曾湘波

(長(zhǎng)沙中錳科技發(fā)展有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 中國(guó)電解金屬錳發(fā)展回顧

21世紀(jì)初，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展也帶動(dòng)了電解金屬錳(以下簡(jiǎn)稱為：電解錳)行業(yè)的快速發(fā)展。近10年來，我國(guó)電解錳行業(yè)的產(chǎn)量及國(guó)內(nèi)消費(fèi)量見表1[1]。電解錳產(chǎn)量從2001年的15.2萬t，迅速增長(zhǎng)到2010年的137萬t，年均以28.8%的速度在增長(zhǎng)，其中增長(zhǎng)最快的2003年和2004年，年均增長(zhǎng)速度超過50%。2008-2009年受經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，增長(zhǎng)速度仍超過10%。2010年受“十一五”節(jié)能減排指標(biāo)的影響，許多地區(qū)拉閘限電，影響了電解錳廠的開工率，最終產(chǎn)量的增長(zhǎng)率為6.2%。2011年受美債和歐債危機(jī)，電解錳的最大用戶200系不銹鋼廠限產(chǎn)、停產(chǎn)，且受高硅硅錳競(jìng)爭(zhēng)的沖擊，電解錳產(chǎn)量幾乎為零增長(zhǎng)。2012年的產(chǎn)量為116萬t，為負(fù)増長(zhǎng)，引起了同行業(yè)專家的廣泛關(guān)注。

表1 國(guó)內(nèi)電解錳產(chǎn)量與消耗量 萬t

10年間，大量社會(huì)資金進(jìn)入電解錳行業(yè)，加之進(jìn)入門檻較低，使得電解錳的生產(chǎn)能力得到井噴式發(fā)展，具體數(shù)據(jù)見表2[1]。由于行業(yè)管理機(jī)制不完善、不規(guī)范，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩，開工率嚴(yán)重不足。2010-2011年，有的企業(yè)開工率為100%，有的企業(yè)開工率為0。電解錳企業(yè)不可避免地要重新“洗牌”。下面就電解錳行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)提出一些看法，僅供同行參考。

表2 國(guó)內(nèi)電解錳產(chǎn)能、產(chǎn)量、開工率

2 中國(guó)電解錳規(guī)?；l(fā)展

2011年我國(guó)電解錳產(chǎn)能達(dá)到240萬t，有生產(chǎn)企業(yè)200多家，產(chǎn)能占全世界產(chǎn)能的98.8%。自經(jīng)濟(jì)危機(jī)以來，市場(chǎng)疲軟，價(jià)格下降，那些不具備資源優(yōu)勢(shì)、能源優(yōu)勢(shì)、技術(shù)管理優(yōu)勢(shì)和環(huán)境容量的企業(yè)很難度過這一道難關(guān)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中將被淘汰出局。另一方面根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、淘汰落后產(chǎn)能的目標(biāo)，將有1/3的產(chǎn)能和將近50%的企業(yè)不得不進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)、資產(chǎn)重組或兼并，進(jìn)行產(chǎn)能等量或減量置換，一部分具有資源、能源、技術(shù)管理、資金等優(yōu)勢(shì)的企業(yè)不斷壯大，使先進(jìn)的生產(chǎn)力取代落后的生產(chǎn)力，目前中國(guó)電解錳企業(yè)的實(shí)例也證明了這一點(diǎn)。

寧夏天元錳業(yè)有限公司，2011年底產(chǎn)能達(dá)到20萬t/a，是全國(guó)最大也是世界最大的電解錳企業(yè)。這家企業(yè)沒有錳礦資源，在全國(guó)平均開工率不足60%的情況下，自身開工率幾乎達(dá)到100%。究其原因，主要是攻克了MnO2還原焙燒用于電解錳生產(chǎn)，進(jìn)口加納碳酸錳礦石浸取率低等技術(shù)難關(guān)，是全國(guó)第1家全部利用進(jìn)口錳礦石，而且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在全國(guó)居領(lǐng)先地位的生產(chǎn)廠家。2013年生產(chǎn)能力達(dá)到46萬t/a，到2015年生產(chǎn)能力將達(dá)到80萬t/a。

中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司及其控股公司現(xiàn)有生產(chǎn)能力12萬t/a，在廣西大新縣擁有儲(chǔ)量為1.2億t的碳酸錳礦石，是錳業(yè)企業(yè)惟一的香港上市公司。擁有資源、資金、技術(shù)管理優(yōu)勢(shì)，計(jì)劃在未來5年通過新建和兼并，使電解錳生產(chǎn)能力達(dá)到27萬t/a。

