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广西锰业的发展与展望

2012-12-31潘传兴

中国锰业 2012年4期
关键词:锰矿电解矿石

潘传兴

(广西锡山投资控股有限公司,广西南宁 530022)

1 广西锰业的现状

1.1 锰矿资源

广西是我国锰矿资源大省(区)之一,已探明资源储量2.56亿t,保有储量达到2.23亿t,占全国的39.8%,居全国之首[1]。广西锰矿保有储量主要集中于桂西南,大新县锰矿占到全区资源储量的51.19%,其次为靖西县 10.96%,天等县6.4%,桂平市4.49%[2-3]。从矿床规模上看,锰矿资源储量主要集中在大中型矿床中,全国锰矿区237个,资源储量超过1亿t的仅1处(广西下雷锰矿床),大型(≥2 000万 t)6处,中型(200~2 000万 t)54处,其余为小型矿床[4]。资源的高度集中有利于广西锰业发挥主导矿山作用和规范管理,为产业集群式发展提供了条件。

广西锰矿平均品位低,矿石中磷、铁、硅等杂质含量较高,其中富锰矿(氧化锰矿石M n 30%,碳酸锰矿石M n 25%)的资源储量仅占全区总资源储量的3.75%,比全国的平均比例6.7%还低[5]。虽然广西探明的锰矿资源多,但资源质量缺陷非常明显。

经过近几年的加速发展,锰业已经成为广西重要的支柱产业。广西锰矿2006-2011年的矿石产量见表1。

表1 广西2006-2011年锰矿石产量 万t

1.2 锰深加工产业链

经过几十年的建设与改造,广西锰矿企业生产能力得到持续增长,并且深化改进了产品结构,生产工艺由单一的采选发展到具有选矿、锰粉加工、冶炼以及锰化工等深加工的综合工艺流程,品种由单一的锰矿石发展到拥有锰精矿、锰粉、锰系合金、锰电解产品及锰盐制品等系列产品。

广西区内的锰加工企业类型较多:有全国生产能力最大、企业最多的锰系铁合金加工企业;有占全国20%生产能力的电解金属锰25家生产企业;有占全国20%生产能力的电解二氧化锰企业;有占全国40%产量硫酸锰的生产企业[6]。广西致力于打造以铝、锰为主要产品的有色金属、黑色金属千亿产业,重要锰业基地崇左市2008年实现锰业产值约72亿元。2010年广西 GDP 9 502.39亿元,其中锰系产品产值达430亿元。

1)锰矿石—锰系合金—高锰合金钢

锰系合金产品主要有高碳锰铁、中碳锰铁、低碳锰铁、锰硅合金等,产品主要用于钢铁工业。高碳锰铁作为合金剂加入钢中,能改善钢的力学性能,增加钢的强度、延展性、韧性及耐磨能力。锰硅合金可以部分替代高碳锰铁与硅铁,复合脱氧效果好于单独使用高碳锰铁与硅铁。中低碳锰铁主要用于特殊钢的生产。

锰系合金产自全国26个省(市、自治区),全国总产量的70%产自湖南、辽宁、贵州、云南、广西、四川和吉林。锰系铁合金是最大的锰矿消耗领域,占锰矿石消耗总量的50.72%。2007年我国锰系铁合金的产量为686万t,若全部用国产含Mn30%的矿石生产,每年需要锰矿石2 000万t左右。对我国的低品位矿石而言,根本不可能生产这么多含Mn30%的锰矿石,必须搭配进口富锰矿进行生产,每生产1 t锰系铁合金需要消耗大约1 t的进口富锰矿。

