稀土企业循环经济模式分析

刘梅

（中国北方稀土（集团）高科技股份有限公司，内蒙古包头014030）

稀土企业循环经济模式分析

刘梅

（中国北方稀土（集团）高科技股份有限公司，内蒙古包头014030）

以包头某稀土公司为例，介绍了其在发展循环经济的背景、在提高稀土资源回收率、“三废”减量化、资源化等方面采取的措施及取得的效益，为稀土企业发展循环经济提供参考。

循环经济；减量化；资源化

包头某稀土公司（以下简称公司）以白云鄂博稀土矿为原料，建有稀土选矿、冶炼分离、深加工、应用产品、科研等完善的稀土工业体系。近年来，为适应新形势发展需求，该公司积极探索循环经济模式，围绕着加强资源循环利用和节能减排做了大量工作，走出一条转型升级的新路。

1 发展循环经济的背景

1.1 转变发展模式，实现降本增效是发展循环经济的内在动力

公司以往采用粗放式的发展模式［1］，资源回用率低。一是稀土精矿生产企业选别稀土后的尾矿浆和稀土冶炼分离企业产生的废水原最终排往尾矿库［2］，对尾矿浆中丰富的铌、硫、萤石等资源及稀土冶炼废水中的资源没有进行完全回收。二是生产装备水平偏低，自动化控制及操作较少。如生产中的物流、温度、压力、液固位，其数值的自动显示与累计储存等未能达到在线自动控制，造成了最佳工艺条件不能正常实现，生产指标难于达到最佳要求，影响了公司的效益［3］。因此，必须转变传统经济发展方式［4］，以循环经济理念去调整产业发展模式，实现降本增效。

1.2 环保的鞭策激励机制是发展循环经济的外部推动力

近年来，新的环保法规陆续出台，对企业的环保行为做出了更严格的要求，公司面临着很大的挑战。一是为改善尾矿库区及周边生态环境，政府要求稀土企业停止向尾矿库排放废水，稀土企业必须采取措施对稀土废水自行消化；二是原达标排放的烟气在修订后的排污标准面前也有超标的风险。发展循环经济无疑是减少废弃物排放，实现经济与环境协调发展的良策。目前国家出台了很多发展循环经济的扶持政策，这对公司的战略决策有一定的激励作用。

2 循环经济模式特征分析

2.1 开展内外循环结合实现产业多元化

稀土生产工艺路线图如图1所示，在稀土生产工艺中，稀土精矿生产企业、稀土冶炼分离企业、稀土金属加工企业、稀土功能材料企业（抛光粉、磁性材料、贮氢材料）依次构成原料供给关系，各企业均有废弃物产生，本着“减量化、再循环、再利用”的原则，公司决定发展内外循环，打造以稀土产业为核心的完整循环经济产业链。内部循环以提高稀土资源回收率、水回用率［5］为核心，按照各企业的原料需求和废弃物特点，将企业的废弃物在内部互补互用；企业外部循环主要体现在以“三废”再利用为核心的跨行业合作产业升级上。稀土行业产生的污染物主要集中在稀土分离企业，打破行业壁垒，与非稀土产业合作，使稀土产业和多个不同的产业之间联结起来，形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，冶炼分离企业循环经济路线图如图2所示。

图1 整体生产工艺及循环经济路线图

2.1.1 废气的减量化与资源化

在稀土分离过程中，稀土精矿首先与硫酸混合进行高温分解生成焙烧矿，在分解过程中会产生大量含氟和二氧化硫的尾气，企业首先对尾气采取强制循环冷却—浓缩回收的处理方式，回收硫酸和氢氟酸，回收的硫酸返回焙烧工序使用，氢氟酸则供下游化工企业生产高品质氟盐。尾气经酸回收处理后仍含有较高浓度的二氧化硫，企业采用先进的离子液脱硫工艺对尾气进行深度处理，被离子液吸收后的二氧化硫解吸后供后续制酸工艺制备硫酸，净化后的尾气达标排放，吸收液再生后可反复使用，无二次污染；硫酸制备工艺产生的尾气再返回尾气净化系统和焙烧尾气合并处理（见图2），形成一个完整的闭路循环。通过此项目的实施，不仅实现了烟气的无害化，而且每年可回收硫酸8万t，回收氢氟酸2.8万t，变废为宝，极大地提高了资源的利用率。

2.1.2 废水的减量化与资源化

稀土精矿生产企业采取“一粗二精”的工艺选别稀土，选完稀土后的尾矿还含有大量的资源，尾矿中含萤石约32.48%［6］，含稀土约4.9%，其他还有铌、硫等资源，以往由于回收技术所限，尾矿浆只能排往尾矿库暂存，而今随着回收技术的成熟，稀土选别后的尾矿浆和下游企业联合，作为下游企业的原料，进行稀土、萤石、铌等资源的再回收，每年可减排尾矿浆300万t，回收铌精矿5万t，稀土精矿17万t，莹石精矿40万t，经济效益、环境效益显著。

