的工藝方法研究
長期以來,我國對于金屬鎳的制取大多采用的是傳統工藝,傳統制取工藝不僅造成二次污染,同時hia影響鎳的純度,最終降低了回收率,據相關數據顯示,傳統工藝鎳的回收率為90%,遠遠沒有達到提取目的。
本次研究所采取的金屬鎳為某有色金屬冶煉廠的含鎳肥料,經過水洗除去游離酸后,鎳溶液經過分析,其主要的化學成分如表表2所示:
將含鎳的廢硫酸鹽作為原料,經過水洗、溶解以及沉鎳等多工序,進而提取高純鎳化合物,其詳細的制取工藝流程圖如下圖1所示:
如上圖1所示,將廢棄的金屬鎳原料放入到離心機中,然后適量加入一定量的水對其進行清洗,將表明的硫酸除去。隨后將金屬鎳廢料放入道溶解槽中,再次加入適量水對其進行浸泡,在浸泡的過程中進行攪拌,將酸性控制到1.56-2.3之間,其反應時間為100分鐘,然后對其進行過濾,取出濾渣對其進行分析,確保鎳的純度,對于剩下的濾渣丟棄。最后進行凈化處理。對于凈化處理的鎳廢料分為以下幾種情形:
1)回收鉻、鋁:采用15%的碳酸鈣對其進行中和調節,將酸性值控制在5.2左右,溫度設定在85攝氏度,浸泡時間為1小時,然后對其進行過濾以及洗滌,集中濾渣進行回收處理,進而提取鉻化合物。2)回收鐵、鈷:將洗滌之后的溶液中加入適量的H2O2,對酸性值進行調節,同樣加入15%的碳酸鈣,攪拌30分鐘后,對其進行加熱直至85攝氏度,隨后進行過濾,最終收回金屬鈷。3)回收鋅、銅:將上述過濾后的清液中加入12%的Na2S溶液,對其進行中和,連續攪拌30分鐘,然后進行洗滌,洗滌后的溶液進行過濾,從廢渣中回收鋅以及銅,對于沒有過濾少量的金屬可直接排放。4)回收錳:采用10%的H2SO4進行中和調節,將上述濾液的酸性值控制在4.5左右,加入一定的固體量,加熱到80攝氏度,對其進行保溫攪拌,連續攪拌一小時,最終生成氧化錳。最后經過過濾得到硫酸鎳的溶液。通過上述操作方式,所得到硫酸鎳溶液成分如下表3所示:
制取各種鎳化合物的方法:1)氧化亞鎳(NiO):通過經離子交換水洗滌之后的碳酸鎳在煅燒之后的爐中煅燒,在650-750攝氏度的高溫下進行分解,經過球磨以及過篩即可得到氧化亞鎳(NiO)。2)醋酸鎳(Ni(Ac)24·4H2O):將碳酸鎳放到70%的醋酸中,對其進行攪拌,將酸性值調整到3,然后濃縮、冷卻以及離心進行分離,最終得到醋酸鎳(Ni(Ac)24·4H2O),若需要較小顆粒,則可以加入一定的非離子表面活性劑。3)硫酸鎳(NiSO4·6H2O):將沉淀后的碳酸鎳加入60%的H2SO3中攪拌,將酸性值控制在3左右,反應時間為兩小時,在高溫下進行加熱,然后冷卻最終得到硫酸鎳(NiSO4·6H2O)。
三、結束語
綜上所述,通過此種方法制取的高純鎳化合物的濃度較高,與傳統的制取工藝相比,具有鎳回收率較高,達到95%以上;不僅節約了資源,而且還保護了環境,具有重要的實踐意義。總之,通過本工藝的提取,其經濟效益明顯得到提高。
參考文獻
前言:我國現如今處在高速發展的階段,每一天都有著翻天覆地的變化,人們的需求也越來越難滿足,商家為了牟利想方設法的迎合消費者的喜好,自古魚和熊掌不可兼得,人類只為了牟取利益,就必將付出一定的代價。電子垃圾資源化以成為近年來亟待解決的問題,徹底實現電子垃圾資源化不僅僅是對資源的再利用,也是保護人類生存空間和環境。
一、電子垃圾資源化的概念
電子垃圾又稱電子廢棄物,包括各種廢舊電腦、通信設備、家用電器以及被淘汰的精密電子儀器儀表等。電子垃圾不同于普通垃圾,它具有雙重特性。一方面,電子垃圾具有可能污染環境的特性;另外,電子垃圾可作為再生資源回收利用的資源性。電子垃圾中含有大量的金屬、重金屬等物質,這些物質經過分理、拆解等工藝手段,可以作為新產品的原材料進行進一步的加工,即將這些元素循環再利用就是電子垃圾資源化,電子垃圾資源化符合我國提出的大力發展循環經濟的思想,在人、自然資源和科學技術的大系統內,在資源投入、企業生產、產品消費及其廢棄的全過程中,把傳統的依賴資源消耗的線形增長的經濟,轉變為依靠生態型資源循環來發展的經濟。
二、電子垃圾資源化的意義
(1)對環境的保護。電子垃圾中含有多種有害物質,如果處理不當,會造成大面積、深層次的污染,僅以小小的廢舊電池為例,一節電池產生的有害物質能污染 60 萬升水等于一個人一生的飲水量,一節爛在地里的一號電池能吞噬一平方米土地,并可造成永久性公害。(2)對資源的節約。電子垃圾中含有鉛、鎘、鋰等700多種物質,其中含有大量的基本金屬和一定量的貴重金屬。將這些資源合理的利用,不僅可以減少資源的浪費,還可以實現循環經濟的理念,同時也減少了這些金屬、重金屬對環境的污染。
三、電子垃圾資源化存在的問題
(1)集中回收處理難度高。目前,在我國,電子垃圾的回收處理依舊以小商販為主。這樣的局面造成很難對電子垃圾集中處理,就更不用提對電子垃圾資源化的處理了,所以,想要順利的進行對電子垃圾的資源化處理,實現電子垃圾的集中回收是先決條件。(2)技術水平低,手段不成熟。我國相較于一些發達國家,對電子垃圾資源化的處理起步較晚,因此,在技術上不夠成熟,導致一大部分電子垃圾中的資源,并沒有得到完全的到回收,進而導致沒有充分發揮電子垃圾資源化的作用。(3)正規企業未能得到發展、普及。目前,國內的市場中,很少有正規的電子垃圾處理企業,并且,很少有企業主動對電子垃圾進行回收,一大部分企業不將電子污染物肆意的排放已經算是做的不錯的。
四、電子垃圾資源化難以實施
(1)電子垃圾資源化問題沒有得到公眾的重視。上文也提到了要想實現電子垃圾資源化的處理,首先要實現的是電子垃圾的集中回收處理,而實現其集中回收處理的必須參與者就是社會公眾。(2)運營模式未能形成良性的循環。因為目前國內將電子垃圾回收分離的技術尚不成熟,一方面致使處理的成本費用高,形成一種違背初衷的局面;另一方面,因為成本費用高,正規的企業又得不到政府的補助和支持,使得其無法正常的運行,也就難以形成一個良性的循環,最后,導致這樣的企業失去了其存在的意義。
五、提高電子垃圾資源化的建議
中圖分類號:TD862文獻標識碼: A
1前言
中國是世界上最大的有色金屬消耗國,但有色金屬礦產資源卻相對緊缺,有色金屬礦產資源自給率低成為行業發展的瓶頸[1]。為應對礦產資源短缺的現狀,加大對難選有色金屬礦資源的技術攻關,實現礦產資源的綜合利用,對于緩解我國有色金屬行業存在的供需矛盾有重大的經濟意義和社會意義。
磁浮選技術是一項集磁選與浮選于一身的選礦技術,它是在浮選中引入磁場,從而改變浮選的環境,對要處理礦物的浮選行為產生一定的影響。應用磁浮選技術可以實現有色金屬礦的綜合利用,而且磁處理技術具有操作簡單、流程少且投資小的特點。所以將磁處理技術與有色金屬礦選礦技術相結合以強化選礦效果,提高技術經濟指標[2]。
2. 磁浮選技術在有色金屬礦中應用的現狀
2.1 國外磁浮選研究現狀
T?雅爾辛[3]采用Box-wilson試驗設計方法對鎳礦石的分選試驗進行改進,研究了氣泡劑,捕收劑的用量和空氣流量三個變量對除去鎳礦石中的脈石礦物磁鐵礦的磁浮選影響,在最佳的條件下含鎳1.92%的鎳礦石的磁浮選試驗中,一段選別獲得了精礦品位13.56%,回收率為74.32%的指標,再通過精選和掃選還可以進一步提高精礦品位和回收率,該方法與常規浮選方法進行了對比,結果表明:磁浮選取得了良好的指標。
科瓦舍夫[4]通過磁浮選銅礦石的實驗證明對浮選用水加以磁感應強度小于等于3.6T的磁場,銅的回收率提高了1%-6%,并且通過磁化礦漿也可以增加銅的回收率,但是磁化藥劑的作用沒有表現出一定的規律。
奧德和阿里渡夫[5]研究了磁處理技術對油酸的性質影響,奧德研究結果表明隨磁場強度的增加,溶液中油酸鈉與螢石、方解石和適應的粘附增加,并且磁化水玻璃和硫酸鋁可以增加這些礦物在浮選時調整劑的作用能力,阿里渡夫分別將油酸鈉溶液置于靜磁場和動磁場中進行磁化處理,研究結果表明:隨著磁場強度的增加,水的相對粘度也上升,水化H+增加導致電動現象下降,場強增加到某種程度時,磁場引起溶液升溫又增加了電動現象。磁場處理增加了油酸鈉的水解程度、離子周圍定向分子的數量、藥劑的分散度、捕收劑與礦物接觸的程度,從而極大地提高了浮選的指標。
2.2 國內磁浮選研究現狀
邱廷省等[2]對含金銀多金屬氧化礦進行了研究,將常規浮選和加磁場浮選進行了對比試驗,試驗結果發現在金銀精礦品位及實驗條件基本保持不變的情況下,進的回收率提高了5%,銀的回收率提高了2%。
湯丹選礦廠將用磁處理過的水和未經處理的水對氧化銅礦石分別進行浮選對比試驗,結果表明小型試驗的精礦銅回收率提高了2%-3%。王秋風等[6]為了驗證磁場對浮選的影響,研究了磁處理黃藥對鉛鋅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦的浮選行為的影響。結果表明磁處理黃藥顯著地強化了礦物的浮選。對于鉛鋅礦和閃鋅礦而言,當黃藥用量為1.5×10-5mol/L時,磁化和非磁化差距很大,鉛鋅礦回收率提高了15%,而閃鋅礦的回收率提高了23%,對于磁黃鐵礦,當黃藥用量為6.24×10-5mol/L時,磁化黃藥與非磁化黃藥相比,回收率提高20%。這些實驗數據有力地驗證了磁處理藥劑有利于鉛鋅礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦的上浮。