广西从事锰系合金冶炼始于20世纪60年代,虽然起步较晚,但由于地方各级政府的重视和支持,并利用广西水电以及比较丰富的锰矿资源、交通便利等优势,发展比较快。到2011年末,据不完全统计,广西从事锰系合金冶炼的企业共150~160家,其中,冶炼锰铁的高炉有2座,总炉容200 m3/台,大、中、小电炉120~130座,装机容量为 2 500万kVA,生产能力500万t/a左右。全国30万t/a以上的企业有2家,广西就占有1家。此外,广西部分锰矿资源品位较低(一般M n含量22%~25%)、含铁高(一般 Fe含量20%~35%),需火法富集以充分利用资源的特点,建小高炉、小电炉冶炼富锰渣,广西主要以钦州为主,形成生产能力20万t/a。

2)锰矿石—电解二氧化锰—无汞碱锰电池产业链

电解二氧化锰(EMD)是优良的电池去极化剂,主要用于制造原电池,它与天然放电MnO2生产的干电池相比,具有放电容量大、活性强、体积小、寿命长等特点。掺用20%~30%EMD做成的干电池比全用天然MnO2做成的干电池其放电容量可提高50%~100%,在高性能氯化锌电池中掺用50%~70%EMD,其放电容量可提高 2~3倍,全部用EMD做成的碱锰电池,其放电容量可提高5~7倍。因此,EMD成为电池工业非常重要的原料。

EMD全部采用低品位碳酸锰矿石生产。生产工艺:浸出→氧化除铁→中和→固液分离→硫化除重金属→电解→剥离→粉碎→漂洗脱酸→干燥→计量包装。2011年广西EMD年生产能力15.44万t,全年产量13.885 1万t,净出口量约为 0.5万t。2009-2011年连续3年广西的年生产能力和年产量均达到全国的50%以上,见表2。广西主要企业的生产能力见表3。

表2 2006-2011年电解二氧化锰产能和产量

表3 2011年广西主要企业电解二氧化锰生产能力 t/a

3)锰矿石—电解金属锰—四氧化三锰—锰锌软磁铁氧体—各种电器元件产业链

电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐,再送电解槽电解析出的单质金属。外观似铁,呈不规则片状,质坚而脆,一面光亮,另一面粗糙,为银白色到褐色,加工为粉末后呈银灰色。电解金属锰现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。

电解金属锰的纯度可达99.7%~99.9%以上,而95%的电解金属锰都采用碳酸锰矿石生产。我国电解金属锰产量占世界总产量的98%,大部份产品出口到日本、荷兰、韩国和印度等国。近几年我国及广西电解金属锰的生产能力及产量见表4。锰矿石是制约中国电解金属锰工业发展的主要因素之一,生产1 t电解金属锰需要品位15%的锰矿石约为8~9 t,矿石价格不断上扬,品位节节下降,我国电解金属锰工业进入微利时期。

表4 2006-2011年电解金属锰产能和产量

四氧化三锰主要用于电子工业生产软磁铁氧体,用作电子计算机中存储信息的磁芯、磁盘和磁带,电话用变压器和商品电感器,电视回归变压器,磁头,电感器,磁放大器,饱和电感器,天线棒等,还可用作某些油漆或涂料的颜料。

我国四氧化三锰的年生产能力和产量均为世界第1,生产能力12万t/a,其中湖南的产能最大,为5.5万t/a,广西的产能为1.6万t/a。目前存在产能过剩,企业效益下滑;产品质量较低,杂质含量高于美国、日本和南非的产品。

4)锰矿石—硫酸锰—硼酸锰(硝酸锰、草酸锰、氯化锰、代森锰等)

硫酸锰主要采用含M n 35%的氧化锰矿石生产。广西锰盐制品的研究和开发,始于20世纪60年代,曾生产对苯二酚、硫酸锰、锰基焊剂等产品。但受市场以及技术方面的制约,发展缓慢,生产规模小,有些产品至今已自然淘汰。目前仍保有的生产能力有:硫酸锰2万t/a、锰基焊剂1.8万t/a。

