對我國硫鐵礦資源開發(fā)及利用的思考

任海兵

(中國礦業(yè)大學 礦業(yè)工程學院，江蘇 徐州 221008)

1 我國硫鐵礦開發(fā)利用現(xiàn)狀與展望

1.1 我國硫鐵礦開發(fā)利用情況

長期以來，我國生產(chǎn)硫酸的原料一直以硫鐵礦為主，這是由我國硫資源的特點所決定的。而我國75%以上的硫酸是用來生產(chǎn)化肥的，可以說硫鐵礦工業(yè)在滿足化肥生產(chǎn)的需求方面功不可沒。從20世紀90年代到2l世紀初期，我國硫酸產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)基本形成了硫鐵礦制酸、硫磺制酸和冶煉煙氣制酸三分天下的格局。我國的硫酸產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，新中國成立的前50年，是以我國自有硫資源硫鐵礦制酸占主導地位，例如1995年我國硫鐵礦制酸占硫酸總產(chǎn)量的82.1%，達到了硫鐵礦制酸在硫酸產(chǎn)量所占比例的巔峰。2001年我國硫鐵礦制酸仍占硫酸總產(chǎn)量的44.4%，比1995年硫鐵礦制酸產(chǎn)量14590kt減少了2225kt，所占比例下降了37.7個百分點；2007年硫鐵礦制酸比例僅占29.4%。我國硫酸工業(yè)以自有硫資源硫鐵礦制酸為主，逐漸演變?yōu)橐赃M口硫資源硫磺制酸為主的新格局。[1]

1.2 硫鐵礦制酸的形勢分析

我國的硫酸企業(yè)利用世界硫資源發(fā)展我國硫酸工業(yè)，并不斷改變著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的布局。由于硫磺制酸有諸多優(yōu)點，并且滿足國家節(jié)能減排的要求，因此我國硫磺制酸發(fā)展勢頭仍然強勁。根據(jù)全球硫磺供需分析及預測，2009年以后的數(shù)年里硫磺供應不存在問題，因此硫磺制酸比例很可能超過50%。我國硫鐵礦制酸比例有可能繼續(xù)下降。未來幾年我國硫酸工業(yè)的發(fā)展進程中，硫磺制酸有可能進一步主宰行業(yè)發(fā)展并影響硫酸市場價格。當前，硫鐵礦生產(chǎn)遇到了前所未有的困難，需求量和產(chǎn)量大幅度下降，除資源條件較好或伴有多金屬的硫鐵礦企業(yè)能維持生產(chǎn)經(jīng)營外，部分中小硫鐵礦企業(yè)已被迫停產(chǎn)或破產(chǎn)。

1.3 我國硫鐵礦開發(fā)利用的策略分析

雖然我國的硫鐵礦工業(yè)近年來面臨諸多困難而呈萎縮之勢，但隨著我國磷復肥的發(fā)展，硫鐵礦工業(yè)也面臨許多發(fā)展的機遇。

根據(jù)農(nóng)業(yè)部提出的2010～2020年的化肥需求，依照硫鐵礦制酸(35%)、硫磺制酸(35%)和煙氣回收制酸(30%)以1∶1∶0.86的比例預測，我國2010年和2020年硫酸生產(chǎn)需要硫鐵礦分別為1 600萬t和1 950萬t。根據(jù)硫鐵礦、伴生硫和已開發(fā)利用的硫生產(chǎn)能力，考慮到未來我國有色金屬工業(yè)的發(fā)展，各種硫資源規(guī)劃產(chǎn)量和需求量相比均有一定缺口，而且可供規(guī)劃建設的硫資源缺乏。[2]

誠然硫磺是最佳的制酸原料。然而我國硫磺制酸原料主要依賴進口，適當利用世界硫磺資源，可積極促進我國硫酸工業(yè)的發(fā)展，滿足不斷增長的硫酸需求。但硫酸價格受國際硫酸市場供需關系、海運費用等影響較大，過度依賴進口硫磺，必將影響我國硫酸工業(yè)的“安全”。[3]

硫鐵礦是我國的自有資源，應該合理使用，硫鐵礦制酸能夠補充冶煉煙氣制酸(這是環(huán)保要求必產(chǎn)的酸)和硫磺制酸(利用世界硫磺資源)之外不足的部分，起到調(diào)節(jié)制衡的作用。所以硫鐵礦制酸仍要繼續(xù)搞好、繼續(xù)進步、繼續(xù)發(fā)展，這主要不是表現(xiàn)在數(shù)量上，而是質(zhì)量上，向更具競爭力的方向發(fā)展。[4]