熊彥權等[7]對經過磁處理的煤泥礦漿進行了研究,結果發現通過磁處理煤的可浮性能和煤漿的過濾性能都得到了大大的提高,使煤與煤矸石、黃鐵礦之間的潤濕性差異得到增大,這就有利于強化煤泥浮選脫硫降灰的效果,其中煤漿的過濾性能得到提高的主要原因是磁處理能降低物料的表面電位,改變漿體體系中的粒度組成,使固體顆??偟谋砻娣e減少,粒徑增大,從而改善了物料的過濾性能。此性能如果反映到脫水設備上,可以提高其脫水效率,在工業上有一定的應用前景。
邊炳鑫等[8]研究了磁處理對浮選礦漿性質的影響,得出了如下結論。①磁處理對浮選礦漿含氧量、pH值、表面Zeta電位和潤濕性的變化有一定的影響;水和礦物顆粒的性質(磁性)會對浮選礦漿磁化效應產生影響。②磁化處理浮選礦漿提高了煤的可浮性,加大了煤與煤矸石、黃鐵礦之間潤濕性的差異。③磁化處理能削弱輕柴油對煤矸石和黃鐵礦的捕收作用,提高了輕柴油的選擇性,有利于強化煤泥浮選脫硫降灰的效果。
邱廷省,付麗珠[9]應用一些常規藥劑如碳酸鈉、硅酸鈉、油酸鈉和明礬等,對螢石進行了磁浮選的研究。研究結果表明,采用磁處理工藝可以簡化螢石與石英浮選分離結構,強化對石英的抑制作用,提高了石英的浮選和降硅效果。
國內外對磁浮選技術應用在有色金屬礦選礦中有著深入的研究,總結磁浮選技術的特點主要是:①能夠加快藥劑與目的礦物的作用速度,加快選別速度,提高效率;②可以增強礦物表面性質的差異性,加大了礦物的選別效應的差異性,有利于提高目的礦物的品位和回收率;③可以簡化流程,減少投資④可以減少或不使用化學藥劑,消除了二次污染。
3. 磁浮選技術在有色金屬礦選礦中的發展趨勢
磁浮選技術作為一種新型的選礦工藝,與多學科技術共同揚長避短,發揮其優勢,在降耗,節能,提高產品的市場競爭力等方面磁浮選技術具有廣泛的應用前景。加強在該領域的深入研究,將為提高復雜難選有色金屬礦物在浮選過程和分離過程的選擇性提供新的有效的方法,并將逐步成為礦石分離技術的有效技術。
參考文獻:
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[3] T?雅爾辛.鎳礦石的磁浮選[J].國外金屬礦選礦.2001,38(9):14-19.
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[5] Aripor.E.Affect of magnetic treatment on the properties of asodjum oleate colution[J].Uzb.khim.zh,1967(5).
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[7] 熊彥權,張希梅,故炳雙.煤泥磁化浮選機理的研究[J].應用能源技術,2004,88(4)::12 -14.
[8] 邊炳鑫,陳清如,韋魯濱.浮選礦漿的磁化處理效應和機理研究[J].煤炭學報,2004,29(1): 97-100.
收稿日期:20130521
基金項目:上海市教育委員會創新重點項目(編號:12ZZ194);重點學科建設項目(編號:J51803);國家自然科學基金項目(編號:50974087)資助
作者簡介:陳立樂(1988—),男,安徽人,上海第二工業大學城市建設與環境工程學院碩士研究生。
通訊作者:王景偉(1963—),男,內蒙古人,教授,碩士生導師,主要從事電子廢棄物資源化方面的教學與研究工作。中圖分類號:TK09 文獻標識碼:A
文章編號:16749944(2013)07017304
1 引言
近年來,隨著電子科技和信息技術的迅猛發展,手機更新換代速率不斷加快,進而導致了大量廢棄手機的產生。據相關統計數據顯示,目前全球每年廢棄的手機約有4億部,其中,中國有近1億部。聯合國環境規劃署近期的《化電子垃圾為資源》報告預測,到2020年,中國廢棄手機數量將比2007年增長7倍。另外,我國同時也是一個手機生產大國,根據2002~2009年《中國電子信息產業統計年鑒》的相關統計,從2002~2009年,我國手機產業生產規模不斷擴大,2008年受經濟危機影響增長較慢,其他年份生產均呈快速增長勢頭,2009年手機產量是2002年產量的5倍多。2009年,我國手機產量超過6億部,2010年,我國手機產量達到10億部。因此,廢舊手機的回收處理,已成為我國當前亟待解決的一項重大難題。
2 廢舊手機的危害性和資源性
廢舊手機主要由塑料外殼、鋰電池、線路板、顯示器等幾大部分組成。這些部件中含有鉛、鉻、汞等有毒有害物質,隨意拋棄將會嚴重污染土壤和地下水,對人類的身體健康構成巨大的威脅;廢舊線路板中還有含多溴聯苯、多溴聯苯醚等含溴阻燃劑,具有致癌、致畸、致突變的危害。同時,廢舊手機中還含有大量的有價金屬,特別是貴金屬。一項研究表明,從1t廢棄手機中能提取150g黃金、100kg銅以及3kg銀。依照我國目前每年廢棄1億部手機估算,這些廢舊手機總重達1萬t,若回收處理能提取 1500 kg黃金、100萬kg銅、3 萬kg銀。因此,無論是從經濟效益,資源綜合利用,還是環境保護方面,廢舊手機的高效回收和利用,都有十分重要的意義。
3 廢舊手機主要部件的回收利用
3.1 廢舊手機塑料外殼的回收
手機外殼制造時一般會在內側標明其材質。手機外殼材料大多采用熱塑性工程塑料,如聚碳酸酯(PC)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯合成樹脂(ABS)、PC/ABS合金、聚甲醛及聚氨酯。工程塑料具有很高的回收利用價值,對廢舊塑料進行回收,并加以循環利用,對于提高資源利用率,解決廢舊手機廢棄物的生態環境問題具有重要意義。
廢舊手機外殼塑料的回收,一般通過物理化加以回收。將回收的手機拆除外殼,統一運送到專門生產塑料的企業,對手機塑料外殼進行破碎,然后,進行造粒,作為其他家用或工業電器、通訊等設備的原材料。物理方法具有工藝簡單、處理效率高、污染少、成本低等優點。
對于手機中不能重復利用的塑料還可以用作燃料,用于發電、冶煉等使用,這樣既可以節約能源,又可以減少溫室氣體的排放。
3.2 廢舊手機線路板的回收
手機線路板中金屬的含量很高,尤其是貴金屬,具有較高的回收價值。Luciana Harue Yamane 等對手機線路板和電腦線路板中的金屬成分分別進行了分析,分析結果:手機線路板中的金屬含量為63%,電腦線路板中的金屬含量為45%,其中手機線路板中銅的含量為34.5%,電腦線路板中銅的含量為20%。
對于廢舊手機線路板的回收,主要是回收其中的有價金屬,特別是金、銀、銅、鈀等貴重金屬。目前主要通過物理、化學及生物的方法加以分離回收。
3.2.1 物理處理法
從工藝方法來說線路板的物理法處理可分成兩大類:干法和濕法。干法指的是根據物料間的電、磁、形狀、密度等特性差異,利用單個或組合設備加以有效處理的技術方法,其間沒有液相的存在,這也是研究較多應用較廣泛的技術方法。濕法多是利用物料的密度差異性質結合液相的動力及運動特性進行有效的成分分離。
干法回收主要通過各種機械的方法,或者幾種方法相結合的方式,首先對線路板進行破碎,然后根據金屬和非金屬磁性、密度、比重、導電性等的不同,對其中的金屬和非金屬加以分離。處理方法主要包括破碎、磁選、靜電分選、渦電流分選等工藝流程,還有重選、空氣搖床等方法,一般采用其中的兩三種方法相結合的方式進行分選。
馬國軍等采用磁選和重選回收廢舊電路板中的金屬。結果表明,采用干法磁選工藝,可回收的鐵磁性物質約占廢舊電路板質量分數的8.23 %,重液分選可使金屬與非金屬有效分離,采用磁選和重選聯合工藝可使Fe、Cu、Pb、Zn、Ni和Sn的回收率分別達到約100%、80%、65%、75%、88%和56%。
北京航空航天大學的沈志剛在其專利中利用空氣分離筒設備進行了廢棄電路板物理法資源化研究,該工藝回收的金屬材料純度為 95%,回收率達到 95%,具體工藝流程見圖1。
圖1 廢棄線路板物理法空氣分離工藝流程
濕法回收是利用水等作為分選介質,根據金屬和非金屬密度或比重的不同加以分離,例如浮選法、水力搖床、螺旋溜槽等。
譚之海采用“濕法破碎——浮選”工藝流程來回收廢棄線路板中金屬成分,結合傳統礦物浮選的4個常用浮選動力學模型,研究了廢棄線路板自然疏水性浮選和藥劑浮選的浮選動力學模型,并通過試驗驗證了5個不同條件下建立得動力學模型,為廢棄線路板浮選工藝參數的優化、浮選流程的簡化奠定了理論基礎。
