我國錳行業(yè)濕法產(chǎn)品發(fā)展趨勢

李維健

(南方錳業(yè)集團有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530028)

近期我國明確提出“加快形成以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局”的指導(dǎo)思想，錳行業(yè)發(fā)展將越來越被重視，國家政策的重視會體現(xiàn)于兩方面：①規(guī)范越來越嚴(yán)，即高質(zhì)量綠色發(fā)展越來越迫切，相對而言，企業(yè)面臨的壓力會越來越大，落后產(chǎn)能淘汰力度會越來越大，從而有效供給會趨緊；②國家會加大勘查的投入并形成有利于勘查的政策環(huán)境。

經(jīng)過我國科技人員長期不懈的努力，刻苦攻關(guān)，克服了我國低品位錳礦的缺點，探索出適合錳行業(yè)冶金產(chǎn)品的工藝和流程，保障了我國錳行業(yè)冶金產(chǎn)品的順利生產(chǎn)。

我國錳行業(yè)濕法主要產(chǎn)品有電解錳、電解二氧化錳、硫酸錳，都存在產(chǎn)能過剩的問題，需要政府相關(guān)部門與行業(yè)協(xié)會共同努力，嚴(yán)格控制產(chǎn)能。

1 我國錳行業(yè)濕法產(chǎn)品生產(chǎn)回顧

1.1 電解錳

中國電解錳行業(yè)已經(jīng)往成本優(yōu)勢明顯的地區(qū)發(fā)展，主要制約因素是電價、礦價、錳渣，目前電解錳生產(chǎn)主要集中在寧夏天元錳業(yè)集團有限公司(控股加納和澳大利亞的錳礦山)，其電價具有明顯的優(yōu)勢；廣西、新疆、湖南、重慶和貴州等自有錳礦的地區(qū)，礦價相對便宜。但電解錳市場仍然需要開拓，拓展其用途，如在特種鋼中的使用[1]等。

我國電解錳產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高，目前電解錳廠家由原來的200多家減少至現(xiàn)在的40多家。部分生產(chǎn)企業(yè)已初步實現(xiàn)了裝備大型化、自動化。2016—2020年我國電解錳產(chǎn)量見圖1。

圖1 2016—2020年我國電解錳產(chǎn)量

2021年來，新的設(shè)備、新工藝、新材料在電解錳行業(yè)得到不斷應(yīng)用，大大提高了生產(chǎn)效率,在線檢測機器人已在部分企業(yè)使用，自動出板機、新型可洗壓濾機、RPP電解槽等得到了大規(guī)模的應(yīng)用。隨著環(huán)保的要求不斷提高，清潔化生產(chǎn)的理念得到了廣泛認(rèn)可，無鉻鈍化劑已經(jīng)在行業(yè)中得到了普及；錳渣的減量化、資源化利用的研究工作不斷取得成功，在水泥、泡沫磚、錳肥等方面已經(jīng)得到了應(yīng)用，很快錳渣綜合利用將全面推廣并產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益[2]。

1.2 電解二氧化錳

電解二氧化錳在一次性電池領(lǐng)域剛需穩(wěn)增，隨著新能源電池快速發(fā)展，電解二氧化錳行業(yè)產(chǎn)能不斷擴大，產(chǎn)量大幅增長，錳酸鋰電池的良好前景推動電解二氧化錳、四氧化三錳等產(chǎn)品的進一步發(fā)展[3]。

2020年全球電解二氧化錳生產(chǎn)情況見表1，2008—2020年碳鋅級、堿錳級、錳酸鋰級產(chǎn)量見圖2。

表1 2020年全球電解二氧化錳生產(chǎn)情況

資料來源：鑫欏咨詢，鋰電前沿。

近年來，因礦源短缺問題，我國部分企業(yè)開始采用進口高品位氧化錳礦和本地氧化錳、碳酸錳結(jié)合生產(chǎn)的方式生產(chǎn)電解二氧化錳。高鐵氧化錳礦兩礦法生產(chǎn)已經(jīng)成熟，有利于降低生產(chǎn)成本。近年來，南方錳業(yè)集團匯元錳業(yè)公司異軍突起，以獨特的技術(shù)工藝(高鐵氧化錳礦兩礦法)生產(chǎn)出了產(chǎn)品，產(chǎn)品放電性能、性價比等方面具有明顯優(yōu)勢(均居國內(nèi)外行業(yè)的首位)，公司產(chǎn)品定價方面的主導(dǎo)地位和優(yōu)勢日益明顯。

在工藝和裝備方面，電解二氧化錳生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備也在不斷進步，新型電極得到了新的開發(fā)和應(yīng)用。近年來陽極除了采用鈦基、鈦錳基外，為進一步提高產(chǎn)品的品質(zhì)，降低產(chǎn)品的銅雜質(zhì)，生產(chǎn)企業(yè)開始采用陰極碳碳材料替代銅陰極，大大降低了銅含量。因此，碳碳材料陰極板將成為電解二氧化錳行業(yè)的發(fā)展方向，同時裝備向大型化、智能化方向發(fā)展。