因此，盡管硫鐵礦制酸產(chǎn)量占硫酸總產(chǎn)量的比重仍在繼續(xù)下降，但硫鐵礦仍然是化肥工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要原材料，硫鐵礦的綜合開發(fā)利用前景看好。硫鐵礦的開發(fā)利用不能簡單地只是采選和制酸，而應當在硫鐵礦富產(chǎn)地就近進行硫鐵礦制酸，發(fā)展硫基循環(huán)產(chǎn)業(yè)，形成循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，促進礦產(chǎn)地的經(jīng)濟、社會和環(huán)境的和諧發(fā)展。

2 硫鐵礦綜合開發(fā)利用方法

2.1 硫鐵礦開發(fā)利用的特點

硫鐵礦氧化焙燒1t硫酸,即可產(chǎn)生0.8～0.9t的燒渣，若不進行處理利用，不僅浪費資源，還會占用大量土地，對土壤、水體及大氣造成不同程度的污染。生產(chǎn)硫酸時，硫鐵礦中的硫被提取利用，鐵及其他元素轉(zhuǎn)入燒渣中，因此燒渣可作為煉鐵、提取有色金屬或制造建筑材料的主要資源，還可以利用燒渣中富含的鐵生產(chǎn)無機化工產(chǎn)品。[5]

硫鐵礦最大的特點，就是主要含有硫和鐵兩種資源，只要充分綜合循環(huán)利用這兩種主要資源和所含有的其他元素，完全可以超越硫磺制酸在成本和環(huán)保等方面的優(yōu)勢。

2.2 硫鐵礦綜合開發(fā)利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈

硫鐵礦綜合開發(fā)利用，應當以硫鐵礦制備的硫酸為重要的化工原料，發(fā)展硫基循環(huán)產(chǎn)業(yè)。同時綜合回收利用硫鐵礦和其他諸如鐵礦等采選形成的廢石和尾礦以及硫酸燒渣，建立采掘產(chǎn)業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)和建材產(chǎn)業(yè)等相融合的大循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

由于金融危機的影響，國際國內(nèi)的硫酸價格大幅下跌，而且在一個較長時期，硫酸的需求量也將處在較低的水平，再加上硫酸的原料中，硫磺制酸具有相對優(yōu)勢。硫鐵礦所占的比例有越來越小的趨勢，因此單純地開發(fā)硫鐵礦用于制造硫酸作為最終產(chǎn)品進行銷售的模式是不可取的，而應將硫鐵礦制得的硫酸作為硫基化工生產(chǎn)和其他工業(yè)生產(chǎn)的中間原料，同時結(jié)合開發(fā)利用其他礦產(chǎn)資源就地利用和消化掉。這樣不僅能夠節(jié)約大量運輸成本，也有利于形成硫基循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，綜合利用資源，大幅提高資源利用率，最大限度地減少對環(huán)境的影響，從而最終實現(xiàn)完整、成熟的硫基循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，促進地方經(jīng)濟、社會和環(huán)境的和諧發(fā)展。

硫基循環(huán)工業(yè)可以發(fā)展硫鐵礦、硫酸、化肥和鈦白粉等硫酸延伸產(chǎn)品和鐵系產(chǎn)品，從而形成硫鐵礦-硫酸-化肥和硫鐵礦-硫酸-硫酸延伸產(chǎn)品-鐵系產(chǎn)品等為主鏈的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。由于硫鐵礦和硫酸的運距大大縮短，如若硫鐵礦產(chǎn)地附近又有豐富的鐵礦、銅礦、石膏、明礬石等礦產(chǎn)資源，礦石采選和制備硫酸副產(chǎn)的蒸汽、余熱等進行循環(huán)利用，廢石和尾礦的就近進行綜合回收利用，使得資源和能源得到較充分的綜合循環(huán)利用，綜合經(jīng)濟效益將會非常顯著。

3 硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈建設的原則方法與建議

3.1 硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈實施原則

(1)統(tǒng)一部署，有層次地逐步推進。整個硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈不可能一蹴而就，應當有層次有順序地逐步建立和完善。首先應該建立硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的主鏈，即硫鐵礦采選-制備硫酸-化肥生產(chǎn)-尾礦、廢石和燒渣的處理這一鏈條。在這一鏈條中，尾礦、廢石和燒渣的處理在建設產(chǎn)業(yè)鏈的初期可以是比較簡單的加工利用，隨著產(chǎn)業(yè)鏈的逐步建設，接下來就是進一步的精深加工和綜合利用，生產(chǎn)科技含量和附加值比較高的硫酸延伸產(chǎn)品和鐵系產(chǎn)品，同時綜合回收尾礦、廢石和燒渣的有用元素，并且全面徹底地處理利用排放物。最終建成經(jīng)濟、社會和生態(tài)綜合效益俱佳的硫鐵礦綜合開發(fā)利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