綜上所述,物理法資源化處理線路板的方法很多,不同種類的線路板和不同的工藝流程,往往會取得不同的分離回收效果。廢舊手機線路板相對電腦等其他線路板,具有金屬含量高,板體薄等特點,因此,對于廢舊手機線路板的回收,相關的物理回收工藝,還需要進一步的研究和優化,才能取得較好的分離效果。
3.2.2 化學處理法
化學處理法主要是利用濕法冶金的方法,對線路板中的貴賤金屬加以分離回收。濕法冶金技術回收貴金屬的基本原理是利用廢料中的絕大多數金屬能在硝酸、王水等強氧化性介質中溶解而進入液相的特性,使絕大部分貴金屬和其他金屬進入液相而與其他物料分離,然后從液相中分別回收金等貴金屬和其他賤金屬。目前已經得到應用的將電子廢棄物中的金轉入溶液的工藝有硝酸王水濕法工藝、雙氧水硫酸濕法工藝、鼓氧氰化濕法工藝等幾種。
曹人平等應用煅燒浸出法研究了廢舊手機中 Au、Pd、Ag 的回收技術及工藝,其回收率都>95%,回收得到的產物經精制,其純度>99.9%。其具體工藝流程如下圖(圖2)。
圖2 廢舊手機中Au、Ag、Pd的回收工藝流程
李晶瑩[11]等采用硫脲作為浸出試劑,用Fe3+離子作為氧化劑,對廢舊手機線路板中的金、銀的浸出回收進行了研究。研究結果表明,酸性條件下,樣品破碎到100目以下,控制硫脲濃度24g/L,Fe3+離子濃度06%,室溫下反應2h,金和銀的浸出率分別達到90%和50%。
Vinh Hung Ha 等采用Cu2+-硫代硫酸鹽-氨體系對廢棄手機線路板中的金的浸出進行了研究,結果表明,當硫代硫酸鹽濃度0.12mol/L,Cu2+20mmol/L,氨濃度0.2mol/L,2h后,金的浸出率高達98%,取得較好的試驗成果。
3.2.3 生物法處理技術
生物處理技術,就是利用某些微生物的吸附、氧化和代謝作用,來提取廢舊電子產品中金屬的一種手段。生物提取技術具有工藝簡單、成本低、操作簡單等優點,但是生物浸出周期長,浸出率較低,目前還處于實驗室研究階段,生物法是具有發展前景的新技術之一。
3.3 液晶顯示屏的回收
液晶顯示屏中主要成分為金屬銦和玻璃。銦是各類平面液晶顯示器生產中至關重要的成分。世界市場上平面顯示器的快速增長成為全世界銦的生產的最主要的最終用戶,包括平面電視、臺式計算機顯示器、可上網的筆記本電腦、手機等主要的平面顯示器的快速發展和應用,使得國際市場對銦的需求急劇增長,而且目前還沒有新的替代材料研究出來。液晶顯示屏中銦的含量大約在20×10-6~200×10-6,具有一定的回收利用價值。玻璃可作為一般的廢物回收利用。
3.4 廢舊手機鋰電池的回收與利用
現行的大多數手機電池為鋰離子電池,鋰、鈷是鋰離子電池的最重要成分,其中鈷在自然界含量稀少,價格昂貴,如果得到回收,將會獲得較大的經濟效益。
對于廢舊鋰電池的回收利用,國內在這方面的研究相對國外較少。中南大學鐘海云等采用堿浸——酸溶——凈化——沉鈷工藝流程,從鋰離子二次電池正極廢料——鋁鈷膜中回收鋁、鈷。本工藝鈷的直收率達到95.75%,鋁達到94.84%。
韓國礦產資源科學研究院回收研究所研究開發了從失效鋰離子電池中再生鈷酸鋰的濕法冶金方法——非晶型檸檬酸鹽沉淀法。工藝流程為:失效鋰離子電池——熱預處理(電池解離、硬化塑料)——一次破碎——一次篩分——二次熱處理——二次篩分——高溫焙燒——硝酸介質還原浸出(H2O2作還原劑)——凈化除雜——檸檬酸沉淀——高溫焙燒——鈷酸鋰。日本索尼公司和住友金屬礦山公司合作開發了從失效鋰離子電池中回收鈷等元素的技術。其工藝為先將電池焚燒,以除去有機物,再篩選去鐵和銅,將殘余的粉末溶于熱的酸溶液中,用有機溶劑提取鈷。
4 廢舊手機回收利用現狀和建議
我國是一個人口眾多、手機使用量較大的國家,廢舊手機的回收利用,需要一個完善系統,從政府、生產者、經銷商、運營商到個人的積極參與和配合,才能實現廢舊手機綜合利用。廢舊手機的回收利用體系的建立,是一個逐漸完善的過程。目前,歐、美、日等發達國家及地區,在廢舊手機的回收和利用方面,已經有了一個相對完備的法律體系及回收處理系統,因此,我們國家在這方面,可以結合我國國情,予以借鑒。
4.1 完善法律法規,合理回收利用
專門法律法規的制定,是廢舊手機得以高效回收利用的前提和保證。2003年1月我國實施了《清潔生產促進法》,2005年4月實施了《固體廢棄物污染環境防治法》,2007年3月實施《電子信息產品污染控制管理辦法》,2011年1月1日起,正式實施《廢棄電子產品回收處理管理條例》,并頒布了《廢棄電器電子產品處理目錄》,對廢舊電視、冰箱、洗衣機、空調、電腦等廢舊家用電器的回收處理做出了相關規定,但是,對于廢舊手機的回收處理,依然還沒有做出相關規定。因此,國家需要盡快完善相關法律法規,將廢舊手機的回收利用納入其中,才能保證廢舊手機的合理回收與利用。
4.2 設立專門的回收機構,規范回收市場
目前,我國廢舊手機的回收,主要依靠小商販走街串巷進行回收,或者賣給手機維修點,然后,通過相關商家進行翻新,重新回到市場,欺騙消費者。對于不能使用的,進行簡單的拆除,只回收利用其中一些有用的零部件。這種不規范的回收方式,不僅回收效率低,而且對環境的污染破壞大,對正規回收系統的建立,也產生一定的阻礙作用。針對我國當前廢舊手機的回收利用情況,結合我國國情,借鑒國外的回收體系,在全國設立專門的回收網絡,進行有償回收,比如利用銷售商和運營商進行回收,同時,堅決取締非法渠道進行回收。
4.3 建立規劃化、產業化的處理企業
廢舊手機的拆解、處理工作,需要先進的處理技術、工藝、專門的技術人員,進行高效的無害化的拆解,才能避免對環境的二次污染和破壞。因此,廢舊手機的回收、處理,要兼顧環境效益與經濟效益,走規范化、產業化的道路,既可以高效的回收利用,又不會造成環境的破壞,同時可以帶動經濟增長,促進就業。因此,要堅決取締、嚴格查辦一些沿海地區非法的手工拆解作坊,政府可以出資成立專門的處理企業,或者鼓勵一些有實力、有技術、有資質的企業進行廢舊手機的拆解處理。對于相關的企業,政府給予一定的照顧,如減免稅收、財政補貼等。
2013年7月 綠 色 科 技 第7期4.4 大力宣傳,提高公民環保意識
相對于發達國家,我國區域經濟發展不平衡,公民的環保意識較薄弱,需要政府和相關企業機構宣傳、教育和引導,增強公民的環保意識,倡導綠色消費,提高公民環保的積極性。同時,政府和相關機構定期開展一些廢舊手機的回收活動,比如,以舊換新、廢舊手機換話費、廢舊手機換取日用品、換取積分等,從而增加民眾主動交回廢舊手機的主動性。
5 結語
我國是一個手機使用大國,也是一個手機生產大國,每年廢棄的手機將達到上億部。然而,目前國內關于廢舊手機回收利用方面的研究較少,對于廢舊手機的回收利用,還沒有形成相對完善的體系。如何有效的回收利用這些廢舊手機,是當前我國急需解決的一項重大難題。無論是法律法規的健全、回收系統的完善、專門處理企業的建立,還是工藝技術的研發,都將是今后研究的重點。
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中圖分類號:TU993文獻標識碼: A
一、鐵尾礦的有效利用
1、鐵尾礦再選和有價元素的綜合回收
自20世紀80年代末到90年代以來,我國一些礦山企業從提高經濟效益考慮,陸續建成了一些鐵尾礦回收選廠,取得了明顯的經濟效益。其中有:
(1)弱磁―強磁―浮選工藝使包頭鋼鐵廠成功地實現了鐵、稀土等的綜合回收,是包頭中貧氧化礦選礦技術上的重大突破。攀枝花釩鈦磁鐵礦回收鈦鐵礦的成就較好地改善了鈦鐵礦選回收率低的問題。
(2)采用浮選―磁選、磁選―浮選、磁選―重選―浮選等工藝可從矽卡巖鐵礦回收共生的銅、硫、鈷
(3)從高、中溫熱液交代型寧蕪式鐵礦綜合回收硫、磷。如上海梅山(集團)有限公司采用磁選―重選―浮選流程成功地提高了硫精礦中的硫品位。
2、用于生產墻體材料
我國許多礦山都把研制生產墻體材料作為尾礦利用的主要方面。梅山鐵礦利用細粒尾礦(-0.074mm占76.12%)再選,獲得鐵精礦(TFe52%)和中礦(TFe34%)后,排出的最終尾礦用于燒制尾礦磚,尾礦磚呈鐵紅色,無開裂變形等現象,其抗壓強度達到5 188~6 187MPa;同時利用尾礦和粘土混合制成的磚,抗壓強度達6 187~7 185MPa,均超過了普通粘土磚的指標。利用鞍山地區的鐵尾礦進行了三免尾礦磚的研究,并對制備尾礦磚的反應機理、免燒免蒸免壓的生產方法等進行了試驗研究,在生產中實現了免燒免蒸免壓。
3、用于生產水泥
尾礦用于制作水泥的兩種方法:利用尾礦中含鐵量高的特點,以尾礦代替通常水泥配方中使用的鐵粉,在這種情況下,尾礦在水泥原料配方中的用量
4、用于制備裝飾材料
最近幾年才開始用鐵礦尾礦研制生產建筑玻璃和建筑陶瓷。尾礦中若硅、鉀、鈉含量高,可將其用作生產玻璃的主要原料。中國地質科學院尾礦利用中試基地利用首鋼某鐵礦的尾砂燒制出了優美的黑棕色工業陶瓷和日用陶瓷,其成品符合部頒標準。尾礦還可于研制生產各種彩釉墻地磚和飾面磚。例如,利用歪頭山鐵尾礦成功地生產了彩色地面磚和承重砌塊。張錦瑞等利用鐵礦采選過程中產生的尾礦及粗粒砂石生產尾礦磚。