湖北長(zhǎng)陽宏信實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司在湖北長(zhǎng)陽、陽新、嘉魚、湖南永州共有13萬t/a的生產(chǎn)能力。在湖北長(zhǎng)陽有古城錳礦，嘉魚有MnO2礦，湖南永州也有配礦?！笆濉逼陂g準(zhǔn)備在永州新建6萬t/a的產(chǎn)能，在烏克蘭的最終規(guī)劃產(chǎn)能為20萬t/a，總生產(chǎn)能力達(dá)39萬t/a。

重慶武陵錳業(yè)有限公司現(xiàn)有生產(chǎn)能力4萬t/a，在貴州松桃縣新建16萬t/a的產(chǎn)能已進(jìn)入施工階段，項(xiàng)目建成后總生產(chǎn)能力達(dá)20萬t/a。

天雄錳業(yè)集團(tuán)公司在重慶現(xiàn)有的生產(chǎn)能力4.5萬t/a，公司在云南文山已開工建設(shè)10萬t/a的電解錳企業(yè)，項(xiàng)目完成后，該公司產(chǎn)能將達(dá)到14.5萬t/a。

湖南湘西自治州以錳礦資源為紐帶，成立湖南東方礦業(yè)有限責(zé)任公司，在花垣縣工業(yè)園建設(shè)產(chǎn)能15萬t/a的電解錳企業(yè)，用等量置換的原則淘汰原有的小型電解錳企業(yè)。

新疆喀什阿克陶縣利用本地的優(yōu)質(zhì)錳礦資源和豐富的電力資源開工建設(shè)15萬t/a的電解錳企業(yè)，2013年已投產(chǎn)7.5萬t的年產(chǎn)能。

貴州能源礦業(yè)集團(tuán)與湖南科源科技實(shí)業(yè)有限公司合作組成貴州西南錳業(yè)集團(tuán)有限公司，建設(shè)煤—電—錳一體化循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū)，其電解錳產(chǎn)能將達(dá)到20萬t/a。

內(nèi)蒙赤峰市準(zhǔn)備利用本地豐富的煤、電、錳資源建設(shè)年產(chǎn)20萬t電解錳企業(yè)。

貴州聚星源錳業(yè)有限公司利用本地豐富的錳礦、水電、硫鐵礦資源建設(shè)了年產(chǎn)6萬t的電解錳廠。

以上10個(gè)企業(yè)在“十二五”期末總生產(chǎn)能力將達(dá)到236萬t/a，即目前國(guó)內(nèi)電解錳企業(yè)生產(chǎn)能力的總和，這也預(yù)示著中國(guó)電解錳行業(yè)正朝著集團(tuán)化、規(guī)?；较虿粩喟l(fā)展壯大。

3 錳礦石供應(yīng)向多元化發(fā)展

中國(guó)是錳制品(含電解錳、電解二氧化錳、硫酸錳、四氧化三錳及錳合金)的生產(chǎn)大國(guó)，但是錳礦資源儲(chǔ)量卻非常貧乏，中國(guó)錳礦資源儲(chǔ)量見表3。

表3 中國(guó)錳礦資源儲(chǔ)量 萬t

世界錳礦資源十分豐富，但分布極不平衡。陸地錳礦床主要集中在南非、烏克蘭、加蓬、巴西、澳大利亞和印度，這6個(gè)國(guó)家的錳礦石儲(chǔ)量占世界陸地總儲(chǔ)量的93%以上。我國(guó)錳礦石無法長(zhǎng)期支持錳加工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

許多電解錳企業(yè)的有識(shí)之士把目光放在高品質(zhì)的國(guó)外進(jìn)口礦上。2010-2011年我國(guó)進(jìn)口錳礦石1 296萬t，主要用于錳鐵合金及硅錳合金生產(chǎn)，很少用于電解錳的生產(chǎn)。如何將國(guó)外高品質(zhì)MnO2用于電解錳的生產(chǎn)成為各企業(yè)技術(shù)攻關(guān)的目標(biāo)。寧夏天元錳業(yè)有限公司攻克了進(jìn)口MnO2礦還原焙燒問題，使還原率達(dá)到95%以上，浸取率達(dá)到92%，產(chǎn)品直流電耗≤5 800 kW·h/t，單板產(chǎn)量(500 mm×666 mm)3.8 kg/片，金屬綜合回收率83%～84%，達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平，對(duì)進(jìn)口礦在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用起到了示范作用。