(2)需要較多原材料的中上游產(chǎn)品應盡量布局在硫鐵礦產(chǎn)地附近。這主要是出于節(jié)省運輸成本，發(fā)展當?shù)亟?jīng)濟，充分利用當?shù)亓畠r勞動力、減少對城市環(huán)境不利影響等因素的考慮。

(3)對于科技含量高、附加值高的產(chǎn)品，可以布局在市區(qū)或其他城市附近。這樣能夠充分利用市區(qū)的資金、技術、人才和較完善的基礎設施等相對優(yōu)勢。

(4)硫鐵礦或硫精砂制備的硫酸盡量通過硫基化工產(chǎn)業(yè)消化掉，實現(xiàn)硫酸這種重要化工原料的就地消化，發(fā)展硫基產(chǎn)業(yè)鏈。

(5)在招商引資過程中要注意吸引那些技術資金雄厚的知名大企業(yè)。綜合性大企業(yè)將憑借雄厚的技術和資金實力能夠同時投資建設一系列項目，很快就能形成循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的一個鏈條，從而促進循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈更好更快的建設。同時也將有助于加快技術改造和創(chuàng)新，加快引進國外先進技術和設備，加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和市場結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品檔次和競爭力。

(6)對于綜合利用和處理排放物的的企業(yè)給予大力的扶持和鼓勵政策及措施。一些處理廢酸、廢水、廢氣、廢渣等的企業(yè)和項目投資的經(jīng)濟效益相對不高，但是對于整個循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈能夠?qū)崿F(xiàn)真正的循環(huán)從而實現(xiàn)零污染具有重要作用，對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟、社會和生態(tài)綜合效益具有重大貢獻。

3.2 建設硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的主要方法步驟

(1)選擇合適的工業(yè)園區(qū)

工業(yè)園區(qū)應當選擇具備交通便利、臨近硫鐵礦等礦產(chǎn)資源、具有較豐富的人力資源等條件的區(qū)域。硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的一些精深加工和高科技產(chǎn)品項目可以選擇臨近市區(qū)和其他城市的工業(yè)園區(qū)投資建設，這樣能有效地依托市區(qū)和其他城市的經(jīng)濟和工業(yè)基礎，可充分利用城市的項目、資金、技術和人才等資源。

(2)進行招商引資

要依據(jù)規(guī)劃的硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，首先對于主鏈條相關的產(chǎn)品項目進行詳細規(guī)劃并進行招商引資。

(3)逐步建立和完善基礎設施

園區(qū)的基礎設施建設可以和招商引資結(jié)合起來，根據(jù)招商引資項目建設的需要來進行基礎設施建設，這樣能夠有利于籌措資金，更好更快地針對工業(yè)生產(chǎn)實際需要進行基礎設施建設。

(4)有重點有步驟地建立產(chǎn)業(yè)鏈各個鏈條和鏈節(jié)點

硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈各個鏈節(jié)點之間相互依存、相互需要，尤其是主鏈條上的各鏈節(jié)點。為了避免“斷鏈”現(xiàn)象，主鏈條上的鏈節(jié)點項目應同步規(guī)劃和招商及投資建設。因此，在招商引資過程中，要盡可能吸引實力雄厚的綜合性企業(yè)進行系列項目投資建設。為了盡快實施硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的下游鏈條，必須盡快建設上游的主干鏈條即硫鐵礦采選—制酸—化肥生產(chǎn)鏈條。

(5)完善已經(jīng)建立起來的產(chǎn)業(yè)鏈，消除薄弱環(huán)節(jié)

硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的主干鏈條建設完成后，接下來要把主干鏈條繼續(xù)延伸和擴展，進一步開發(fā)硫酸的下游延伸產(chǎn)品，開發(fā)高科技含量的鐵氧體材料，綜合回收利用尾礦和燒渣中的有益元素、處理和循環(huán)利用廢酸、廢水、廢石和廢渣，基本實現(xiàn)零排放和零污染，最終形成一個完整和成熟的硫鐵礦綜合開發(fā)利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