二、含釩、鈦固體廢棄物的有效利用
1、利用含鈦高爐渣合成(Ca,Mg)α′-Sialon-AlN-TiN復合材料
某大學以攀鋼含鈦高爐渣作為主要原料,采用碳熱還原氮化法合成出(Ca,Mg)α′-
Sialon-AlN-TiN復合材料,可作為新一代的耐火材料和高溫結構陶瓷材料。同時,由于TiN具有良好的導電性,該材料又可能成為一種新的功能材料。研究了合成(Ca,Mg)α′-Sialon-AlN-TiN粉末的最佳工藝參數為:反應溫度1 480℃ ,保溫10h,碳量為理論值的1.5倍,氮氣流量400ml/min。在此工藝條件下,產物中(Ca,Mg)α′-Sialon的相對含量最高可達70%左右。合成溫度對(Ca,Mg)α′-Sialon-AlN-TiN粉的合成有顯著影響,隨著合成溫度升高,產物中α′-Sialon相含量增大;恒溫時間對產物相組成的影響不十分顯著,但較長的恒溫時間可使還原氮化反應進行得更充分,隨著合成溫度的升高和恒溫時間的延長,試樣質量損失增大。
2、利用含鈦高爐渣制備光催化材料
某大學制備了含鈦高爐渣光催化劑,負載于玻璃表面,通過對水溶液中染料亞甲基藍的降解試驗,研究了含鈦高爐渣的光催化效果,評價了含鈦高爐渣光催化劑與熱處理溫度、溶液的pH值、不同光源、空氣流量的影響關系。結果表明,所制備的含鈦高爐渣催化劑具有光催化性,經600℃處理的催化劑的光催化性最好,適當的pH值與空氣通入量、提高紫外光強度及縮短光源的波長均有助于染料的降解。
3、 回收含鈦高爐渣中的鈦
利用含鈦高爐渣制取TiCl4,如攀鋼鋼鐵研究院將含鈦高爐渣中的TiO2還原碳化,然后使碳化鈦低溫氯化,得到TiCl4。將粗TiCl4除釩精制,再以精制的TiCl4為原料,制取高純的TiO2。攀鋼與中南工業大學合作,試驗研究了回收含鈦高爐渣中TiO2和Sc2O3的技術。將含鈦高爐渣酸解、浸出,得到銳鈦型TiO2,同時回收渣中的
Sc2O3。采用直流電爐,應用硅熱法,以含鈦高爐渣為原料,將含鈦高爐渣中的TiO2在直流電爐內還原,制取硅鈦合金。
4、利用含鈦高爐渣制備建筑材料
可以用磨細高鈦礦渣配制混凝土,生產混凝土空心砌塊,制備實心磚。
5、回收釩元素
對某地低品位釩鈦磁鐵礦石采用優先浮選―磁選―重選聯合工藝,在回收主元素Fe、Ti的同時,還綜合回收了V、Co、S、P伴生組分,可獲得含V2O50.76%、Fe66.75%、S0.019%、P0.008%的優質鐵精礦。該工藝使礦石中對主產品鐵、鈦精礦有害的成分S、P及有用成分V、Co最大限度地轉化為有價可銷售的副產品,增加了主產品的附加值,提高了綜合工藝技術指標及綜合經濟效益。
三、錳礦生產固體廢棄物的有效利用
1、從錳礦尾礦中回收錳元素對尾礦開展回收錳的試驗研究工作對節約資源、保護環境和老礦山挖潛都很有意義。采用焙燒還原浸取法和兩礦加酸法分別對連城錳礦的綜合尾礦進行提錳試驗,結果表明,焙燒還原法流程和兩礦加酸法新流程,都能獲得較高的錳回收率。進一步將浸出的錳除雜、凈化、結晶、制成硫酸錳,其質量達到GB1622-86標準的要求。這給連城錳礦挖掘資源潛力和同類礦山的資源綜合利用提供了有益的參考。
2、去除水中Cu2+的試驗研究
目前,利用吸附法處理重金屬廢水是十分有效的方法,工業上常用的吸附劑有活性炭、樹脂吸附劑,但是成本高不易推廣,開發便宜高效的吸附劑是吸附法的發展方向。與現有的其它吸附劑相比,尾礦具有粒度細、數量大、成本低的特點,用錳礦尾礦處理重金屬廢水可以起到變廢為寶的作用。]研究發現錳礦尾礦樣品對Cu2+有良好的吸附能力,吸附規律符合Langmuir等溫吸附方程式和Freundlich等溫吸附方程,吸附過程具有較快的動力學速度。pH值大于4時對Cu2+的吸附能力較強,且吸附能力隨pH值增大而增大。
3、生產彩色墻磚
咖啡色墻磚主要原料為黏土,用錳礦浮選尾渣作為著色劑。由于加入的錳礦石浮選尾礦中有
50%的成分參與了燒成過程中的各種化學反應,尾砂中10%的結晶石英在反應中起了結晶鍵合作用,由此提高了磚的強度,使這種磚具有優良的物理力學性能。
4、燒制硅酸鹽水泥熟料
在立窯水泥生產中,金屬尾礦和工業廢渣單摻或復摻配料生產硅酸鹽水泥熟料已經得到廣泛應用,但是用硅錳渣配料生產水泥熟料還很少。某廠利用硅錳渣和錫渣雙摻配料,采用高熔劑、高鋁配方,生產出了早期強度高的熟料。另外,使用錳鐵尾礦與高灰分的石煤,通過合理配料,加強操作,也能穩定生產出優質的熟料。
結語:
大量黑色金屬礦尾礦已成為制約資源可持續發展、危及周邊生態環境的重要因素,在礦石日趨貧化、資源日漸枯竭、環境意識日益增強的今天,必須依賴于二次資源的開發利用,黑色金屬礦尾礦綜合利用已成為資源可持續發展的必然選擇。
參考文獻:
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逆向物流的物資中,一部分可回收并再生利用,稱為再生資源,形成回收物流。處理程序是將逆向物流的物資中有再利用價值的部分加以分揀、加工、分解^使其成為有用的物質重新進入生產和消費領域。另一部分物資在循環利用過程中,基本或完全喪失了使用價值形成無法再利用的最終排泄物,即廢物。廢棄物經過處理后,返回自然界,形成廢棄物流。處理程序是從環境保護的目的出發將喪失再利用價值的排放物或焚燒,或送到指定地點堆放掩埋,對含有放射性物質或有毒物質等一類特殊的工業廢物,還要采取特殊的處理方法1^如圖2所示:回收物流與廢棄物流都屬于逆向物流。逆向物流雖不能直接給企業帶來效益,但其對環境保護和資源可持續利用來說,意義卻十分重大,也非常有發展潛力。西爾斯物流執行副總裁曾說:“逆向物流也許是企業成本可以降低的最后的未開墾地了?!泵绹嫦蛭锪魑瘑T會1999年對各公司所做的專項調查表明,當年的逆向物流成本超過350億美元[1]。此后,全球領先的知名企業如GE、IBM、3M等在這個特殊領域實施了一系列計劃控制措施和信息化系統,已經對改善逆向物流產生了積極影響。這些知名企業自身同時也獲得了資源的充分利用、產品成本的下降、客戶滿意度的提高等多方面的綜合經濟效益和社會效益。
一方面,逆向物流處理得好,可以增加資源的利用,降低能源的消耗,降低經濟成本,有效減少環境污染,提高經濟效益。例如,目前全世界生產的金屬產品中,約45%的鋼、40%的銅、50%的鉛等,都是由回收的廢金屬經加工冶煉后而獲得的[2]。廢金屬回收利用的價值和效果,可以通過表1的幾組數據充分說明:
另一方面,逆向物流如果處理不當,則會造成許多公害。例如:把有毒物質棄入江河,對飲用水的人的健康有害;將廢電池隨意丟棄,對土壤損害性極大;一枚紐扣電池可以污染600噸水,相當于一個正常人一生的飲水量;一些有毒有害的廢棄物已經對土壤、地下水、大氣等造成現實或潛在的嚴重污染。
據有關部門的調查顯示,我國可回收利用卻沒有利用的再生資源價值高達300多億元,每年大約有500萬噸廢鋼鐵、20多萬噸廢有色金屬、1400萬噸廢紙及大量的廢塑料、廢玻璃、廢電池沒有回收利用。
對逆向物流的重視已是迫在眉睫。隨著可持續發展戰略的提出和“循環經濟”效應的逐步顯現,要求21世紀的企業必須從系統構筑的角度,建立廢棄物的回收再利用系統(見表2)。即不僅僅要考慮自身的物流效率,還必須與供應鏈上的其他關聯者協同起來,從整個供應鏈的視野來組織物流,最終在整個經濟社會建立起包括生產商、批發商、零售商和消費者在內的循環物流系統。
二組織逆向物流的難點
在我國,由于一些歷史因素的影響和現實政策的不完善,使逆向物流營運難以開展,尤其是其中的廢棄物流。具體難點和問題表現在以下幾個方面:
1. 國民珍惜資源和環境保護的意識相對落后由于歷史和經濟的原因,相對于發達國家來說,我國的許多企業對逆向物流、綠色物流的認識還不充分,居民珍惜資源和環境保護的意識偏弱,加之又是人口大國,消費量偏大,產生的廢棄物問題就顯得更為突出。目前,國內許多城市僅僅回收經濟利益較大的廢金屬、廢紙張,而對廢玻璃、廢電池、廢塑料等不感興趣,居民只好將其扔入垃圾中,使垃圾總量增加,垃圾處理工作難度增加。甚至在一些發達城市和地區,舊家具和舊家電也被作為垃圾拋棄。這些完全可以在舊貨市場予以調劑而變廢為寶。我國的垃圾堆放量已高達60多億噸,垃圾堆放占用土地5億平方米,并且城市垃圾以8%的速度增長,年產生量在1.6億噸以上(見表3)。一方面是人均資源的極度短缺,另一方面是有限資源的大肆浪費,導致我國環境與發展長期存在矛盾。發達國家正在形成“資源一產品一再生資源”的良性循環,而我國對循環經濟的認識尚處于初始階段。
2. 再生資源回收利用的激勵機制和政策不得力
建國以來,我國再生資源的回收體制主要有三大部分:一是物資部門管理的物資再生利用公司。二是供銷社系統的廢舊物資回收公司。這兩部分是在計劃經濟時期形成的體系,屬于再生資源回收的主要渠道,是按行業、行政區劃建立的回收企業,普遍存在“散、小、差”的情況,多數屬于小型流通企業。模越來越大。