2 产业问题与应对措施

2.1 产业问题

1)矿山开采问题

a矿石回采率低。能够露天开采的锰矿以及风化堆积和淋滤锰矿床,采矿损失率5%~23%,贫化率5%~14%,资源浪费严重,大多数锰矿只能坑采。由于矿层薄,缓倾斜,分布范围大,埋深大,受采矿条件的限制,矿山产量不大,经济效益差,矿石质量贫、杂、细等,大多数矿山所采矿石需进行选矿;b地下锰矿山采用的采矿方法主要是空场采矿法,大部分矿山的矿石回采率在60%~75%之间,部分矿山通过国内有关科研单位攻关后,矿石回采率达到75%[8]。造成矿石回收率低的主要原因是:房柱法开采所留矿柱(包括顶柱、底柱和间柱)损失较大,约占20%~30%不等,有的甚至高达40%;采场顶板不稳固,回采时需留一层护顶矿,以保证回采时的安全,矿石损失约为3%~5%;采场采下粉矿损失一般为3%左右;c广西矿山中低品位矿、难选冶矿、多元素共伴生矿的组合比例比较高,由于选矿技术不过关,许多资源不能回收利用,有的成为呆矿,有的有用元素进入尾矿,白白流失浪费。

2)矿石资源供给问题

20世纪50年代国内锰矿生产靠开采地表堆积及浅部氧化矿,锰矿产量除提供国内需求外,还有富矿出口。但历经50多年的开采,地表及浅部矿山为数不多,使得品位>30%的富锰矿资源不足总储量的6%,贫、杂矿居多,造成矿石开采量大而实际锰金属量少。广西锰矿资源虽然丰富,但品位低。作为锰业大省,为保证国内锰业的平稳发展,矿石资源的供给压力不小,任务艰巨。

2007年以后,我国每年需要锰矿石1 000万t以上,1987年中国地质科学研究院区划室预测我国锰矿石资源总量为27亿t,优质锰矿的资源潜力为2亿t左右,按照现有用矿水平,如果完全靠天然富锰矿供给,那么现有保有资源储量尚不足保证20年的需要。因此,每年必须进口数百万吨的锰矿石与国内的贫锰矿搭配使用。目前,我国进口锰矿达到1 297.6万t,国内锰矿石的保证程度仅为50%左右,到2020年估计将下降到33%,锰矿资源缺口大。

3)污染问题

国内矿石品位越来越贫,用国内碳酸锰矿生产电解金属锰和电解二氧化锰的渣量越来越多,处理难度也越来越大。使用富氧化锰矿后,仍有水平衡和污水处理问题。生产过程机械化、自动化水平还较低,有待大力提高。废水、废渣治理任务还相当艰巨。

4)管理不善

全国有小锰矿床多,保有储量约占总储量9%,还有许多未经查清地质条件的小矿点,这些小矿床,大都埋藏浅,品位高,易采易选,尤其是南方地表风化的小氧化锰矿点,大都建有小锰矿山和群采矿山。但是,这些小矿山缺乏管理,滥采乱挖,采富弃贫,与大矿山争夺矿山资源而破坏矿体。尤其南方地表风化氧化锰矿床未经查明就被采空,不仅浪费了资源,而且造成环境污染和破坏生态平衡。民采矿山常常在资源不清,设备简陋,无正规的开采设计等条件下开采,多数破坏了地表矿体,而使深部矿体无法继续开采,特别是在大中矿床的边部和地表的小矿山,对矿床的破坏尤为严重[8]5。

2.2 应对措施

1)锰矿资源是锰业经济发展的根本

锰矿山的合理开采和科学管理是锰业可持续发展的重要条件。广西矿山资源保护较好,尤其是中信大锰的下雷矿区,该矿区从锰业规划、矿山设计、矿山开采管理均比较科学合理,矿山回采率、资源利用率保持较高水平。而靖西矿区以及其他一些小矿区,矿山管理存在许多问题,最突出的是矿山开采矿石回收率低(许多矿山矿石回收率估计在50%左右),锰矿资源浪费比较严重。这个问题如不能得到应有的重视和解决,将严重影响广西锰业的可持续发展。

