美国再生锑发展之于我国启示

周艳晶，李建武，陈风河，吕红娟，王　建，孙启达

(1.河北省地矿局探矿技术研究院，河北 廊坊 065201；2.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037)

美国再生锑发展之于我国启示

周艳晶1，2，李建武2，陈风河1，吕红娟1，王建1，孙启达1

(1.河北省地矿局探矿技术研究院，河北 廊坊 065201；2.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037)

摘要：美国的再生锑产业历史悠久，对我国再生锑产业的发展有很好的借鉴意义。本文详细介绍了美国再生锑的来源、供应历史、影响因素及发展趋势，认为在我国锑资源保障能力逐年下降的背景下，加强锑资源的回收利用十分必要。在借鉴美国再生锑产业发展经验的基础上，提出了加强我国锑回收利用工作的几点建议：①提高环保意识；②规范废蓄电池回收；③提高再生锑生产技术；④完善政策法规；⑤建立“多物同时回收”模式。

关键词：再生锑；回收利用；废蓄电池；再生铅

我国锑资源分布广，类型多，储量大，产量高，是传统的优势矿产。然而随着资源被大量消耗，近年来锑的保障能力已经不容乐观，在此背景下，锑的回收利用已经成为我们保护地下资源、保护生态环境、减少环境污染和发展节约型经济所面临的一项迫切任务。美国的再生锑产业历史悠久，锑的回收利用水平较高。采用国际比较归纳法研究的产业生命周期理论认为：将后期工业化国家与先期工业化发达国家的产业发展规律进行比较分析，可以判断后期工业化国家的发展趋势[1]。因此，深入分析美国再生锑产业的发展历史及规律并与我国的发展现状进行比较，对我国发展再生锑产业具有很好的借鉴意义。

1美国再生锑产业发展

1.1锑物质流

根据美国地调局的资料，美国国内唯一的锑矿山早在2001年年初就已关闭，此后美国的矿山锑产量为零[2]。作为全球重要的锑消费大国，美国为了保证锑的供应，一方面大量进口锑产品，另一方面大力加强再生锑的回收和利用。图1为美国2013年锑资源物质流程图：其中进口锑产品折合金属量共24700t，库存1470t，再生锑4400t，总的供应量为30570t；再出口锑产品3980t，表观消费量为25100t。计算结果显示，2013年美国再生锑的供应量占总供应量的比例为14%。

图1　2013年美国锑资源物质流(数据来源：USGS)

1.2美国再生锑的来源

一次资源是人们通过劳动作用于自然界而获得的自然资源；二次资源是指工业废弃物中的有用组分和废旧工业品，它包括赋存和残留于采矿、选矿、冶炼、加工后的废石、废渣、废液、废气和尾矿中的有用矿物组分，以及废旧金属[3-5]。美国地调局的统计数据中，锑一次资源是指由锑矿石原料、含锑的铅矿石原料经过冶炼加工而得的锑[6]；再生锑即锑二次资源是指由废旧蓄电池、废旧锑合金及冶炼厂加工过程产生的含锑废料，经过冶炼而产出的金属锑及锑合金，与我国二次资源的概念有所不同。

再生金属是指通过回收生产制造过程中产生的边角废料和废旧金属制品获得的金属，又可分为一次再生金属和二次再生金属，前者为对加工金属过程中产生的金属边角料再冶炼加工的金属，后者指对经过消费领域的废旧金属、含金属商品回收再加工的产物。[7]

