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铋业新格局

2014-03-12

中国有色金属 2014年12期
关键词:火法年产量原料

我国是铋金属的资源、生产、出口和消费大国,近年来产业格局发生深刻变化,产能、产量快速增长,资源回收率稳步提高,清洁冶炼生产技术有新突破,有实力的企业开始向深加工领域进军。

资源分布与储量

据美国地质调查局资料显示,全球铋金属储量33万吨,略低于白银的40万吨。铋资源主要分布在中国、澳大利亚、秘鲁、墨西哥、玻利维亚、美国、加拿大和日本。铋年产量较小,近年来全球年产1.6万吨左右,少于白银每年2万吨的产量,属于稀有金属品种。

中国是铋金属资源大国,储量24万吨,约占全球总储量的70%以上,但铋很少形成单独的矿床,多数与钨、钼、锡、铜、铅、锌、铁等矿物共生。中国铋矿的主要产地在湖南、江西、广东、云南、内蒙古等地区,此外,福建、广西、青海、甘肃、新疆等地区也有少量的含铋伴生矿。

原料的主要来源

金属铋的生产分为粗炼和精炼两个阶段。通过对原料冶炼产出粗铋或铋合金,冶炼分火法和湿法两种。铋的火法熔炼适用于含铋较高的原料,主要设备是反射炉或回转炉。湿法提取适用于含铋较低,成分较复杂的原料。精炼是除去粗铋中杂质元素产出高纯度铋,分火法精炼和电解精炼,目前国内企业普遍采用火法精炼,金属铋冶炼生产技术不复杂,没有关键工艺及技术壁垒。

中国生产铋的原料主要有两大类,一类是来自选矿厂产出的铋精矿,一般含铋大于15%,有的甚至高达60%以上;另一类是来自铅、锌、铜、锡、钢铁冶炼的中间产品和副产品。

2.锌冶炼主要指以次氧化锌为原料生产锌锭、纳米氧化锌、硫酸锌等湿法冶炼过程中回收的海绵铋、氯氧铋以及低品味铋渣。

3.铜冶炼中的含铋物料主要是来自转炉电收尘烟尘和铅滤饼。国内一般采用鼓风炉还原成铅铋合金,再电解回收铋。

4.锡冶炼的含铋物料有两类,一类是从阳极泥回收铋,另一类是从真空炉分离锡铋合金。

5.钢铁厂冶炼生铁时,有的铁精粉含有少量的铋,约有80%的铋富集于高炉烟尘中,其余的铋与铁精粉中的铅一同被还原成铅铋合金,沉于炉底,在高炉排铅时回收。

生产工艺与流程

铋的生产是铋精矿和其他含铋物料,通过火法或湿法工艺最终产出含铋大于60%以上的粗铋。目前中国精炼铋工艺都是采用火法生产,通过如下工艺获得精铋。

1.熔析除铜,如果含铜高于5%,一般先熔析后加硫除铜。

2.氧化除砷锑,向铋液中鼓入压缩空气,砷锑优先氧化成渣。

3.碱性精炼除碲,加入1.5%~2%的固体碱,鼓入压缩空气搅动产生碲碱渣。

幼儿园阶段的行为规范要求总体较自由和生活化,刚性要求较少。如入园和离园的时间不硬性固定,上课可以在不影响秩序的情况下去喝水或上厕所。随着一入小学,规范要求一下从宽松到严格,不迟到不早退,上课不能随便说话、上厕所,这些变化必然给孩子造成一定的心理压力。

4.加锌除银,加入锌锭使银与锌反应形成锌金和锌银化合物,并以固体银锌壳的形态浮于铋液表面与铋分离。

5.氯化精炼,分为氯化除锌,氯化除铅两部分。向铋液中通入氯气,锌被首先氧化,产生白色氧化锌渣,继续通氯除铅,产生深灰色的氯化铅渣。

6.最终精炼,分为高温法和低温法。高温法是将铋量1%~2%的碱加入铋液,通入压缩空气在680摄氏度-720摄氏度高温精炼,以除去残留的铅、锌、氯,获得合格精铋。低温法是将温度控制在550摄氏度左右,精炼方法与高温法类似。