縱觀世界錳礦石市場(chǎng)，分為主流礦和非主流礦。主流礦掌握在世界礦業(yè)巨頭手中，如澳大利亞BHP、巴西礦、加蓬礦等。但近幾年非主流礦異軍突起，正搶占一部分市場(chǎng)份額(見表4)[2]，為我國(guó)錳礦石供應(yīng)的多元化創(chuàng)造了條件。

表4 2007-2013年錳礦石進(jìn)口狀況 萬t

我國(guó)的不少企業(yè)正在投資開發(fā)國(guó)外錳礦資源。寧波華州礦業(yè)投資有限公司投資加蓬貝萊山錳礦，該礦儲(chǔ)量MnO2為3 000萬t，計(jì)劃年產(chǎn)100萬t；中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司投資加蓬恩杰里錳礦，該礦儲(chǔ)量MnO2為3 000萬t，計(jì)劃年產(chǎn)100萬t；廣西大錳錳業(yè)有限公司投資南非北開普省錳礦，該區(qū)域氧化錳儲(chǔ)量6 000萬t，計(jì)劃年產(chǎn)100萬t；中國(guó)五礦集團(tuán)公司計(jì)劃投資對(duì)阿曼的錳礦資源進(jìn)行勘探和開采；湖北長(zhǎng)陽宏信實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司在烏克蘭的尼科波爾收購了總儲(chǔ)量達(dá)5億t的錳礦山，計(jì)劃進(jìn)行開采和生產(chǎn)電解錳。因此可以斷定電解錳的主要原料供應(yīng)必然向多元化發(fā)展，國(guó)內(nèi)礦、國(guó)外自己掌控的錳礦、國(guó)外主流礦、國(guó)外非主流礦多途并舉，從而打破國(guó)外礦業(yè)巨頭對(duì)錳礦石資源的壟斷。

4 發(fā)展趨勢(shì)與展望

4.1 大型機(jī)械化和自動(dòng)化

我國(guó)電解錳企業(yè)是靠資金密集型和勞動(dòng)密集型起步，也是靠不斷的技術(shù)進(jìn)步和廉價(jià)的勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)上相繼淘汰了日本和美國(guó)的幾家電解錳企業(yè)。隨著中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，設(shè)備大型化是發(fā)展趨勢(shì)。單一電解車間的產(chǎn)能由原來的幾千噸發(fā)展到現(xiàn)在的1～2萬t，甚至3萬t。隨之配套的是電解槽、陰極板、陽極板、壓濾機(jī)、化合槽、破碎、磨粉等大型設(shè)備。最新設(shè)計(jì)的化合槽容積為1 000 m3，由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)進(jìn)料，固液分離設(shè)備最大的達(dá)到了800 m2，陰陽極板的尺寸比原來擴(kuò)大1倍，隨之而來的是機(jī)械出槽、超聲波洗板、機(jī)械剝離等設(shè)備的研發(fā)，使勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高，勞動(dòng)條件不斷改善。

4.2 環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約

我國(guó)環(huán)保部和工信部已出臺(tái)一系列有關(guān)電解錳行業(yè)環(huán)境保護(hù)、清潔生產(chǎn)、準(zhǔn)入條件的文件和法規(guī)。這都是硬指標(biāo)，必須達(dá)到或限期達(dá)到，使工業(yè)“三廢”減量化、無害化、資源化。

減量化方面，寧夏天元錳業(yè)有限公司采用高品位的進(jìn)口MnO2礦(MnO2≥40%)、高品位碳酸錳礦(Mn 28%～30%)，產(chǎn)1 t電解錳的初壓渣量<2～4 t，而用國(guó)內(nèi)MnCO3礦石生產(chǎn)1 t電解錳產(chǎn)渣10 t，產(chǎn)生的渣量明顯減少。采用此法后化合過程無CO2氣體排出，減少了廢氣產(chǎn)生量。采用超聲波洗板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工洗板，減少用水量。

無害化處理方面，將原有一段除雜工藝變?yōu)榉侄纬s工藝。在化合工序中只除鐵不除重金屬，這樣在初壓渣中只有鐵和錳，而沒有銅、鈷、鎳、鋅等重金屬，為初壓渣的綜合利用打下了有利基礎(chǔ)。用硫化法對(duì)初壓后的溶液除金屬，得到重金屬硫化渣，再進(jìn)行資源化綜合利用，對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行分流分類處理。

