天元锰业：打造绿色产业链

牛禄青

“天下黄河富宁夏”。春节后的宁夏采访让本刊记者对“塞上江南”印象深刻，中华民族的母亲河黄河，流经宁夏397公里，广阔的河套平原一直享受着母亲河无私的灌溉和滋润；而位于沿黄经济区、被誉为“中国枸杞之乡”的中宁县，矗立着一家民营冶金企业——宁夏天元锰业集团公司（以下简称“天元锰业”），它的“华丽转身”更让人惊叹不已。

天元锰业不仅是世界最大的电解金属锰生产基地，而且攻克了锰废渣循环利用这一世界性难题，形成产业循环、资源循环和能源循环三条产业链，用科技创新走出了一条绿色发展之路。

截至目前，天元锰业在环保方面累计投入18亿多元，实施节能创新项目60多项，通过对“三废”（废水、废气、废渣）的综合治理，实现了废气不外排、污水“零排放”、废渣再利用。

创立于2003年的天元锰业，经过十多年的开拓进取和精耕细作，已由一家西北小企业崛起为以电解金属锰为主业，集稀土铬铁、稀土彩钢板、硫酸、余热废气发电、水泥建材、运输业为一体的世界知名企业，也是国家重点行业清洁生产示范企业和宁夏新材料循环经济示范园区。荣获“2013中国制造企业500强”、“2013中国民营500强”等称号。

天元锰业董事长贾天将说：“企业能够发展到今天，就是靠技术创新。执着地引进和开发最先进的技术，消化、吸收，再创新。”

俗话说，“无锰不成钢”。金属锰的加入可以提高钢材的硬度、强度、抗腐蚀能力。除钢铁工业外，锰还广泛应用于有色冶金、化工、电子、电池、农业等行业，尤其是在一些新材料、航空航天和军事工业中，锰的应用日益广泛。

目前，我国电解锰产量占全世界的90%以上，其金属回收率和电流效率居世界领先水平，在环境保护方面也卓有成效。

中国工程院院士何继善在“十二五”国家重点出版规划图书《中国锰业技术》的序言中写道：“我国锰工业的设备装备、生产工艺技术、环境保护等方面均居世界领先水平。中国在世界锰工业中不但是生产大国，而且是生产强国。”

而天元锰业被业内认为是中国变身世界锰工业强国的一个重要标志。中国工程院院士、中国环境科学研究院副院长段宁称，“天元锰业的每一项技术进步，哪怕是小小的改进，都推动着世界电解锰行业的整体升级。”

节能减排 清洁生产

传统电解锰是典型的高能耗、高污染、资源性的“两高一资”行业，企业不消灭污染，必因污染而消亡，一个不注重生态环保的企业，不可能做大，更不可能做强。

在企业飞速发展的同时，如何实现节能减排、促进产业升级是天元人前进道路上的第一道门槛。为此，天元锰业把环境保护放在了生死攸关的重要位置，大力发展清洁生产，从根本上削减污染物产生量。

“我们的清洁生产包括三个环节：清洁的原材料、清洁的生产技术工艺、清洁的设计和建设理念。”天元锰业公司总经理焦双对记者说，通过强有力的环保措施以及工艺和设备自动化，尽可能把污染消灭在源头和萌芽状态，最大程度减少污染物的排放，提高生产效率和环境效益。

目前，我国电解锰企业多用低品位锰矿进行生产，能耗物耗高、锰资源利用效率低、渣量大。建厂初期，天元锰业也曾采用国内低品位锰矿进行生产，由于企业地处生态脆弱、黄河上游环境敏感地区，面临生态环境的制约瓶颈。

自2008年起，天元锰业在国内率先全部采用进口高品位氧化锰矿进行生产，并不断优化锰矿原料组合，采用进口高品位氧化锰矿石和进口高品位碳酸锰矿石混合生产，使单位产品的矿石消耗量由建厂初期的7吨降到4.5吨，远低于全国8～10吨的平均水平。2012年，全国电解锰企业使用进口富锰矿石大约80万吨，天元锰业消耗60万吨，占全行业的75%，在无锰之地奠定了“世界锰都”的根基。

氧化锰矿还原技术一直以来是制约氧化锰矿工业化应用的关键。天元锰业采用高效还原技术，解决了国内外同行还原率低、成本高等问题，将氧化锰还原率由原来的60%提高到98%，比南非金属锰公司提高了38个百分点，并大规模应用生产。

据了解，锰矿浸出率决定了锰资源的利用率，通常碳酸锰矿的浸出率只有85%～90%。天元锰业开发出二段浸出工艺，改变传统工艺始终在同一化合罐浸出，在不同酸度条件下对一次浸出渣进行二次浸出，锰矿浸出率达到96%。