与一次再生锑和二次再生锑相对应，再生锑的来源可分为新废料和旧废料。新废料是工厂在金属加工制造过程中产生的边角废料，包括焊料及锑合金生产厂、锑金属产品加工厂的锑渣和锑合金等。根据美国地调局的数据，1959～1994年来源于新废料的再生锑产量平均为2366t，占再生锑总产量的平均比例是12%，此后的数据未公布。旧废料是指金属、含金属商品结束使用周期后形成的废弃物，是美国再生锑的主要来源。锑的应用有化合物和金属两种形式，而前者被直接消耗不能回收，只有大部分锑金属产品可以作为二次再生锑的来源：印刷铅字合金中锑的再生循环周期最短，但是目前锑在印刷铅字合金中的应用很少[8]；电缆包皮中的锑回收工作较少进行；废旧蓄电池是锑旧废料回收中的最主要产品，一般汽车蓄电池的使用期限为3～4年[9]，生命周期较短。

1.3美国再生锑供应历史

美国的再生锑产业早在20世纪90年代初就已得到较好发展，本文根据再生锑产量的增速及其占国内供应(再生锑+一次锑)的比例，将再生锑产业大致划分为三个阶段(图2)。①1910～1948年的快速发展期；②1949～1990年的黄金发展期；③1991～2013年的衰退期。如图2所示，1910年美国的再生锑产量为2520t，一次资源的产量为2020t，再生锑占国内锑供应的比例为56%。此后随着两次世界大战的爆发，锑在军事及汽车领域中的应用快速增长，同时也为再生锑的回收提供了丰富的物质基础。1948年再生锑产量达到19600t，占国内锑供应的45%，这一时期再生锑产量的年均增长率为5.5%。得益于汽车产业的繁荣，1949～1990年再生锑的产量平均保持在20000t左右，变化幅度较小，达到黄金发展时期。随着科学技术的发展，不能作为再生锑回收来源的阻燃剂开始登上锑应用历史的舞台，同时由于70年代免维修蓄电池技术的发展，使得单位蓄电池的锑含量从5%～7%下降到1.75%～2.75%甚至0[10]，减少了再生锑的物质来源，因此再生锑在经历了黄金发展时期之后走向衰退，其产量开始以7.5%的年均复合率逐渐降低，2013年仅为3500t，几乎退化到90年代初的水平。

1.4美国再生锑的影响因素

1.4.1铅酸蓄电池生产技术及回收率

作为锑回收的主要原料，铅酸蓄电池的生产技术、重量及废旧蓄电池回收率都直接影响到再生锑产业的发展：免维修蓄电池的应用降低了单位蓄电池的含锑量；锑含量随着蓄电池重量的减轻也会降低；废旧蓄电池的回收利用率更是直接影响到再生锑的原料供应。

由于汽车用铅酸蓄电池中铅的含量为60%～70%，锑的含量在5%～7%左右(低锑为2%)，锑通常是作为铅的附属产品进行回收利用，因此再生铅的产量是反映蓄电池回收利用水平的重要指标。如图3所示，90年代以前，再生锑产量与再生铅产量基本上呈正相关：蓄电池回收比例增加，再生铅冶炼厂生产活跃，同时带动再生锑的产量增长；而90年代以后，再生锑的产量与之完全呈负相关：再生锑产量并未随着再生铅产量的增长而增长。再生铅产量的增长说明蓄电池的回收工作并未减弱，但再生锑产量却一路下滑，这一现象是免维修蓄电池大量应用引发的必然结果。

1.4.2锑价格

价格是影响资源需求和供应重新分配的重要因素之一，价格变动能及时向再生锑生产商提供市场信息，因此，锑价格提高时再生锑的产量可能增加，反之锑的回收利用活动可能减弱。为排除消费结构变化和技术进步等因素的干扰，本文选取1921～1969年的再生锑产量与锑价格进行对比。如图4所示，再生锑产量曲线的走势与锑价格变化十分相似，可见锑价上升有利于再生锑的生产。

图2　美国一次锑及再生锑供应历史(数据来源：USGS)

图3　美国再生锑产量与再生铅产量的关系(数据来源：USGS)

图4　美国锑价格与再生锑变化关系(数据来源：USGS)