再生資源的回收利用本是一件利國利民的好事,但由于我國一些政策和制度存在不合理的成分(如對再生資源行業的稅制、回收與使用聯系渠道的削弱等)使再生資源行業成為微利或者無利的行業,一些企業存在做得越多,虧損越多的現象。據調查,我國國有、集體的再生資源利用回收企業80%處于虧損局面。只有少數企業勉強自負盈虧或略有盈余,多數企業處于維持狀態,沒有積極性。
3. 廢家電、廢電腦、廢舊輪胎尤其是廢電池的回收利用更是難中之難
目前我國每年產生廢舊輪胎5000多萬個,隨著轎車進入家庭和汽車擁有量的增加,這個數字還將迅速刷新。另外,20世紀80年代及90年代初投入使用的家用電器,現在已到了報廢期,對這些廢家電的回收處理是亟待解決的問題。特別是舊冰箱,因為其中的制冷劑嚴重污染環境。目前在我國,廢舊家電出手可以收一點錢而國外回收舊電器是要給市政府交錢的。以德國為例,回收舊電器要給市政公司交錢?;厥找慌_舊冰箱要交上百馬克(合人民幣約300多元)回收舊電視、收音機也要交一些錢不過數量少一些。如果現階段在我國推行國外那種“回收舊電器不得錢反而交錢”的政策,顯然存在很大障礙。
4. 回收網點設置不盡合理
盡管這些年我國從事廢舊物品回收的個體戶逐漸增多,但仍存在回收物資品種單一、回收環節多、回收網點偏少、回收渠道不暢、管理混亂和設施之間不能配套等弊端。由于各行業都插手經營,單純為利所驅,難以形成社會化、市場化、規模化的經營機制。
三.基于逆向物流的恢復鏈構建
逆向物流是實現經濟可持續發展的必然選擇,對社會、經濟的不斷發展和人類生活質量的提高具有重要意義。
要提高逆向物流管理效率,有必要構建一條恢復鏈?;謴玩溋鞒淌悄嫦蛭锪骺刂频闹骶€。終點有兩種可能:
在整條恢復鏈上,生產企業、銷售企業、再生資源回收企業和消費者都是循環物流系統的參與者。但是,現階段這條恢復鏈缺乏動力、運作不暢,主要是因為鏈上的參與主體利益不能共享,收益也不確定。只有通過制度安排,才能達到所謂的帕累托最優。
因此,首先必須從政府政策的角度,對現有物流體制進行管理,設計一系列的規則,界定人們選擇的空間,規范人們之間的相互關系,從而減少環境中的不確定性和交易費用,增進合作,促進社會經濟的發展。具體對策有:
1. 嚴格實施已有的法律、法規,健全再生資源行業經營法規
《環境保護法》、《固體廢物污染環境防治法》等法律早已出臺,但部分執法部門不能有力地貫徹實施。一些生產和流通企業對環境排放廢棄物而無需承擔再生資源的責任。因此,可嘗試出臺新的經濟指標(如綠色GDP)、出臺環境稅、采取排放權的交易以及“押金一退回”規制等政府舉措和市場行為,強化循環經濟意識,促進逆向物流的應用和發展。
同時,進一步制定和完善其他相關法律、法規,依法管理再生資源回收行業的經營活動,明確各個環節的法律責任。目前,我國還沒有一套完整的《再生資源法》,再生資源回收與利用的責任不明確?;厥张c利用沒有形成統一標準,造成行業管理混亂。另外,應進一步提倡廢舊物資在其產地即實施分類回收的做法,保證其最大的回收率。
2. 加強宣傳教育,提高全體市民的資源和環境意識
再生資源回收利用需要全社會的共同努力和支持。應大力宣傳“循環經濟是可持續發展的必然戰略”的觀念,提高全社會節約資源、保護環境的意識,使全社會都來理解、支持和自覺參與再生資源回收利用事業。尤其是動員大、中、小學生參加再生資源回收利用的義務勞動,并納入到學生素質考評中,以此推及到社會。
3. 加快有關逆向物流技術研發,鼓勵官、產、學、研合作聯手攻關
逆向物流技術的研發對恢復鏈的有效營運有重要推動作用。尤其是廢家電、廢舊輪胎、廢電池回收利用的處理技術。這些技術不妨借鑒國外的做法。以廢舊冰箱為例,德國有專門的處理工廠。在那兒,先由工人手工操作,將冰箱中殘存的制冷劑放出,以程序,用機器將其壓扁、捶碎,再將不同的成分篩選出。比如,先根據導電性將金屬和非金屬分開,再根據磁性和密度篩選出鋼、鐵、銅、鋁等不同金屬。幾條分選流水線過去,出來就是成分比較單一的各種水片。回收的金屬冶煉后又是好材料。而合成橡膠粉碎后可以和浙青攙在一起,成為鋪路材料。我國城市路面80%是浙青混凝土路面,而鄉村的泥土路面也可以選用浙青作為鋪路材料。
廢電池的收集可以鼓勵生產企業參與進來。比如,福建南孚電池就自己建立了處理站,既樹立了企業形象,又降低了生產成本。
NOKIA手機2002年6月18日正式諾基亞在中國時‘綠色回收大行動”。利用諾基亞授權維修中心網絡部署回收箱,減少回收點占地的租金及人工成本利用公司已有的運輸途徑和貯存條件收集廢棄物,建立廢棄手機及配件回收系統。到2002年底,在我國98個城市中設置了160個回收箱,收集到半噸以上的廢棄手機配件和電池。
4. 盡快出臺再生資源回收利用的激勵機制和政策措施
我國可以通過學習、借鑒發達國家的一些成功經驗和做法,結合我國國情,研究建立適合我國現階段經濟發展水平,能夠促進再生資源回收利用的激勵機制。研究建立適應市場經濟體制要求,促進再生資源行業自我積累、自我發展的有關措施。
例如,德國是個汽車大國一平均兩個人一臺車。2002年3月,德國政府批準了一項《舊汽車法》的修正案,規定汽車生產廠商與進口商有義務回收報廢車輛。對于消費環節廢棄物的回收由市政公司統一負責。每年年底,市政公司會發給各戶主一份《垃圾回收日程表》,把下一年每天收什么垃圾安排得清清楚楚,比如,每周一、三收生活垃圾,周二、四回收綠色垃圾(枯枝落葉),周五回收廢紙等。然后每年有幾個特定的日子回收難處理的垃圾,舊家具、舊電器回收的日子都在日程表安排得清清楚楚。而且各區的居民收到的日程表是不同的,各區的日子交錯開,可以保持滿負荷運轉。
這種“循環經濟”的效益表現在:一是德國市政公司盈利的多,虧本的少。當然也有國家對廢舊品循環處理的稅收優惠和補貼因素。二是回收的鐵、銅、鋁等金屬,最少的也占德國金屬生產的5%以上。三是看來最沒用的廢舊橡膠渣,已經成為目前鋪設和維護高速公路的主要原料,用橡膠渣浙青鋪的高速公路摩擦力大且有適度彈性,車感和安全性都好于水泥路面。
5. 抓好示范試點
引導和扶持有條件的中心城市建立再生資源回收網絡和集散市場,推動再生資源回收利用企業逐步向集約化、規?;?、產業化方向發展,提高技術和管理水平。目前,我國已初步建立了比較完整的回收物流網絡,但需要一些中心城市培育幾個大回收企業,以便發揮集聚效應和發散效應。如:現代企業制度組建科、工、貿一體的總公司或專業化的集團公司;改變以行政為主線的做法,組建跨地區、跨行業、甚至跨省市的服務公司;充分利用已有的市場資源提高逆向物流的效率和效益,如充分利用郵政系統現有的入千家、進萬戶、點多面廣的綜合網絡。
6. 提倡綠色包裝
采用可降解的包裝材料,設計簡易包裝,減少一次性包裝,提高包裝廢棄物的回收再生利用率,加強綠色包裝宣傳等。20世紀90年代,素有”文件處理專家”之稱的施樂公司(FUJIXEROX)在產品設計時,充分考慮到減少零件數和易于拆解把多次使用、翻新生產和廢物回收作為實施環境保護計劃的指導方針,致力于實質性的”變廢為寶”,許多施樂產品在結構上都設計得容易拆卸和分解解不僅便于平時的零件維修更換,更有利于機器到使用壽命后對其中的可回收件進行再生利用。
1 引言
隨著社會發展,電池作為人們生活當中重要的消費品,每年的消耗量以驚人的數字上升。廢舊電池中含有大量的重金屬及廢酸、廢堿等電解質溶液,對人體會造成危害,如果不加處理直接丟棄,會導致土壤和地下水永久性的污染。因此,廢舊電池的回收處理無論從資源循環利用還是從保護環境及人類健康方面都具有重要意義。
2 廢舊電池回收現狀
科學調查表明:一顆鈕扣電池棄之大自然后可以污染60萬L水。相當于一個人一生的用水量,而中國每年要消耗這樣的電池70億只。電池中96%為鋅錳電池和堿錳電池,其主要成分為錳、汞、鋅等重金屬,而且它們還能與有機物發生反應,生成毒性更強的金屬有機物[1]。若把廢舊電池混入生活垃圾中一起填埋,久而久之,滲出的重金屬會污染地下水和土壤,致使土地和水源嚴重污染,并且使植被無法生長。生物從環境中攝取重金屬,重金屬可以經過食物鏈的放大作用逐漸在較高級的生物中成千上萬的累積,然后經過食物進入人體,威脅人體健康。
另一方面,人們越來越多地認識到推進循環經濟建設、構建節約型社會、實現可持續發展的重要性。循環經濟的根本目的就是保護日益稀缺的資源。廢舊電池本身含有鋅、銅、鋼等多種金屬,隨意丟棄或者填埋就造成了這些資源極大的浪費。因此,積極推進廢舊電池中可再生資源的回收和利用,可以減少對原生資源的開采,提高資源綜合利用水平,既節約了金屬資源又推動了經濟增長方式由粗放型向集約型轉變[2]。
由于人們對廢舊電池的污染認識不足,隨意丟棄廢電池的現象十分嚴重。目前,我國尚未建立一個完善有效的回收體系。中國電池180多億只的年產量占世界電池總產量的30%以上,年消費量達70~80億只,但回收率卻不足2%。這些隨意丟棄的廢舊電池正是重金屬污染的首禍。中國科學院地理科學與資源研究所的研究顯示:10%左右的中國耕地已經遭受重金屬污染。其中,受鎘污染和砷污染的比例最大,約分別占受污染耕地的40%左右。這些重金屬污染在北方只是零星分布,而在南方則比較密集。