电解过程是电解锰生产的核心工序，也是电能消耗的主要点位。天元锰业在国内率先开发和应用了RPP节能型电解槽、阳极液断流节电、PE冷却水管防漏电节能、组合式电解槽密封、短极距节电等一系列新技术、新设备，将单板产量从3.3公斤提高到3.8公斤，吨产品直流电耗从6900度下降到5800度。这些技术在国内新建电解锰厂和老厂技改过程得到广泛应用。

电解后续工序是电解锰厂劳动力最密集的地方，各操作过程均是人工操作，而且工人都要直接接触或暴露在对身体有害的环境中。天元锰业正在建设的电解过程重金属污染削减平台，在一套设备上全自动实现废水和重金属的3次减量，不仅使含高浓度锰、重金属和氨氮的电解液进入废水的量减少50%，还从根本上改善了电解车间工人操作环境。

在新建的三期工程中，天元锰业制粉过程按照“料不落地”的设计原则，矿石进厂后直接进入密闭的均化车间，均化、制粉、制液全部在密闭的车间内进行，实现了制粉和制液过程粉尘的“减量化”。在制液过程，天元锰业将化合罐的结构改为混凝土一次浇筑设计，有效地杜绝了酸雾的逸散，保护了工人健康。电解过程增设风幕去除氨雾，极大地改善了电解车间工作环境。

天元锰业副总经理万立国表示，天元锰业投资6815.3万元，在原料破碎车间、球磨和制浆、化合等工段建设了全封闭式自动上料输送系统和布袋除尘设施，实现了上料输送自动化，有效解决了粉尘污染。

天元锰业目前每天至少有3万立方米含高浓度重金属的电解液需输送、中转和贮存，钝化过程还使用重铬酸钾钝化，产生含六价铬废水，这对输送流槽和车间地面防渗提出了很高的要求。天元锰业在三期工程采用“五油三布+花岗岩”对流槽、车间地面进行高标准防渗设计，即先间隔刷5层沥青油、铺装3层玻璃布作为基础防渗层，之后在基础防渗层上铺装耐酸、耐碱的花岗岩，对流槽还要在花岗岩上铺装软塑板，从根本上杜绝了流槽可能产生的跑冒滴漏，有效杜绝了地面渗漏对土壤和地下水的污染。

此外，天元锰业还采用多项国际领先技术，将电解金属锰综合电耗每吨下降了650度。邀请有关专家对现有生产工艺进行升级，减少废渣排放量。

变废为宝 循环利用

电解锰废渣的无害化利用是世界金属锰业研究的一大难题。天元锰业历时两年多时间，利用电解锰废渣建设2×4500t/d水泥熟料生产线及配套纯低温余热发电项目于2013年12月18日建成投产，破解了综合利用电解锰废渣的“哥德巴赫猜想”。

据天元锰业常务副总经理杨正有介绍，天元锰业水泥项目工业固废综合利用率达50%以上，两条日产4500吨水泥熟料生产线，可年消纳各类工业固废约500万吨，其中年消纳电解锰渣约342万吨。该项目对于“变废为宝”，实现资源综合利用和保护环境具有十分重要的现实意义，也为电解法生产铜、钠、锌、钾、铅等冶金行业废渣无害化综合利用起到积极的示范引领和推动作用。

“任何以牺牲环境代价换取经济效益的企业行为无疑为‘飞蛾扑火，只会自取灭亡。”贾天将信誓旦旦地说。他告诉记者，天元锰业新上马的这个水泥项目，既是无奈之举，也是大胆探索的结果。

据了解，全国年产锰渣1000万吨，99%以上在露天堆放。天元锰业每年产生各类工业固废860万吨，这些工业固废尽管属一般固废，但如果不进行综合利用，就只能按照环保要求筑成渣坝统一堆放，日积月累，堆积如山，不仅占用大量土地，而且存在极大的安全隐患和环境风险。

为了有效解决这一难题，2009年以来，天元锰业投入2亿多元，与中国环境科学研究院、清华大学、中南大学、北京化工大学、天津水泥工业设计研究院等科研院校长期建立“产学研”合作机制，成立了“电解锰清洁生产联合工程技术中心”、“宁夏电解锰生产研究院士工作站”和“宁夏电解金属锰工程技术研究中心”，并聘请了12位“两院”院士、23位专家教授进行科研攻关，在废渣的处置及利用方面进行大胆尝试，成功攻克了电解锰废渣无害化处理难题，使电解锰废渣无害化处理后应用于水泥生产。