1.4.3再生锑生产成本

美国锑市场的供应由国内一次资源、再生锑和进口三部分构成。由于资源禀赋所限，某种程度上来说，一次资源产量增长空间有限，因此供应增长主要通过后两者进行调节。权衡考虑选择何种来源占据市场较大份额的重要因素就是成本，当再生锑的生产成本低于进口价格时，市场会优先选择提高再生锑的供应量，反之则会以进口为主。

1.5美国再生锑产业的发展趋势

正如前文所述，汽车用蓄电池是再生锑最主要的物质来源，因此锑在蓄电池行业的消费量将会直接影响到再生锑的产量。尽管美国汽车产量逐年增加，但是如图5所示，1975年以来蓄电池领域对锑的消费量却未能与汽车产量增长保持同步，而是几乎呈现逐年下降的趋势。2013年锑在蓄电池中的消费量仅为8400t，占消费总量的35%，与1975年相比分别下降了41%和9%，而免维修蓄电池技术发展导致单位电池的含锑量降低是直接原因。美国是锑资源短缺国，为减少资源消耗及对国外矿产品的依赖，未来蓄电池的生产仍然会使用低含锑或不含锑的技术，因此蓄电池领域对锑的需求会持续减弱，直接导致再生锑的来源减少，锑回收利用产业将继续走向衰退。

图5　美国再生锑产量与锑在电池行业的消费历史(数据来源：USGS)

2中国的再生锑产业

2.1中国发展再生锑产业面临的机遇

锑是我国传统的优势矿产，然而随着近年来高强度的资源开采，锑资源消耗过大，保有资源储量逐年下降，资源保障前景堪忧[11]，回收利用锑资源已经成为我们面临的一项紧迫任务。与美国相比，我国发展再生锑产业存在诸多有利条件。

1)新世纪以来，我国的汽车、化工、能源和交通等产业的飞速发展给铅酸蓄电池行业带来了机遇，尤其汽车行业的快速发展将大量资源从自然界转移至工业社会消费系统，将成为未来资源利用不可忽略的一部分[12]。1996～2012年我国锑资源在蓄电池领域的消费量以年均6%的速度增长，2012年达到13940t，而同时期美国蓄电池领域的耗锑量却从8100t下降到6699t。相对美国而言，我国再生锑产业正处于非常有利的发展时期。此外，近年来我国汽车回收利用行业取得了飞速发展，报废汽车的数量连年增长，这一形势同样可助我国再生锑产业发展一臂之力。

2)我国汽车用蓄电池不同于美国，目前含锑量仍比较高，大多在5%～7%之间，而美国蓄电池中锑含量已经从原来的7%下降到1.6%。随着中国汽车产量的增长，废旧蓄电池可以为再生锑提供丰富的物质来源。

3)日益增强的环保意识及可持续发展观念为再生锑产业的发展提供了有利保障。过去受“地大物博、矿产丰富”思想的误导，认为开发二次资源经济意义不大的错误思想已经不复存在，我国以铜、铅、锌、铝为代表的有色金属再生水平正在逐步提高。

2.2中国再生锑产业与美国之间的差距

我国是世界上最大的锑消费国，然而锑资源的回收利用环节十分薄弱。由于锑是以铅锑合金的形式用于蓄电池中，并且铅的含量远远高于锑，所以锑通常是作为副产品与铅回收一起进行，再生铅产业的发展对锑的回收有重要影响。有资料显示，我国再生铅工业的发展规模仅相当于美国20世纪30年代的水平[13]。根据有色金属工业年鉴的数据，1996年我国的再生锑产量为153t，2010年增长到4264t，而世界再生锑的生产水平可达5.5万～6万t，因此我国的再生锑产业任重道远。与发达国家相比，制约我国再生锑产业发展的因素主要有以下几方面。