稀土在冶炼过程中产生大量的废水，在不影响产品质量的前提下，各企业先将废水在企业内部梯级使用，以减少废水量和新水用量。如将碳酸稀土淋洗产生的低浓度氨氮废水（氯化铵浓度约0.1%）回用于稀释料液和配碳铵溶液；将制备纯水产生的浓水脱盐后再次回收，实现废水的内部循环。

对于分离企业硫酸稀土转型工序产生的硫酸镁废水（镁离子浓度约1.6%）和萃取、碳沉工序产生的氯化铵废水（氯化铵浓度8%），则是采取和非稀土企业联合的方式，实现产业链的延伸。对硫酸镁废水，利用硫酸镁晶体脱水、热解的原理，将硫酸镁废水转化为氧化镁，硫酸镁废水蒸发、热解得到的冷凝水和氧化镁回用于生产，热解尾气含有大量的二氧化硫，供后续制酸工艺生产硫酸，以此形成硫酸镁废水的闭路循环；对产生的氯化铵废水，采用汽提原理，将废水用膜组合工艺除杂、浓缩后，转化为氨水，膜工艺产生的淡水和氨水回用于生产，转化工艺产生的氯化钙供建材行业作原料，形成废水综合利用产业链。改造后，可实现生产废水零排放，新水用量减少190万t/a（见图2）。

图2 冶炼分离企业循环经济路线图

2.1.3 废渣的资源化与减量化

在稀土产业链中，冶炼分离企业会产生放射性废渣，金属加工企业会产生电解渣，功能材料企业会产生回收的稀土粉尘、废边角料等。稀土产业链中的每个企业都尽可能将废渣［7］再回用本企业，如果企业由于回用成本或是回用技术等原因自己难以回用，则将此部分资源向上游稀土企业逆向流动或是合法处置。如稀土金属生产企业与抛光粉生产企业排放的烟气中含有一定的稀土，烟气分离后收集的粉尘均回炉自用；稀土金属电解渣、抛光粉球磨废渣则返回稀土冶炼生产体系进行稀土的回收，实现废弃资源的充分利用（见图1）；水浸渣由于具有一定的放射性且目前缺乏成熟的回收技术，按规定放入本地放射性废渣库储存。

2.2 提高生产装备水平，建设数字化工厂

在此次循环经济改造中，公司非常注重节能环保设施的引入和自动化水平的提高。在各种浓缩蒸发系统全部采用了节能蒸发器，提高了蒸发效率，降低能耗。灼烧窑、锅炉烟气余热利用于精矿的干燥，冷却水用于生产热水补入系统，提高了能源的利用率。另外，对各类余热散发热量的设备或管道，采用冷却降温或安装保温套管等方式，进一步回收热能和减少热损失。

在提高设备自动化水平上，建立自动配置原辅材料系统、自动拆包系统、在线监测系统、恒压供料系统等。集成产品质量管理、工厂信息化管理、生产设备的过程自动化控制及工艺过程的可视化管控等资源，打造数字化工厂，将生产从被动指挥变为实时调度，质量从事后抽检变为在线控制，提高产品质量及生产线的稳定性，降低原材料消耗和生产成本。

2.3 基础资源共享

由于公司稀土分离企业分布比较集中，产生的污染物种类也比较相似，因此对不同企业的同类废水集中治理，减少重复投资基础资源，实现共同管理。

3 结语

公司转变发展思路，以资源回收和循环再利用为目的，通过清洁生产和末端治理相结合，积极寻求对外合作，提高信息化水平，形成多条成熟的循环经济产业链，使“三废”减量化、再利用、资源化。解决了稀土资源利用率不高，三废污染严重的问题，在行业内具有很好的示范作用。

［1］刘余九.中国稀土产业现状及发展的主要任务［J］.中国稀土学报，2007，25（3）：257-261.

［2］张光伟，崔学齐.我国稀土尾矿资源的综合回收利用现状及展望［J］.矿业研究与开发，2012（9）：116-119.

［3］林河成.我国湿法稀土冶炼厂的现状及今后发展建议［J］.稀土，2005，26（6）：95-99.

［4］苏文清.中国稀土产业经济分析与政策研究［M］.北京：中国财政经济出版社，2009.

［5］车丽萍，王晓铁.白云鄂博矿床稀土资源的综台利用［J］.矿山，2005（12）：13-17.

［6］钱淑慧，李宏静，高俊德.白云鄂博氧化矿尾矿中萤石资源回收试验［J］.现代矿业，2014，9（9）：47-50.

［7］杨斌清，徐吉祥，张贤平.企业资源内部循环模式研究［J］.环境与可持续发展，2008（3）：59-60.

Analysis of circular economy mode of rare earth enterprises

LIU Mei
（China Northern Rare Earth（Group）High-Tech Co.，Ltd.，Baotou 014030，China）

Taking a rare earth company in Baotou as an example，the paper introduced the background of developing circular economy and measures to improve the recovery of rare earth resources and the"three wastes"reduction，which provided reference for the development of rare earth enterprises.

circular economy；reduce；r esources

X124.5；X37

A

1674-0912（2015）11-0015-04

2015-09-23）

刘梅（1979-），女，环境工程研究生学历，工程师，从事稀土企业环境管理工作。