天元锰业采用中国环境科学研究院技术建设的200万吨/年电解锰废渣无害化处理及氨氮回收利用项目，固化锰渣中的锰和重金属物质，回收锰渣中的氨氮，使锰渣由一般工业固废II类变为一般工业固废I类。

经国家建筑材料工业水泥能效环保评价检验测试中心对改性电解锰渣性能进行测试（测试报告为〔能环评测〕字第20130801号），其测试结果为：改性电解金属锰渣样品的放射性、浸出毒素、腐蚀性均符合相关标准要求，改性电解金属锰渣不属于工业危险物，属于一般工业固体废物，其可代替天然石膏及部分混合材用作水泥生产，配料所得水泥的化学和物理性能指标符合国家标准要求。

当时，天元锰业积极与周边的水泥厂沟通，希望通过水泥生产帮助消纳固废。遗憾的是，对方均认为利用固废制造水泥前期科研投入巨大，且生产工艺复杂，不愿使用。

无奈之下，天元锰业只能另觅出路。经过合法、齐全的报批手续，投入15.07亿元新上了利用工业废渣建设2×4500t/d水泥熟料生产线及配套纯低温余热发电项目。

此外，天元锰业利用园区废渣建设年产50万立方米建筑砌块项目已备案，完成了安评、环评，进入初步设计阶段。与宁夏大学联合研发利用电解金属锰废渣生产改良盐碱地肥料或全价肥料技术已完成温棚试验，也进入农田试验阶段。

除了狠抓废渣综合利用，天元锰业还对废气、污水进行治理和循环利用。采用膜法新技术，实现了废水深度处理、回用、绿化的循环利用链。天元锰业先后投资3.6亿元，建设了生产生活污水处理系统，针对不同性质的废水，采取分质处理的措施，使污水循环利用“零排放”。

天元锰业投资5131.6万元，在各生产车间建设了酸雾吸收塔，对酸雾进行回收利用，实现了酸雾回收循环利用生产硫酸。与此同时，利用铬铁厂、硫酸厂、水泥厂生产过程中产生的余热废气进行发电，用于电解金属锰生产和生活用电。

植树绿化 全员环保

进入天元锰业工业园区，一种极为醒目的红色映入眼帘，这种标志性的颜色几乎覆盖了新老厂区所有建筑，成为天元锰业一个独特的文化符号，被外界称之为“天元红”。

更让记者瞠目的是，方圆37公里的天元锰业将厂区都建在荒山野岭之上，而且没有占用一亩耕地。为了改善厂区生态环境，十多年来，天元锰业先后投入3亿多元，建起防风护林带、景观带、道路绿化带，在厂区内种植苹果树、白杨树、槐树等各类树木60余万株，使厂区环境得到极大改善，赢得了当地政府和社会的充分肯定。

为了追求绿色GDP，给职工提供良好的工作和生活环境，公司专门成立了200多人的绿化队，常年栽植，目的就是把地处西部荒漠干旱地带的天元工业园，逐步变成绿树成荫、鸟语花香的生态工业园。值得一提的是，浇灌这些花草树木的水正来自经过膜过滤处理的“废水”。

焦双表示，天元锰业从规划设计上就要求达到“333”的发展比例：30%的生产企业设施、30%的职工活动场所、30%的绿化地带。目前种植的各类树木已占到厂区绿化面积的15%，未来三年将达到绿化面积的30%。

十载春秋，天元锰业从小到大，由大变强，一举跃升为世界电解锰领军企业。电解锰产量从每年1500吨跃升至80万吨，资产从300多万元增加至300多亿元，职工人数从原来的100多人增加到现在的26000多人，取得了可观的经济效益、社会效益和环境效益。

“当前，宁夏天元锰业的技术装备水平、生产工艺和生产环境，在全球金属锰行业中是佼佼者。”全国锰业技术委员会委员谭立群如此评价。

天元锰业在实现企业跨越发展的同时，也交出了一份优异的环保答卷，除了技术创新，还与全员参与企业管理的理念息息相关。在天元锰业，每一位职工都要学会做董事长和总经理，而且从董事长、总经理到各厂、车间、班组，都要层层签订环保目标责任书，全员监督环保工作。

“用领导的辛苦指数换来职工的幸福指数”。厂区悬挂的这幅标语昭示了天元人追求幸福的梦想，而保护生态环境、保障职工身心健康无疑是幸福的题中之义。天元锰业正以“敢为天下先”的勇气和脚踏实地的行动，在西北高原继续书写锰业的绿色传奇。