产量及生产企业

1952年,中国第一块铋锭诞生于沈阳冶炼厂;2004年,中国铋年产量突破8000吨;2007年,中国铋年产量过了万吨大关;2010年,中国铋年产量突破1.2万吨;2013年全球金属铋年产量估计在1.65万吨左右,其中,中国的产量大约为1.44万吨,占87%,国外产量2050吨,占12%,其中,墨西哥1100吨,占6.6%,比利时己停产,日本产量为450吨,韩国产量为400吨,各占全球的2.7%和2.4%,其他国家100吨,占比不到1%。

中国金属铋的生产企业有50余家(含副产品回收企业),主要分布在湖南、江西、云南等省。湖南金属铋冶炼企业年产量为8500吨左右,占全国总产量的59%,其中,隶属五矿系统有柿竹园有色公司、水口山有色集团、株冶等产量为1700吨左右,约占全国总产量的12%,永兴地区合计产量为3200吨,占22%,郴州、资兴、桂阳等地合计产量为3600吨,占25%,江西省境内三元、江钨、江铜等企业合计产量为3800吨,占26%,云南、河南、山西等1500吨,占10%,安徽和山东合计600吨,占4%(企业产量见表1)。

产业格局新变化

1.技术创新促清洁生产

传统的生产工艺是将铋精矿、海绵铋等含铋原料通过反射炉熔炼。反射炉以粉煤为燃烧原料,燃烧时产生大量二氧化碳和烟雾粉尘污染环境,同时还有耗能大,热效率低(一般只有15%~30%)等缺点。对环保节能提出越来越严格要求的今天,铋企业已开始对传统技术设备进行改造,采用清洁能源生产或其他新工艺替代或淘汰反射炉和鼓风炉等设备。其中,郴州市有两家冶炼厂正在停产改造,采用天然气替代燃煤用于反射炉熔炼。2013年,金旺铋业全球首创富氧侧吹炉熔炼新工艺生产铋,已正式投产,利用氧气代替燃煤,能耗低,产量大,取得了经济效益和社会效益双丰收。永兴县富康公司采用“真空蒸馏”炉工艺,能一次性有效分离合金中的铅、银、铋,提高冶炼除杂效率。这一系列的新工艺、新技术,势必会将中国金属铋产业的冶炼技术水平提升到一个新高度。

2.产能转移带来的新变化

原来在中国铋行业占有重要地位的一些冶炼企业完全退出市场或产量大幅度减少而影响力减弱。昆明云铜铋业曾经在2005年~2007年年产量达到1200吨,此后因为内部问题产量逐步下滑,2013年产量已不足300吨。湖南永兴大鑫公司曾经很多年铋产量稳居国内铋行业前三强,但因为老板经营转向,完全退出铋行业。另外湖南资兴市鑫辉铋厂、宜章县康进铋业因为环保问题彻底停产。但减少的这部分产能迅速被更多的新增产能弥补所掩盖。其中湖南宇腾有色、金旺铋业、红鹰铋业产量均大幅增长。

3.综合回收能力增强

表1 中国主要铋生产企业2013年产量单位:吨

近几年来,中国铋的综合回收技术取得了长足的进展,长期积压下来的低品位、成分复杂的含铋物料采用适用的技术也可以提取回收。其中,比较集中的铋综合回收基地就有湖南郴州、河南济源、云南个旧、广西河池等地区。

河南的豫光金铅从铅阳极泥回收粗铋,2010年开始生产精铋;辽宁葫芦岛锌业从铅和铜系统回收铋也取得了成功。近两年以来,开始生产精铋的企业还有山东的祥光铜业和恒邦冶炼,河南金利金铅、湖南华信有色、永兴县富康贵金属、桂阳银利多金属、湖南永兴意水集团等冶炼企业。

4.向深加工应用领域延伸

有实力的中国铋生产商积极向铋深加工应用领域延伸,并取得成效。金旺铋业2004年成立了全国第一家铋业研究所,每年投入巨额科研经费,超细氧化铋项目成功列入国家火炬计划。2005年与湖南有色研究院合作建成了硝酸铋等铋盐深加工生产线。2011年7月,金旺铋业成功收购云南云铜稀贵药业100%的股权,并严格按照新版GMP要求,建成药用铋盐系列原料生产线。公司拥有年产铋系列药用原料1000吨的生产能力。目前氧化铋年产量也达到了800吨,国内市场占有率达到30%以上。经过多年的深耕细作,金旺铋业大幅度提高产品的附加值,为不断延伸产业链奠定了坚实基础。

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