电解锰渣无害化和资源化利用的现状与对策

高 悝

（铜仁市生态环境监测站（铜仁市核与辐射监测站），贵州 铜仁 554300）

引言

锰渣即电解金属锰浸出渣，锰渣中含有大量的硫酸锰、硫酸铵等可溶性硫酸盐，还含有锌、铜、镍、钴等金属，成分复杂，处理难度大，如处理不慎，将造成严重的环境污染。推动电解锰渣无害化和资源综合利用，既是改善生态环境的迫切需求，也是地方经济增长必然要求，更是国家战略资源安全的重要一环，实现锰渣的无害化和资源化十分必要，且势在必行。

1 研究背景

近年来，电解锰的污染问题引发了一系列社会问题，成为国家和社会关注的热点，而锰渣的治理处置又成为锰污染整治工作的大难题，成为悬在企业和政府头上的一把利剑。以铜仁市为例，全市目前有存量锰渣1 600余万立方米，且每年正以180万吨左右的速度增长，都采用专用尾渣库堆放的方式处理，每年约花费2 000～3 000万元的资金投入，6～8年约需征1 200多亩地堆存锰渣，既占用了大量的土地资源，又增加了巨大的经营成本，还给生态环境带来严重的污染隐患。同时，当地锰渣库容量已接近饱和状态，按现行环境保护政策规定，在不批准新建渣库的情况下，一旦渣库填满，企业将无法继续生产经营。近几年，由锰渣衍生的环境污染问题，已成为生态环境保护的首要问题和制约锰产业的瓶颈，锰渣无害化资源化利用已迫在眉睫。

锰矿作为我国重要的战略矿产资源，已被我国列为紧缺的战略矿种之一，广泛地应用于军事工业、航天、能源、钢铁等各大领域，目前我国锰矿石采购对外依存度较高，已经成为锰矿石最大进口国。从国际战略利益角度来讲，锰矿作为国家战略资源，事关国家战略安全，必须从长远考虑，防范于未然，牢牢把握战略资源开发的主动权。

我国锰矿“富少贫多”、伴生矿物繁杂、颗粒微细等特征也使锰渣产量持续增加。根据《中国锰业》文献报道，我国含锰废渣的堆存量超过1亿吨，同时每年新增量超过1 000万吨[1]。我国大部分电解锰生产企业排放的锰压滤废渣仍旧以堆存为主，在长期的堆存过程中，不仅占用大量土地，而且对周围环境产生了一定的影响。对电解锰渣进行无害化和资源化利用，则可从源头上解决电解锰渣长期堆存所产生的环境问题[2-3]。如何实现锰渣的无害化和资源化，将锰渣回收并综合利用起来，变废为宝，最大限度地降低锰渣的危害，成为涉锰企业和属地政府关注的焦点，也是我国电解金属锰行业和生态环境保护领域积极探索与研究的热点问题。

同时，根据国发〔2022〕2号《国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见》中提出的“实施磷、锰、赤泥、煤矸石污染专项治理，推动磷石膏、锰渣等无害化资源化利用技术攻关和工程应用示范”[4]，国家发改委等十部委联合印发《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》中提出的“推动产业废弃物循环利用，推动实现低碳目标，促进产业和园区绿色化、节能低碳化改造”，贵州省人民政府关于《贵州省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出的“到2025年，工业固体废弃物综合利用率达到70%”的目标，对电解锰压滤废渣进行无害化处置及综合利用可消纳大量电解锰渣，变废为宝，符合国家政策导向和贵州省发展规划。

在这样的背景下，推动锰渣资源化处理，无疑已成为锰循环经济产业链中的重要组成部分，对地方经济循环、资源的节约与利用、保护环境等具有积极的促进和示范作用，对于有效解决电解锰渣的环境压力，支撑电解锰行业具有重要意义。

2 锰产业的总体情况

依托丰富的锰矿资源，铜仁市坚持新发展理念，加快推进传统锰产业转型升级，着力培育壮大锰新兴产业，锰产业成为铜仁市经济增长的重点支柱产业。初步探明，全市累计锰矿石资源储量超过7.4亿吨，居亚洲第一，远景储量可达10亿吨，是世界上目前已探明储量最大的锰矿基地，同时也是最大的锰矿石和电解锰生产基地。当前贵州电解锰的产能约45万吨/年，约占全国总产能的20%～25%。

由于铜仁市锰矿石品位低，通常每吨金属锰产生7～9吨电解锰渣，少数企业吨锰产渣量已超过10吨。目前仅松桃县现有电解锰渣存量达1 600多万吨，且年新增电解锰渣约180万吨以上。松桃县地处的“锰三角”地区近几年成为全国最大、最密集的电解锰生产基地，由于早期粗放型的生产、规划不合理、片面追求经济增长、企业保护环境意识差等原因，导致锰行业在开采、加工生产过程中污染问题日益严重，对当地周边生态环境造成了污染。大量电解锰压滤废渣露天堆集，占用大量土地，污染地下水和地表水，同时，堆放的渣坝造成潜在的安全隐患，加强锰渣无害化处置和综合利用迫在眉睫。