3 廢舊電池回收存在的問題
3.1 缺乏良好的回收體系和回收技術
國內基本上還沒有形成完整合理的廢電池回收體系,因此常常會出現公眾收集了一些廢舊電池,卻不知道交給誰的問題,導致了廢舊電池回收率低。而廢電池回收率低直接限制了處理規模的擴大和處理技術的提高,阻礙了廢電池回收利用的產業化發展。
國內在廢舊電池處理上缺乏先進有效的技術和設備,使得資源的再利用率很低。很多回收企業存儲了大量廢舊電池,卻苦于沒有相應的技術和機器去處理,堆積如山的廢舊電池最終導致無處可存。
3.2 電池回收的非盈利性
廢舊電池的回收利用是一項復雜的系統工程,需要強大的資金支持。而政府對電池回收企業的補貼是較少。廢舊電池回收利用過程包括收集、儲藏、運輸、處理和再利用等環節。新建一個廠至少需要百萬資金,而廢舊電池的處理又是一個微利行業,處理近千噸廢電池可能利潤也只有幾萬元。再扣除其他成本,純利潤所剩無幾。因此,企業往往也缺乏積極性[3]。
3.3 法律法規尚不完善
近年來,我國對廢舊電池污染問題日益重視,相關部門也出臺了一些法律法規。如2005年施行的《固體廢物污染環境防治法》和2003年國家環境保護總局《廢電池污染防治技術政策》,另外各地也有出臺一些地方性文件。但是從總體來看,關于廢舊電池污染方面的法律法規還是甚不完善的,比如對于各種具體的環境污染行為沒有明確的性質和等級界定,也沒有進一步作出明確的處罰規定,處罰力度也總體偏輕。
3.4 公眾環保意識不強
隨著在環境保護方面的宣傳,中國公眾雖然對環境污染的危害有一定認識,但總體上來看,有環保意識的公眾數量還是十分有限的。在廢舊電池污染上,一般公眾只知道有污染,但是具體不知道是什么污染、程度如何。
3.5 政府重視程度不夠
各級政府往往存在偏面追求經濟利益,把經濟發展甚至社會發展歸結為經濟在數量上的發展的現象。這種忽視環境污染和廢舊電池問題的利益追求必然會造成資源、環境和經濟發展之間失衡。而國外發達國家政府早就在這方面非常重視了。例如,美國是在廢電池環境管理方面立法最多最細的一個國家,不僅建立起完善的廢電池回收體系,而且建立了多家廢電池處理廠。同時堅持不懈地向公眾進行宣傳教育,讓公眾自覺地主持和配合廢電池的回收工作[4]。
4 對策與建議
4.1 建立合理的回收體系,提高回收效率
目前,我國的廢舊電池回收網絡主要由民間組織、個人志愿者編織而成的,其回收率十分有限。而回收處理廢舊電池的行為,是具有一定的公益屬性的,對于社會和公眾來說都是有好處的。因此,政府應該承擔起相應的責任,建立合理的回收體系,增加回收網點的設立密度,使用多樣化的回收方法,以提高回收利用率。推廣電池分類回收制度;可以在公共場所設置廢舊電池回收箱,在各居民點設立專門回收電池的垃圾桶或由居委會相關人員上門回收。對于公司或其它事業單位等用量較大的組織,可以規定把電池集中回收并交到指定的回收處理點[5]。
4.2 引進先進的技術和設備,提高資源再利用率
由于國外在電池回收方面起步要比國內早很多,因此在廢舊電池回收處理的技術和設備方面也要比國內先進很多。國內相關部門一方面可以從國外引進先進的處理技術和設備,以提高資源再生率;另一方面,也應該設立環保技術研發基金來推動和鼓勵電池回收技術的研究開發,促進其產業化進程。
4.3 加大環保宣傳力度,增強公眾回收意識
環境保護不僅需要政府部門的積極管理,也需要每個公民盡一分自己的力量。而這些都要從平時的點滴做起,只有加強環保宣傳教育,培養并增強人們的環保意識,才能更好地實現可持續發展。因此,政府應該積極搭建和拓展環保宣傳平臺,多途徑、多渠道開展環保知識的宣傳。充分借助各種媒體的作用,通過在網絡、報紙、電視上環保公益廣告、發表宣傳稿件或曝光破壞環境的違法行為等方式,增強群眾對保護環境的關注。
4.4 完善相關法律法規,加強監管處罰力度
雖然我國有環保治污方面的法律法規,但是我國環境污染的問題依舊嚴重。很多企業為追求經濟利益,無視法律法規,依舊進行粗放式的開采、生產、經營。究其根本原因是法律法規的不健全不完善。要根本徹底地改變這種對環境資源肆無忌憚破壞和索取的行為,只能依靠完善各類環保法制的措施。且環保治污需用重典,如果處罰力度不夠,企業照樣我行我素。所以,加強監管處罰力度是完善立法當中尤其需要注意的問題。
4.5 加大政府補貼,消除回收企業后顧之憂
廢舊電池回收處理的企業本身經營就利潤微薄,這種情況下,政府補貼猶如杯水車薪,企業依舊難以維持。因此,政府應該加大對這部分企業的補貼,消除其后顧之憂,確保企業的正常經營。而補貼的來源可以是政府的財政支出以及每年向電池制造企業征收的回收處理費。
5 結語
廢舊電池的回收是一項極其重要的公益事業,只有在公眾、政府和相關企業的共同努力下,建立完整的社會回收體系,樹立良好的環保意識,廢舊電池的回收處理工作才能夠廣泛、全面、順利地展開,回收率才會大大提高。
參考文獻:
[1] 張雪霞.建立廢電池回收系統已刻不容緩[J].電工材料,2008(1):46~47.
[2] 梁生杰.淺談再生資源對經濟發展的重要作用[J].再生資源研究,2005(6):5~7.
中圖分類號:TD801 文章編號:1009-2374(2016)36-0205-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.36.102
1 資源經濟發展形勢
1.1 鉛鋅礦的資源形勢
1.1.1 世界鉛鋅礦產資源供需形勢。
第一,世界鉛鋅礦產資源生產狀況。自21世紀以來,全球工業迅猛發展,特別是以中國為代表的一些國家,由于近年來汽車工業的發展,對鉛鋅礦產資源的消費需求與日俱增。目前,全世界范圍內鉛鋅礦的生產量逐年增加,2003年全球鉛礦產量突破295萬噸,到2013年全球鉛礦生產總量達約540萬噸,是2003年全球鉛礦產量的1.8倍。2003年全球鋅礦產量突破901萬噸,到2013年全球鋅礦產量達1340萬噸,是2003年全球鋅礦總量的1.5倍。
第二,世界鉛鋅礦產資源需求狀況。世界鉛鋅礦產資源需求狀況主要以鉛鋅礦產的消費情況表示,世界鉛鋅礦產消費狀況并沒有直接的統計數據,但可以通過一些間接的指標來體現,如精鉛產量及消費量、精鋅產量及消費量。從2006~2012年世界精鉛的產量及消費量、精鋅的產量及消費量可以看出,世界精鉛產量及消費量、世界精鋅產量及消費量變動趨勢基本一致。
1.1.2 我國鉛鋅礦的資源供需形勢分析。
第一,中國鉛鋅礦生產供應形勢。到2013年底,中國鉛礦生產量達到290萬噸,鋅礦生產量達到500萬噸,分別是2003年產量的4.39倍和3.03倍。
第二,中國鉛鋅礦消費需求情況。從世界鉛鋅礦產量和消費量的變化趨勢看,汽車行業一直是鉛鋅行業的主要市場。到2013年我國精鉛消費量約470萬噸,精鋅消費量約596萬噸,分別是2003年消費量的3.97倍和2.84倍。
1.1.3 國際精鉛精、鋅礦的宏觀價格。根據國家統計局資料,自2004~2014年十年中鉛精礦的價格在886~2578美元/t中波動,鋅精礦的價格在1047~2192美元/t中波動。
2 礦山建設條件分析
2.1 自然條件
礦區位于井岡山市西部,地處湘贛兩省交界的羅霄山脈中段。境內最高海拔410.5m,海拔最低處254.1m,比高156.4m,屬丘陵地貌。雖然地形較平坦,但切割深度較大,“V”型谷發育。已探獲的資源量及礦體均分布于-67m標高以上,有利于坑采。
2.2 資源條件
本階段區內已求得333+332礦石資源儲量XXX萬噸,金屬量Pb+Zn 12.55萬噸。共(伴)生Ag 4252千克、Au 197千克。其中333金屬量Pb 5.69萬噸、Zn 3.84萬噸;332金屬量Pb 1.64萬噸、Zn 1.38噸,具有較高的資源保證程度。
2.3 礦山的開采技術條件
2.3.1 礦床的地質條件。礦區一級構造單元屬華南褶皺帶之羅霄―雩山褶皺帶中段,表現為加里東期第三階段第一次侵入體―寧岡花崗巖體的侵入。二級構造單元為區域性的斷層在礦區沒有出現,礦區F1、F2、F3逆斷層為三級構造單元。
礦區圍巖為花崗巖,化學性質不活潑,成礦作用僅在斷裂破碎帶中及裂隙范圍進行,并在斷裂破碎帶內發生交代充填作用,經礦物結晶分異后成礦以充填作用為主,形成構造蝕變脈型鉛鋅礦床。
礦區鉛鋅礦成因類型為產于斷裂帶的中溫熱液充填交代內生鉛鋅礦床。
2.3.2 礦石加工技術性能。依試驗結果得知:該原礦定義為易選鉛鋅礦。應用試驗研究成果,根據該礦石性質特點,選礦工藝最終確定為:原礦經過浮―浮聯合流程,具體是在小型試驗、系統的條件試驗及不同浮選工藝流程對比試驗的基礎上,選礦工藝流程最終確定采用優先浮鉛,得到鉛精礦;浮鉛尾礦經過處理后再浮鋅,得到鋅精礦和浮選最終尾礦,從而可回收得鉛精礦、鋅精礦,金、銀有價元素大多一并綜合回收在鉛精礦中,該礦產資源具有較好的開發利用價值,具有顯著的經濟效益和社會效益。