由于当前锰矿品位越来越低,选矿技术和选矿设备已变得尤为重要。为了提高成品矿的品位,最大限度地满足深加工产品的要求,要集中企业、学校、科研机构的力量,加大在选矿设备和选矿工艺方面的科研投入。

2)引进新技术延长产业链

深加工产品遵循以锰为源的原则,合理布局和开发,提升核心产品竞争力的同时,加大前沿精尖端产品的研发。锰资源产业链纵向、横向延伸发展,通过锰系产业循环体系进入工业、农业、军事领域,关联产业循环体系围绕锰产业链衍生供电、供汽、供酸,以及环保回收产业。

3)走低碳和清洁生产的发展道路

要实现整个行业的清洁生产,就必须狠下功夫解决广西锰业发展的支柱产业——电解金属锰的清洁生产。针对电解金属锰生产过程中产生污染物的关键工艺环节,依照源头削减、过程控制、末端循环的理念,通过提高矿石品位,提高浸出率,降低渣量和渣中残锰率和污染物含量,锰渣经无害化处理利用,彻底地解决锰渣的污染问题,同时采用自动控制设备对电解工序产生的污水实现全过程控制和循环利用,真正实现废水零排放,从而彻底解决渣和废水的污染问题。

4)大力发展资源再生利用

发展矿业经济,要求提高资源的综合利用率,实现节约型的资源消耗。因此,要大力发展资源再生利用,努力提高矿产资源的回收率。同时,既要重视主矿藏的充分利用,又要搞好共生伴生矿和尾矿的综合利用。从而通过提高单位资源的利用价值和产出率,以最少的资源消耗和环境代价取得最大的双赢效益。

5)提高集中度

充分发挥自身优势,吸纳有实力的企业、财团紧密合作,强力开发锰业,打造锰业新品牌。要鼓励在不增加产能的前提下走重组合并集团化的道路,中信大锰矿业有限责任公司采用收购小厂或采用股份制合并小厂的办法都值得借鉴,应根椐自身条件推进大型化、集团化的速度,在广西区内形成几个大型集团公司。还可以优先联合电力、冶金、化工、电信业等,建成经济一体化,实现技术、管理、资金、市场的全面联合。

3 展望

广西是惟一将锰业作为支柱产业的省份,政府支持力度最大。而且国家已认识到锰矿资源在发展钢铁工业中的重要作用,以及在发展国民经济的战略地位,把锰矿列入了战略性矿产资源。从锰业创造的经济总产值来看,广西锰业并未获得与锰资源储量相对应的经济地位,资源优势未能有效地转化为经济优势和地区竞争优势。因此,要大力发展锰业经济,发挥广西的富源集聚区功能,加快广西北部湾经济区建设,提高锰业对广西经济的贡献率是广西矿产资源开发的长远战略。

[1]李维健,刘忠林,潘家瑞.广西锰业现状及未来发展展望[J].中国锰业,2007,25(4):1-5.

[2]谭柱中.中国锰矿资源开采利用状况及展望[R].南宁:全国锰矿企业矿长(经理)联谊会,2009.

[3]洪世琨.我国锰矿资源开采现状与可持续发展[J].中国锰业,2011,29(3):13-16.

[4]张泾生,周光华.我国锰矿资源及选矿进展评述[J].中国锰业,2006,24(1):1-5.

[5]范娜,田凤鸣.广西锰矿资源的可供性分析[J].中国矿业,2009,18(6):90-92.

[6]赵志伯,潘传和.广西锰业发展的战略思考[J].中国锰业,2010,28(4):34-36.

[7]谭柱中.“十一五”中国电解金属锰工业的发展和“十二五”展望[J].中国锰业,2011,29(1):1-4.

[8]周柳霞.我国锰矿山的开采现状及问题与建议[J].中国锰业,2000,18(1):4-7.

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