3 锰渣处置工作的现状

锰渣资源综合利用，通过分选处理、固化处理、化学处理等技术，将有害成分从锰渣中分离出去，回收有价值的元素，并将废弃无害物质加工制备各类工农业材料，不仅有效解决锰渣环境污染难题，二次资源利用还将带来巨大的经济社会效益。

近年来，铜仁市以锰渣减量化、清洁化、无害化、资源化为目标，积极与国内各大院校和专门机构合作，通过技术攻关，探索锰渣资源综合利用，推动企业先行先试。（1）中科见地公司联合贵州大学、北京科技大学、贵州省环境科学研究设计院申报的《电解锰渣无害化处理与资源化利用》获得省级立项支持。贵州能矿锰业联合贵州大学申报的《电解锰渣无害化及资源化综合利用集成示范项目》获得省级立项支持。（2）铜仁学院与松山湖材料实验室签到战略合作协议，将共建锰系新型材料实验室。（3）立项支持了《电解锰废渣水洗处理技术及其工艺流程研究》《资源化利用锰渣制备电池用镍钴锰基础材料》等市级项目，加大科技攻关力度。（4）“低品位碳酸锰矿锰渣全过程控制与资源化利用技术”列入科技部国家“十四五”重点研发计划“循环经济关键技术与装备”重点专项资金，企业进行申报，铜仁市赴科技部进行汇报，金瑞新材料参与了该项目申报，并获得立项支持。（5）引导支持企业通过“水法”“火法”“湿法+简易火法”等科技攻关和成果转化，特别是推动三和锰业公司进行火法煅烧处理锰渣技术的试验以及应用，目前，三和锰业公司已与湖南建湘高科公司签订项目合作协议，共同出资建设100万吨/年电解锰压滤渣无害化资源化（火法）处置项目，该项目以电解锰渣等为主要原料，通过回转窑高温焙烧改性后，得到的胶凝材料可用作水泥掺合料、矿山填充料、免烧砖原料，同时将氨回收再利用。

4 存在的问题

4.1 锰污染防治历史欠账多，锰渣治理难度大

铜仁市松桃县开采利用锰矿资源已有数十年历史，在国家和省没有相关规范标准出台之前，涉锰行业生产比较粗放，形成了大小渣库19个，总存渣量约920万立方米，堆渣存量大。历史遗留渣库大多未建设防渗措施，即便是前几年新建渣库，由于防渗膜敷设工艺偏落后，均不同程度出现漏点，形成了“老账未清，又欠新账”的局面。由于治理技术和模式尚不十分成熟，加之受地方财政和企业投入资金的制约，锰渣库污染治理难度还较大。

4.2 无害化、资源化技术不成熟，锰渣治理制约多

松桃县矿石平均品位10～16%，废渣产生排放量大，加之喀斯特地貌分布广泛，岩溶发育、土壤渗透性强，水文地质条件复杂，渣场极易发生渗漏污染。现有电解锰渣无害化处理工艺具有耗水量大、成本高、二次污染、渣量体积膨胀等一种或多种不足之处，难以在工业上实现低成本无害化处理，当前锰渣无害化处理及资源化利用还存在技术瓶颈，国内主要从事锰渣无害化处理及资源化综合利用研究机构技术大多处于实验阶段，从实验成果转化到项目实际运用还需进行中试，成功后才能投入正式生产，技术成熟尚需一定时间。成本低、效果好的锰渣无害化资源化治理技术技术尚需进一步攻关，在短期内无法根治锰渣场污染问题。

4.3 锰渣制品生产难度大、成本高

锰渣无害化处理和资源化利用成本基本在50～80元/吨之间，而每生产一吨电解锰产渣量在8～10吨左右（含水分），实行锰渣无害化处理和资源化利用将直接增加生产成本800～1 000元。另外，铜仁市乃至全国虽探索多种锰渣无害化、资源化技术探索，但处理成本较高，利用途径不多，市场对锰渣制品认可度不高，锰渣资源化利用仍然需要进一步研究总结。

4.4 锰渣制品的产品附加值低，有效辐射范围小

目前锰渣主要应用在水泥活性材料、路基材料、墙体材料等基础材料方面，产品单一，包装要求不高，且产品生产规模小，未形成特色品牌，基本无附加值。同时，由于产品体积大，运输成本较大，产品附加值不高，不适合长途运输，只能就近利用。