采用浮―浮聯合流程,優先浮鉛,順序浮鋅。在磨礦細度、礦漿濃度,藥劑制度合理的條件下,鉛、鋅回收率分別可達93.9%、90.83%以上。伴生有用組分金、銀能有效地回收在鉛精礦中,其回收率分別達56.26%、80.77%。
2.3.3 礦床的水文地質、工程地質、環境地質
條件。
第一,水文地質條件。礦區地質和水文地質特征表現為,控制礦體的F2斷層充導水性一般較弱,地下水補給來源有限,地表又無較大的水體補給,因此,對礦體開采無災害性充水危害,往往只是小量的涌水,一般情況下對礦坑充水影響小。本區花崗巖含風化帶網狀裂隙水,富水性較弱,礦坑揭穿花崗巖風化帶時,風化帶網狀裂隙水可直接進入礦坑。未來礦坑充水因素主要為花崗巖風化帶網狀裂隙水以及地表水可能沿斷裂構造滲透,大氣降水通過第四系松散層和巖石風化裂隙、老窿、斷層下滲補給。
未來礦山生產坑道主要在堅硬的花崗巖中掘進,故礦區總體屬以頂板間接滲水的風化裂隙充水礦床,礦床水文地質條件簡單。
第二,工程地質條件。根據地質鑒定,礦體頂、底板巖性均為花崗巖。鉆孔巖心質量指標分回次計算,質量指標達92%~98%的大于整個統計回次的一半,質量指標達75%~90%占20%左右,質量指標
第三,環境地質條件。礦區位于全國地震烈度分區6度帶,歷史上附近無發生地震的記錄,只有遠離礦區達200公里以外的定南、尋烏、龍南、大余等縣城曾有過4~5級的中強地震,可以不予考慮,所以礦區及礦區周邊穩定性好。
臨近礦區無工礦企業的廢水排放,地表、地下水水質良好(達Ⅱ類水質標準)。礦區內廢石、廢土分布極少,廢石中無有害組分解影響到地質環境,地質環境類型屬良好類型。
3 經濟意義及可行性研究
3.1 方法的確定
鑒于采用靜態法進行評價,選用評價指標為潛在總價值、總利潤。本次經濟概略研究的主要對象是估算了資源量的Ⅰ號礦體,概算的指標主要是礦床潛在價值和礦床工業價值、潛在總利潤。
礦床潛在價值=金屬量×產品銷售單價
礦床工業價值(總利潤)=年銷售利潤×服務年限
礦山服務年限(T):
T=可采V石量×采礦回收率/年采礦石量(1-廢石混入率)。
可采礦石量=333礦石量×0.6+334礦石量×0.3+設計損失量。
333資源量的可信系數取0.6,334資源量的可信系數取0.3。設計損失量為總資源量的10%,采礦回收率為90%,廢石混入率為8%。
3.2 有關參數的選擇
根據各礦床特征、礦石類型、開采技術條件和調查、訪問及類比等資料,參照有關擴大指標來確定本次評價的相關參數(見表1)。各數據采用本次工作的測試數據結合民采調查資料進行修正。
3.3 經濟效益評價
3.3.1 總價值(Vg):
將表中各參數代入公式計算得,礦床主要組分鉛鋅潛在總利潤(Fz)約為7600萬元。如果計入共(伴)生組分價值,潛在總利潤可增長20%以上。
3.3.3 可采礦石量:
可采礦石量=333礦石量×0.6+334礦石量×0.3+設計損失量=24萬噸
3.3.4 礦山生產規模:
根據區內資源保證情況,擬定日生產規模100噸礦石量,每年生產時間按300天計算,則年生產規模為3萬噸礦石量。
3.3.5 礦山服務年限:
礦山服務年限=可采礦石量÷年生產規模=24萬噸÷3萬噸/年≈8年
3.3.6 礦山建設投資:(1)礦權購置與地勘費:礦權購置與地質勘查費用共計800萬元;(2)基建投資:包括采礦投資、選礦投資、土地使用費,合計為450萬元;(3)流動資金:按基建投資的15%計算,流動資金=450萬元×15%=68萬元;(4)礦山建設總投資(包括地勘費、基建投資、流動投資):礦山建設投資=800萬元+450萬元+68萬元=1318萬元。
3.3.7 總生產成本:
總生產成本=入選礦石量×企業綜合成本=24萬噸×235元/噸=5640萬元
3.3.8 總產量:
鉛總產量=可利用金屬資源量×選礦回收率=5650噸
鋅總產量=可利用金屬資源量×選礦回收率=5400噸
3.3.9 總銷售收入:
礦產品價格按鉛金屬價格13500元/噸、鋅金屬價格10100元/噸、總銷售收入=13100萬元
3.3.10 稅金及費收:
產品增值稅按13%計算,資源稅按5元/噸礦石計算,礦石資源補償費按年銷售收入的4%計算。
產品增值稅=(總銷售收入-總生產成本)×13%=970萬元
資源稅=入選礦石量×5元/噸=120萬元
資源補償費=銷售收入×4%=96萬元
合計稅金及費收=1186萬元
4 礦床開發的經濟效果
根據上述評價指標,采用靜態評價方法對礦床開發的經濟效果進行概略評價。
4.1 礦床工業價值(總利潤)
礦床工業價值(總利潤)=銷售收入-生產成本-稅金及費收-礦山建設投資=4856萬元
4.2 年利潤
年利潤=總利潤÷礦山服務年限=607萬元
4.3 投資利潤率
礦區投資利潤率=年利潤÷礦山建設投資×100%=46%
4.4 投資回收期
投資回收期=礦山建設投資÷年利潤≈2.2年
5 結語
有色金屬在國民經濟中占有重要地位,通過對礦區經濟技術評價分析該礦床能獲得較好的經濟效益和社會效益,具有較好的開發前景。隨著國民經濟的快速發展,對有色金屬需求程度的日趨加劇,本礦床開發的社會意義、經濟意義也會隨之增大。做好礦床技術經濟評價可為礦山工程設計、基建提供依據,使礦山技術經濟指標優化,提高礦山的資源利用效率,實現礦山資源可持續發展,通過類比可為同類礦區礦床開發技術經濟評價作為借鑒。
參考文獻
中圖分類號:TD952 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2011)33-0068-03
隨著鋼鐵工業的迅速發展,鐵礦石尾礦排放量也越來越大。目前我國發現的礦產有150多種,開發建設的8000多座礦山,累計尾礦量達5917億t,其中堆存的鐵尾礦量占全部尾礦堆存總量的近1/3。大量的尾礦不僅占用了土地,還造成了資源的浪費,給人類生活環境帶來了嚴重的污染和危害。同時,隨著礦產資源的大量開發和利用,礦石日益貧乏,尾礦作為一次能源已受到世界各國的重視。目前我國尾礦的綜合利用率僅為7%,因此大力開展尾礦資源綜合利用,實現資源開發與節約并舉,提高資源利用效率,有著十分重要的經濟意義和社會意義。
國內各選礦廠和研究單位在充分利用礦產資源方面進行了廣泛的研究與實踐。特別是磁鐵礦選礦廠,為降低尾礦品位對尾礦采取再選等措施,有的在原有選礦流程進行改造配套,有的新建不同規模的在選廠,雖然都實現了從尾礦中回收鐵礦物,但再選工藝技術和設備不合理,磁鐵礦沒有得到充分回收,效果并不理想。全國的鐵選廠為了改善生產指標、提高金屬回收率和精礦產量,多在做尾礦回收工作尤其回收尾礦漿中流失的磁性鐵礦物首先為選礦界重視。為此,大處理量、高金屬回收率的尾礦回收設備就具有了廣泛的研發、生產和推廣價值。
一、刮輪式磁盤機
刮輪式磁盤機是四川環能德美科技股份有限公司擁有自主知識產權的一種利用磁力、流體力和重力的綜合力場對磁性礦物進行選別的永磁性磁選設備,適用于污水處理、洗煤重介質回收、選別和提純強磁性礦物等領域。其原理是通過磁盤機磁盤吸附其流道中的磁性物質,經磁盤機本身的刨條、螺旋鉸刀等機構把吸附在磁盤上的物質剝離水體和磁盤機。大量實驗和工業應用數據表明該設備具有以下特點:(1)磁盤瞬間產生大于重力640倍的磁力,處理效率高、流程短,處理量大;(2)占地少;(3)運行費用低;(4)日常維護方便,自動化程度高。
二、某鐵尾礦性質
礦樣工藝學分析表明,該鐵尾礦中金屬礦物主要含磁鐵礦和赤、褐鐵礦;非金屬礦物主要是石英。
由表3所示尾礦試驗樣篩析和化驗結果可知,+0.045mm以上的鐵元素分布較少,僅為30%,鐵礦物主要分布在細粒級-0.045mm以下,回收的重點是在-0.045mm細粒級部分。
三、選礦試驗研究
依據尾礦性質特點,確定選鐵試驗以“強磁選――磨礦――弱磁選”方案為原則流程:首先對尾礦試驗樣強磁選處理,得到粗鐵精礦,同時對粗鐵精礦進行磨礦至鐵元素達到一定的單體解離,然后進一步弱磁選,經過多次弱磁選得到最終鐵精礦。
(一)強磁選場強試驗
因為尾礦體積量大,且入選濃度不宜過高,直接細磨選別困難較大,最好的辦法是用高場強、大處理量的磁選機進行粗選,既可起濃縮作用,又能減少金屬流失。本次試驗強磁選采用場強分別為4390Oe、4000Oe、3670Oe和3450Oe(所述場強均為實測值,下同)的刮輪式磁盤機進行選別,入選尾礦濃度為10%。
粗鐵精礦品位隨著刮輪式磁盤機的場強增加而變低,說明隨著場強的增加,連生體亦伴隨之進入磁性產品中,從而影響了粗鐵精礦品位;場強為4000Oe時,粗鐵精礦的品位和回收率達到最佳,場強提高到4390Oe時,粗鐵精礦回收率增加0.98%,但品位也下降了0.59%,但場強降低到3670Oe時,粗鐵精礦品位只增加了0.2%,但回收率卻下降了2.17%。
(二)粗精礦細磨再選試驗