(6)把硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈與其他產(chǎn)業(yè)鏈有機結(jié)合，建立更大規(guī)模的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈集群

在開發(fā)硫酸的延伸產(chǎn)品以及處理和循環(huán)利用廢酸、廢水、廢石和廢渣的過程中，需要與其他產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，需要其他的礦產(chǎn)資源作為原料，因此需要做好硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈中與其他礦產(chǎn)資源和其他產(chǎn)業(yè)鏈交叉的關聯(lián)項目的規(guī)劃和建設工作，最終建立一個循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈集群。

3.3 建設硫基產(chǎn)業(yè)鏈需要注意的環(huán)節(jié)與建議

(1)政府應想方設法幫助和支持企業(yè)研究拓展硫鐵礦開發(fā)利用循環(huán)鏈條中各種產(chǎn)品的市場尤其是副產(chǎn)物精深加工產(chǎn)品的市場。在當前全球金融危機的背景下，采取多種優(yōu)惠政策幫助企業(yè)渡過困難時期，并為金融危機后新一輪的經(jīng)濟繁榮期做好準備，幫助企業(yè)進行技術改造和升級，謀劃和準備新項目。

(2)政府應當進行大力扶持、鼓勵和引導企業(yè)建立符合循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈要求的多鏈條硫鐵礦開發(fā)利用項目，鼓勵和扶持發(fā)展硫鐵礦精深加工和系列化產(chǎn)品的企業(yè)。

(3)進一步研究論證更科學合理的硫鐵礦開采工藝。對于埋藏條件等較適合采用露天開采方式進行開采的硫鐵礦，要鼓勵和引導企業(yè)進行露天開采，限制使用井下開采，從而最大限度地提高資源開采率。

為確保硫鐵礦綜合開發(fā)利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的建設順利進行，建議以下的保障措施：①硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈設計是硫鐵礦綜合開發(fā)利用全局性總體規(guī)劃設計，盡可能地歸納硫鐵礦綜合開發(fā)利用的所有方向，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，為政府從統(tǒng)籌全局的角度制定科學合理的產(chǎn)業(yè)政策、進一步組織有關行業(yè)領域?qū)＜疫M行產(chǎn)業(yè)規(guī)劃提供參考。由于硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈涉及化工、建材、水泥、新材料、機械電子等多個行業(yè)，需要由相應行業(yè)領域的專家進行更進一步的論證、規(guī)劃和設計。②要考慮硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的可靠性問題，避免因為某個鏈條出現(xiàn)問題而影響整個產(chǎn)業(yè)鏈的循環(huán)運作。要保證鏈條節(jié)點的可靠性，就要保證鏈條節(jié)點上是資金、技術和管理方面都非常有實力的大中型企業(yè)，并且最好是兩個或兩個以上的企業(yè)。應當重點關注產(chǎn)業(yè)鏈中的瓶頸環(huán)節(jié)項目，想方設法促成這些瓶頸環(huán)節(jié)項目，避免循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈斷鏈問題出現(xiàn)。③為了更好地發(fā)展循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)各循環(huán)鏈項目的對接，應當對循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈實施地區(qū)所有生產(chǎn)企業(yè)廢物種類、數(shù)量進行詳細的清查和登記，便于固體廢物產(chǎn)生企業(yè)找到買家。同時便于買家找到可再循環(huán)利用的原料，為企業(yè)搭建起資源共享的信息平臺，實現(xiàn)資源利用最大化，最終實現(xiàn)穩(wěn)定成熟的硫鐵礦循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。④把循環(huán)經(jīng)濟試點企業(yè)的相關重點項目列為國家國債資金重點支持項目，認真做好爭取國家和省政策資金扶持工作。⑤對按國家批準要求生產(chǎn)的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)品免征增值稅、印花稅和所得稅，并允許將免征增值稅的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)品所耗原材料的進項稅額作為非循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)品銷項稅額抵扣，并列入享受國家鐵路優(yōu)惠運價貨物范疇。對循環(huán)經(jīng)濟試點企業(yè)給予環(huán)保專項資金的支持，用于環(huán)保設施的投入和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。⑥對已經(jīng)建立起來的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，要未雨綢繆，進行更長遠的考慮，有些城市的礦產(chǎn)資源很豐富，但是總有開發(fā)利用耗竭殆盡的時候，要考慮資源耗竭以后產(chǎn)業(yè)如何繼續(xù)發(fā)展和升級的對策。

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