4.5 缺乏科技创新平台，技术力量薄弱

铜仁市科技水平落后，现有科研体系不成熟，难以引进一流优秀人才落户铜仁，现有人才体系、科研体系、产业体系等因素不成熟，难以支持锰产业向高附加值、高深度发展。人才、技术、信息短缺，导致锰渣无害化资源化工作难以进一步突破，加深了锰污染治理的难度和时间长度。

5 建议及对策

为加快推进电解锰渣无害化处理和资源化综合利用进程，大力提倡循环工业，实现工业与社会、资源、环境的协调，促进电解锰行业对其它地区起到示范引领作用。

5.1 加强政策支持

（1）在省级层面设立锰渣无害化资源化重大研究课题，加大电解锰渣资源综合利用科技攻关力度，化解锰产业瓶颈，重点研发和推广电解锰渣无害化处置技术，电解锰渣生产水泥调凝剂、混合材、混凝土掺合料、新型墙体材料等综合利用产业化技术。（2）建议省级层面设立锰系产业科技专项资金，支持铜仁锰渣处理无害化、处置资源化研发，加快攻克关键设备和技术难题。（3）向财政部、工信部、国家税务总局等上级部门争取支持，将“锰渣”纳入《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》，给予税收优惠，降低锰渣无害化处理和资源利用化成本。积极争取国家提升进口国外锰矿关税，平衡和支持国内锰资源开发；积极争取对锰渣综合利用企业给予资金扶持、补助。

5.2 加强项目支持

加大对锰渣无害化和资源化研究于应用的资金投入。省、市级部门主动指导松桃县强化电解锰渣资源综合利用项目储备力度，积极协助申报纳入中央项目库，力争获得国家、省资金支持。

5.3 大力促成科技平台落户

（1）协调国家有关部委，参照中国科学院在江西省赣州市成立中国科学院赣江创新研究院的合作模式，在贵州松桃成立国家级锰研究中心，并在编制、科研经费等各类政策上给予大力支持。同时请中国科学院，国家发改委、工信部等部委派出专家组到松桃实地调研，对“中国锰研究中心”落户进行考证。（2）协调争取国内外锰产业研发的高校和研究机构在铜仁市设立学科、研究室或科研基地，加快建设支撑锰产业科技平台。

5.4 出台锰渣资源化利用标准

当前锰渣资源化利用主要是生产加工建材产品，建议省级有关部门牵头制定出台锰渣资源化利用相关标准，支持锰渣在建材、陶瓷、全价肥和微晶玻璃等行业产业化，进一步提高锰渣制品再利用水平。

5.5 参照磷石膏鼓励政策执行

目前贵州两大工业固废难题即磷石膏和锰渣。磷石膏配套有《贵州省磷石膏资源综合利用资金管理办法》，锰渣暂无相关政策，只有参照《贵州省磷石膏资源综合利用资金管理办法》，锰渣无害化处理和资源综合利用才有动力，才能更有力推进锰渣无害化处理和资源综合利用，有利于铜仁市新型功能材料产业高质量发展。

5.6 加大对锰渣制品的宣传力度

（1）化解认识误区，公众普遍认为治理锰污染就是指治理锰元素的污染，单就锰元素而言，它是生物体必须的微量元素，对于人体来说，需要每天少量摄取以维持健康。根据现有的资料，一般也不把锰化合物看作含毒化合物，终身暴露于浓度为0.3毫克/升的锰不会引起任何不良反应。（2）政府公共部门在建设市政工程时优先考虑锰渣制品建筑材料，设立锰渣制品材料建设示范点，并通过新闻媒介进一步加大锰渣制品宣传力度，提高产品市场认可度。

5.7 成立专项基金，鼓励锰渣的循环利用

建议政府向上争取专项基金，并建立锰渣资源综合利用扶持机制。在政府主导、市场化运作的前提下，一旦向上申请的税收优惠政策得以落实，可以考虑对相关企业价格和产量达不到收益平衡点时，适当给予一定的资金支持，进而提升企业从事锰渣资源综合利用的主动性和积极性。

5.8 政府兜底保障，必要时自主运作锰渣循环经济

锰渣处置关乎民生大计，如因收益问题造成市场响应不积极，在锰渣处置市场化运作失灵的情况下，建议政府将服务职能和市场资源配置的效能有机结合起来，兜底锰渣处置责任，利用国有平台公司建立锰渣循环利用生产线，自主经营锰渣循环经济，彻底解决当地锰渣处理的难题。

6 结语

锰渣资源综合利用既是铜仁改善生态环境的迫切需求，也铜仁经济建设的必然要求，更是国家战略资源安全的重要一环。通过研究分析，企业自主实施锰渣资源综合利用能效不足，还需要政府进一步发挥职能作用，在大力加强政策支持的同时，统筹整合各方要素配置，积极引导市场主体进行锰渣资源综合利用，彻底解决电解锰渣处置难题。