為了解粗鐵精礦細磨再選可能達到的技術指標情況,采用滾筒式磁選機又進行了不同場強、不同磨礦粒度的磁選試驗。
再選精礦品位隨磨礦粒度的變細而升高、隨場強的提高而降低;金屬回收率隨磨礦粒度的變細而降低、隨場強的提高而提高。當粒度-0.045mm占100%,場強2030Oe時達到最佳,此時鐵精礦品位達到51.27%,回收率達到50.25%。
(三)精選次數試驗
由表5可知,將品位為26.13%的粗鐵精礦磨細到-0.045mm占100%時,用磁場強度為2000Oe的滾筒式磁選機分選一次,可獲得品位為51.27%,回收率為50.25%的再選精礦。若要獲得品位為55%以上的鐵精礦,還必須進一步分選,為此進行了分選次數試驗,試驗結果見表6:
由表6可知,磨細后的粗精礦經2次分選就可得到品位接近于55%的鐵精礦,工業上為確保精礦品位,可以增加到3次分選。
(四)某選鐵尾礦再選試驗數質量流程
按照試驗研究設計流程,粗選采用磁場強度為4000Oe的刮輪式磁盤機,細磨采用XMB棒磨機,兩次精選均采用磁場強度為2000Oe的滾筒式磁選機分別進行試驗。其工藝和數質量流程如圖1所示:
由圖1所示數質量流程結果可以看出,在細度為-0.045mm占100%的條件下,通過全開路試驗,可以得到品位為54.49%,產率為8.84%,回收率為26.73%的合格鐵精礦,尾礦鐵品位也較磁鐵礦尾礦品位下降了3.5%。
四、技術經濟分析
對采用刮輪式磁盤機從某鐵尾礦中回收鐵技術工藝進行了經濟評價,若以該鐵尾礦為原料建規模為年處理量120萬噸的選礦廠,總投資1393.6萬元,年凈利潤為1203.15萬元,投資回收期為1.17年,可見經濟效益顯著。
五、結論
1.采用刮輪式磁盤機從該鐵尾礦中回收,經過一粗二精的全磁選工藝流程,可以得到品位為54.49%,產率為8.84%,回收率為26.73%的合格鐵精礦,尾礦鐵品位也較磁鐵礦尾礦品位下降了3.54%。
2.對采用刮輪式磁盤機從某鐵尾礦中回收鐵技術工藝進行了經濟評價,若以該鐵尾礦為原料建規模為年處理量120萬噸的選礦廠,總投資1393.6萬元,年凈利潤為1203.15萬元,投資回收期為1.17年。
3.刮輪式磁盤機在鐵尾礦中回收鐵具有良好的應用前景和推廣的技術經濟價值。
參考文獻
廢舊塑料回收的意義
我國塑料的消費量在逐年提升,2003年的聚乙烯、聚丙烯表觀消費量達到了1580萬t,2010年達到2685萬t。截至2003年,我國塑料加工量已達1700萬t。有近一半的塑料制品使用兩年左右后會成為廢塑料,這些廢塑料在固體垃圾中約占10%。廢塑料在自然環境條件下很穩定,不易降解,對環境的影響嚴重。
塑料具有優異的化學穩定性、耐腐蝕性、電絕緣性、絕熱性、優良的吸震和消音隔聲作用,并具有很好的彈性,能很好地與金屬、玻璃、木材等其他材料粘接,易加工成型。在4大工業材料中,塑料的數量、作用、地位、應用范圍急劇擴張,節節領先,大量代替金屬、木材、紙張等。塑料這種可任意成型、性能優良的化工原料,搭載著現代科技列車,被日益廣泛地應用到我們生活中的每個方面。但是,塑料在為我們提供方便的同時,也對環境造成了某些負面影響。由于塑料具有耐腐蝕、不易分解特性,尤其是一次性塑料包裝廢棄物、塑料農地膜被人們隨意丟棄而造成的視覺污染,即所謂的“白色污染”,一些地用薄膜因為埋在土里而成為土壤污染源,埋廢塑料對環境造成的潛在危害,即所謂的潛在污染。一些動物因為吃進不能被其消化的塑料薄膜而最終死亡,即所謂的直接污染。
廢舊塑料治理對策
廢舊塑料治理對策:減量、再生利用、降解材料
廢舊塑料的治理需要遵循減量化原則,主要是廢棄塑料壓縮減容技術、薄膜袋裝容器技術,在確保應用性能的前提下,盡量將制品薄型化技術; 提高產品耐老性能、延長壽命、多功能化、產品適量設計,不過多使用塑料件;無工業廢料化,在所有生產塑料制品的加工廠中,都不可避免的產生塑料廢料。這些廢料來自于加工機械開車和停車、不合格產品等。這種類型的材料被定義為“工業廢料”。遵循資源再利用化原則,主要是熔融再生,熱裂解,能量回收,回收化工原料及其他等方法。遵循降解材料化原則,完全生物降解材料、水溶性材料、可食薄膜,雖然降解材料能解決廢舊塑料的污染,但無法將能源再生利用。
廢舊塑料處理方法:目前主要采用填埋、焚燒和回收再利用3種方法
因國情不同,各國有異。美國以填埋為主,歐洲、日本以焚燒為主。填埋處理,因塑料制品重小、體積大,且不易腐爛,會導致填埋地成為軟質地基,今后很難利用,焚燒處理,因塑料是熱值很高的大分子材料,發熱量大,易損傷爐子,加上焚燒后產生的氣體會促使地球暖化,有些塑料在焚燒時還會釋放出有害氣體而污染大氣,是引起惡英與氯氣的元兇。回收再用的方法,由于耗費人工,回收成本高,且缺乏相應的回收渠道,目前世界回收再用僅占全部塑料消費量的15%左右。
一個中等城市每年產生的塑料廢棄物,可滿足20家中、小型塑料企業的原料需求,廢舊塑料資源被現代經濟學家稱之為“人類的第二礦藏”、“城市里的寶藏”。若塑料的廢棄量達400萬t,這相當于4套百萬t乙烯裝置匹配的塑料產量,而百萬t乙烯需要千萬t煉油為其提供原料。石油和煤是不可再生資源緊缺,從節約地球資源和保護地球環境的角度考慮,塑料的回收再用具有重大的意義。為此,目前世界各國都投入大量人力、物力,開發各種廢舊塑料回收利用的關鍵技術,致力于降低塑料回收再用的成本的開發其合適的應用領域。
PET瓶使用現狀
由于PET 分子是雙軸向的,而其它的塑料材料是單軸向的,所以它可以阻止瓶內的CO2 滲出,這樣就為碳酸飲料找到了一個新“家”。PET 瓶面世后,率先被美國百事飲料公司和可口可樂公司采用,是這兩家大企業推動了PET 瓶的迅速發展。到目前為止,歐洲國家用于碳酸類軟飲料包裝的PET 瓶和礦泉水瓶的應用已經相當普及。
PET 除了應用于飲料包裝外,用于其它包裝的數量也是驚人的,比如用于調味類食品的包裝。早在1995 年日本在這方面的銷售量就已達到3 萬噸,占PET 瓶總用量的13%?,F在市場上隨處可見包裝調味料的PET 瓶。PET 還用來包裝食用油,因為它耐油性好,對氧氣的阻隔性好,對紫外線亦有較好的遮斷性,可保護食用油長期免受氧化而不變質。現在超市貨架上看到的食用油都是用PET 瓶包裝的。隨著人們更加關注健康,食用油市場需求不斷上升,為PET 瓶的應用提供了很大的市場空間?,F在還是以紙制品為主流包裝材料的奶制品也是一個被看好的市場,目前歐洲5 個最大的奶制品公司開始使用PET 瓶包裝,國內奶制品包裝市場中的PET 瓶用量也在不斷上升。另一個PET 瓶可以利用的巨大的潛在市場,就是啤酒的包裝。目前,全球年啤酒生產量已達到1500 億升,巨大的啤酒消費量背后,是一個龐大的容器市場,現在每年消耗的啤酒瓶數量已超過2700 億只。而隨著消費者對優質產品和便利包裝的要求愈來愈高,PET 瓶因具有質輕、透明、防碎、易成型及可再封等特點,正逐漸步入啤酒包裝市場。但由于酒對環境的高度敏感,尤其是啤酒對瓶的阻氣性和遮光性的要求高,一般的PET 瓶是達不到技術要求的。
近年來,多種塑料啤酒瓶技術應運而生。一些發達國家或采用多層復合、表面涂覆等改性技術,提高了PET 瓶的氣體阻透性;或利用熱定型等技術提高耐熱性;或利用新型塑料材料PEN成型,并可重復灌裝啤酒;或是用納米技術讓PET 瓶滿足技術要求。盡管目前工藝技術尚需完善和創新,安全與環保對策還有待落實,而且生產成本偏高或過高,但隨著塑料啤酒瓶制造工藝的不斷完善和創新,批量生產后生產成本會不斷降低,相關法規的逐步建立,也將使塑料啤酒瓶受到眾多啤酒廠商和消費者的歡迎,其發展前景看好。據《Modern Plastics》雜志預測,在未來3年~10 年,全世界將有1%~5%的啤酒改用PET 瓶包裝。由此,僅啤酒瓶一項世界每年將增加90 萬噸。在未來3 年~10 年,全世界將有1%~5%的啤酒改用PET 瓶包裝。
PET 瓶的回收狀況
生物降解無疑是從根本上解決PET 廢棄物污染的最好方法,但至今世界上還沒有對PET 有效的生物降解方法。但是PET 瓶可以像金屬易拉罐和紙包裝一樣回收“熔解”再利用,又可以像玻璃瓶一樣回收重復使用,它還具有相對恒定的容積,使用過的PET 瓶易分類,其廢料回收價值高,這使PET 的回收具有可行性。而PET 瓶的高消耗量也是其日益增加的回收率的主要驅動力。
雖然再利用的技術還不完善,但是商家對PET 回收的重視程度還是很高的。有關數據已經證明了這一點。在2002 年以前,我國廢塑料瓶回收率還不足30%;2004 年已上升到45%;2005 年突破60%,回收前景很是看好。據了解,從2000 年起,我國飲料業年均增長20%以上。2004年,我國飲料總產量達2912 萬噸,比2003 年增長了22.7%。專家預測,今后15 年,我國飲料業年均增速將超過15%。飲料業持續快速發展,必然帶動飲料包裝需求猛增,繼而產生大量包括PET瓶、PET 軟包裝在內的PET 廢料,使PET 廢料回收企業有充足的“原料”保證。