1)相关政策法规不完善。中国的环境法规、危险废弃物管理政策中缺乏对废旧铅酸电池管理的规定，废铅酸蓄电池回收管理混乱，导致环境污染现象依然比较严重。而美国有专门负责协调废金属回收利用的协会，并且制定了废铅酸蓄电池回收法规，美国国际电池组委会(BCI)还制定了法规式的以旧换新回收模式。

2)废旧蓄电池回收无序分散导致回收率很低。中国废蓄电池回收渠道多样，包括废旧电池个体私营收购点(60%)、蓄电池零售商(18%)、再生铅厂及专业回收点(9%)、蓄电池制造商(8%)和汽车维修店(5%)，再生金属生产企业原料收集难度大导致经营艰难。而美国要求社区和市政部门集中设立回收点回收废蓄电池，再将回收到的废旧蓄电池送到授权的回收公司或再生铅厂[14]。目前我国每年大约有40万～60万t的废蓄电池产生，但是回收率不到90%，而发达国家的回收率基本达到了100%[15]。

3)废旧蓄电池回收技术落后且能耗高。我国80%以上的再生铅企业采用反射炉进行熔炼[16]，该工艺操作简单但是能耗大，它是将电池板栅和膏泥混在一起装入反射炉进行还原熔炼，由于缺少分选处理技术，合金成分锑没有合理利用而成为废渣。而美国的废旧蓄电池回收主要采用机械破碎分选，并进行脱硫预处理，能耗低、污染小且资源综合利用率高。

4)企业多，规模小，无序竞争。中国有近300多家从事再生铅回收利用的企业，大多数企业生产能力从几十吨到上千吨，年产能5万t以上的正规企业只有5家[17]；而美国在90年代中期时仅有13家再生铅企业，且平均每个企业年产量达7万t以上[18]。小的再生铅企业置国家环保法规于不顾，以牺牲环境和浪费资源为代价，与大企业之间展开激烈的原料争夺，使大企业中先进的技术难于推广应用，严重扰乱了市场[19]。

3加强发展我国再生锑产业的建议

1)大力宣传丢弃蓄电池的危害，提高人们的环保意识。蓄电池中含有大量有毒化学元素，如锑、铅、砷等，随意丢弃会造成严重的环境污染，只有深刻的认识到这一点人们才会自觉主动的支持废旧蓄电池的回收工作。

2)建立统一规范的废旧蓄电池回收体系。由于废旧蓄电池资源分散，回收起来难度大，很多正规的生产企业受政策所限，在废旧蓄电池回收上比不过无证经营的小企业。针对这一问题，国家环保部门应该发放回收和生产许可证，实行统一管理，定点收购废旧蓄电池之后再统一运送至有生产能力且“三废”排放达标的再生金属企业。此外，还可借鉴国外以旧换新、抵押金制以及征收环保税的回收模式，提高废旧蓄电池的回收率，确保回收原料的供应。

3)改进再生锑生产技术。淘汰资源利用率低、能耗大、高污染的废蓄电池回收技术，推广使用新型节能环保熔炼炉、低温连续熔炼等先进熔炼技术，提高锑金属的回收率。例如废蓄电池回收过程中与粗铅同时产出的杂质锑可以采用结晶法在专门的设备上将其从粗铅中分离得到两种产品：含锑很低的精铅和含锑很高的铅锑合金，并且该过程能耗低，回收率高。

4)制定并完善相关鼓励政策和法规。可以对蓄电池销售征收一定的附加税用于补贴再生金属的回收，对环保规范的大型企业给予优惠措施，推动再生锑产业的健康发展。政府部门在这一环节中将起到关键性作用。

5)企业建立“多物同时回收”模式。铅酸蓄电池中同时含有铅、锑、锡等多种化学元素，而目前回收工作主要以铅为主，企业应该充分利用回收到的废旧蓄电池，在发展再生铅产业的同时，大力发展再生锑、锡等高附加值产品，扩大经济效益，走多元化的发展道路。

参考文献

[1]马聘，方维萱，王京.我国铜产业生命周期增长趋势与需求预测[J].地质与勘探，2012，48(4)：852-857.