資源化方面，電解錳生產(chǎn)中的初壓渣通過高溫煅燒，其分解出來的SO2用于生產(chǎn)硫酸，煅燒后的渣作為水泥熟料。重金屬硫化渣含Co 2%，Ni 1%，Cu 2%～4%等，送專業(yè)工廠提取Co、Ni、Cu?；虾碗娊廛囬g產(chǎn)生的硫酸霧及氨氣設(shè)有專門的收集處理裝置，收集處理后重復(fù)利用。除鉻、除錳的含氨、氮廢水用于廠區(qū)綠化。

4.3 創(chuàng) 新

中國(guó)不但是世界電解錳的生產(chǎn)中心，還是技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造中心。不但產(chǎn)能、產(chǎn)量是世界第1，而且電流效率、金屬回收率等技術(shù)指標(biāo)也是世界第1。我國(guó)電解錳行業(yè)的工作人員正在創(chuàng)新上下功夫，包括管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新，只有創(chuàng)新才能發(fā)展進(jìn)步。

在管理創(chuàng)新方面，寧夏天元錳業(yè)有限公司做到了管理科學(xué)化、制度化、數(shù)據(jù)化、程序化，現(xiàn)有的20萬t/a的電解錳生產(chǎn)線上，生產(chǎn)管理人員僅3人，生產(chǎn)井井有條，數(shù)據(jù)反饋及時(shí)。

在技術(shù)創(chuàng)新方面，目前中南大學(xué)冶金研究所“電解錳離子膜電解”已經(jīng)試驗(yàn)成功。在新的電解方法中，陽極區(qū)無錳離子，陽極板沒有MnO2生成，電解工序錳金屬回收率提高3%～5%，SeO2用量減少50%，清槽時(shí)間延長(zhǎng)1倍以上。為了提高電流效率，將恒流電解變?yōu)槊}沖電流電解已獲成功，電流效率提高3%以上[3]。此外添加劑技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等一系列技術(shù)創(chuàng)新已在研發(fā)推廣之中。另一項(xiàng)重大的技術(shù)創(chuàng)新正在研發(fā)之中，就是將現(xiàn)有的MnSO4-(NH4)2SO2-H2O系統(tǒng)的電解改變?yōu)镸nCl2-NH4Cl-H2O系統(tǒng)的電解，如果研發(fā)成功將使電解錳的直流電耗由現(xiàn)在的6 000 kW·h降至4 000 kW·h。

5 結(jié) 語

目前，電解錳產(chǎn)大于銷，生產(chǎn)能力過剩已是不爭(zhēng)的事實(shí)，因此今后同行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)也將更加激烈。一些不具備資源、能源、技術(shù)管理優(yōu)勢(shì)的企業(yè)將在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰，一些優(yōu)勢(shì)企業(yè)將做大做強(qiáng)。預(yù)計(jì)全國(guó)將面臨淘汰的電解錳產(chǎn)能在50%以上。

國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手目前只有南非的聯(lián)合金屬M(fèi)MC，他的生存得益于中國(guó)對(duì)電解錳出口征收20%的關(guān)稅。潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有法國(guó)科米洛在加蓬準(zhǔn)備建設(shè)2萬t/a產(chǎn)能的電解錳廠，香港亞州礦業(yè)在馬來西亞準(zhǔn)備建設(shè)5萬t/a產(chǎn)能的電解錳廠以及美國(guó)計(jì)劃建設(shè)5萬t/a產(chǎn)能的電解錳廠。

在國(guó)內(nèi)行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要是低碳錳鐵和硅錳合金，尤其是高硅硅錳。電解錳是含錳為99.8%以上的低雜質(zhì)含量(低磷、低硫、低碳)的金屬，在冶煉高級(jí)合金鋼以及200系不銹鋼等鋼種時(shí)幾乎是不可替代的。由于技術(shù)進(jìn)步，能耗越來越低，生產(chǎn)效率不斷提高，生產(chǎn)成本不斷降低，如果電解錳價(jià)格降至13 000元/t以下，完全可以取代部分微碳錳鐵及硅錳合金。

經(jīng)過多年的發(fā)展，電解錳行業(yè)已不是“兩高一資”(高能耗、高污染、資源型)行業(yè)，而是成為了一個(gè)環(huán)境友好、資源節(jié)約、管理有序、不斷壯大、不斷進(jìn)取的綠色生產(chǎn)行業(yè)。

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