[2]James F Carlin，Jr.Mineral Commodity Summaries[R].Reston：US Geological Survey，2002：22-23.

[3]李鹏.中国矿产资源利用的创新问题[J].地质与勘探，2001，37(4)：36-38.

[4]许卓.浅谈资源意识与二次资源利用[J].再生资源研究，1998(3)：23-25.

[5]袁同锁.开发利用二次资源大有可为[J].矿产保护与利用，1994(1)：46-47.

[6]James F Carlin，Jr.Antimony Recycling in the United States in 2000[R].Reston：US Department of the Interior，2002：22-23.

[7]王安建，王高尚.矿产资源与国家经济发展[M].北京：地震出版社：2002：113.

[8]陈兆盈，张澄译.锑经济学[续一][J].湖南冶金：1986(4)：64-75.

[9]张琳.中国再生铅产业格局生变[J].资源再生，2008(2)：9-15.

[10]陈佩琪，译.锑经济学[J].湖南冶金，1986(3)：60-66.

[11]周艳晶，李建武，王高尚，等.全球锑矿资源分布及开发现状[J].中国矿业，2014，23(10)：13-16.

[12]雪晶，胡山鹰，杨倩.中国废旧汽车再生资源潜力分析[J].中国人口·资源与环境，2013，23(2)：169-176.

[13]张伟倩.透视美国再生铅工业折射中国发展之路[J].中国金属通报，2012(18)：19-21.

[14]李忠卫，尚辉良，邓雅清.我国再生铅产业发展的现状与瓶颈[J].有色冶金设计与研究，2014，35(3)：58-61.

[15]姜妮.循环路上难处多—对铅酸蓄电池再生利用的思考[J].环境经济杂志，2007(37-38)：65-68.

[16]朱忠军，张正洁，陈扬等.废铅酸蓄电池回收技术评估体系研究[J].中国金属通报，2014，51(1)：19-27.

[17]龙少海.中国再生资源回收及再生铅行业发展概况[J].新材料产业，2007(2)：37-41.

[18]李富元，李世双，王进.国内外再生铅生产现状及发展趋势[J].世界有色金属，1999(5)：26-30.

[19]马永刚.中国废铅蓄电池回收和再生铅生产[J].电源技术，2000，24(3)：165-168.

Revelation of antimony recycling in the United States

ZHOU Yan-jing1，2，LI Jian-wu2，CHEN Feng-he1，LV Hong-juan1，WANG Jian1，SUN Qi-da1

(1.Institute of Prospecting Technology，Hebei Mine Bureau，Langfang 065201，China；2.The Strategical Research Centre of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China)

Abstract:The U.S.antimony recycling industry has a long history and it is a good reference for China.This paper introduces its sources，supply，factors and development trend in detail.The recycling of antimony has been very necessary for the declined guaranteed ability of Chinese antimony resources .Both many favorable factors for Chinese antimony recycling industry and deficiencies compared with America are exist.The deficiencies include recycling rate and technology of used lead-acid battery.At last，this paper promote some suggestions that can strengthen our antimony recycling based on the experience of developed countries .The suggestions are：① raise the awareness of environmental protection；② normalize the used lead-acid battery recycling；③ improve the regenerated antimony production technology；④ improve related policies and regulations；⑤ establish a “different metal recovery together” mode.

Key words：secondary antimony；recycling；used lead-acid battery；secondary lead

收稿日期：2015-09-29

作者简介：周艳晶(1990-)，女，河北玉田人，主要研究方向为矿床学与矿产资源战略。E-mail：yanjingzhou90@163.com。 通讯作者：李建武(1967-)，研究员，硕士生导师，主要从事矿产资源经济战略研究。E-mail：jwli67@126.com。

中图分类号：F416.1

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)02-0053-05