隨著下游客戶對產(chǎn)品品質(zhì)的要求不斷提高，電解二氧化錳生產(chǎn)企業(yè)越來越重視產(chǎn)品品質(zhì)的提高，行業(yè)內(nèi)企業(yè)質(zhì)量管理體系不斷地完善，質(zhì)量管理水平也不斷提高。

1.3 硫酸錳

目前我國大部分企業(yè)采用兩礦一步法生產(chǎn)普通硫酸錳，只有個別廠家采用高溫焙燒法，兩者的區(qū)別是高溫焙燒法生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量上要優(yōu)于兩礦一步法。

最近幾年，在硫酸錳行業(yè)中新的工藝，新的設(shè)備，新的材料也得到應(yīng)用，如MVR、連續(xù)脫水設(shè)備、新型烘干機等得到廣泛應(yīng)用，大大提高了硫酸錳行業(yè)生產(chǎn)效率。

近些年來，我國硫酸錳行業(yè)發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，工廠規(guī)模越來越大，已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)能達20萬t/年的工廠；同時硫酸錳生產(chǎn)向具有成本優(yōu)勢的地方(如廣西)轉(zhuǎn)移；隨著新能源汽車的快速發(fā)展，用于三元材料的高純硫酸錳成為硫酸錳行業(yè)新的發(fā)展方向[4]。

2020年全球硫酸錳生產(chǎn)情況見表2，2011—2020年我國硫酸錳產(chǎn)量見圖3，2013—2020年我國高純硫酸錳產(chǎn)量見圖4。

表2 2020年全球硫酸錳產(chǎn)能情況

資料來源：鑫欏咨詢，前瞻網(wǎng)。

資料來源：鑫欏咨詢，前瞻網(wǎng)。

在環(huán)保方面，高鐵錳礦產(chǎn)生的錳渣，因其錳渣含鐵量高，適用于水泥行業(yè)使用，因此部分企業(yè)已經(jīng)對錳渣進行初步處理直接送往水泥廠用作水泥的原料，減少了渣場的需求，減小了環(huán)保的壓力，對環(huán)保治理意義重大。

另外，因錳渣中除了錳以外，還有其他有價金屬，如鈷、鎳、鐵等，通過各種不同的處理方法，回收其中的有價金屬，使錳渣得到綜合利用，產(chǎn)生經(jīng)濟價值[5]。

2 我國錳行業(yè)濕法產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

隨著環(huán)保意識的加強，“綠色礦山”的建設(shè)將是電解錳生產(chǎn)及錳礦開采必需的基本條件。同時技術(shù)創(chuàng)新、新技術(shù)、新工藝的推廣將成為錳濕法冶金行業(yè)的趨勢，如“新型充填采礦工藝”、“廢水、廢渣零排的工藝”、“低品位錳礦回收”技術(shù)、“智能化、無人化”采礦裝備技術(shù)、錳渣“減量化、資源化”等將在行業(yè)內(nèi)逐步推廣，整個行業(yè)發(fā)展水平在數(shù)年內(nèi)會得到質(zhì)的飛躍。

由于我國錳礦資源需求的擴大，而我國的錳礦資源不能滿足生產(chǎn)的需求，進口錳礦成為國內(nèi)電解二氧化錳、硫酸錳生產(chǎn)商的主要原料，而高位錳價給生產(chǎn)成本帶來巨大的壓力。國內(nèi)錳礦權(quán)的減少和開采限制加劇了濕法冶金類的原料短缺，給數(shù)個行業(yè)的安全保障帶來隱患。

隨著社會的發(fā)展，人們對硫酸錳產(chǎn)品的認(rèn)識和利用愈發(fā)廣闊和深入，質(zhì)量需求也越來越高，需求量也越來越大。隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，未來農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)對飼料級硫酸錳的需求將呈增長態(tài)勢。隨著新能源汽車的蓬勃發(fā)展，用于三元材料的高純硫酸錳需求越來越大，高純硫酸錳必定成為各生產(chǎn)企業(yè)競爭的主要錳產(chǎn)品之一。

錳酸鋰級電解二氧化錳產(chǎn)品持續(xù)擴大給行業(yè)帶來了發(fā)展契機，但高價位的錳礦價格和電力成本壓縮了電解二氧化錳行業(yè)的營利空間，環(huán)保要求和原料供應(yīng)擠壓著行業(yè)的生存空間。唯有占據(jù)錳礦資源才是生產(chǎn)型企業(yè)的巨大優(yōu)勢所在，也會逐漸引導(dǎo)市場往高端產(chǎn)品方向發(fā)展。

未來濕法冶金產(chǎn)品都往低成本、自動化、智能化方向發(fā)展，因此行業(yè)必須高度重視濕法冶金產(chǎn)品的應(yīng)用拓展，如電解錳除了用于200系不銹鋼外，將會在304不銹鋼等產(chǎn)品中提高錳含量，配合下游鋼廠開發(fā)特鋼領(lǐng)域的細(xì)分產(chǎn)品等。提高電解二氧化錳品質(zhì)、降低成本，配合錳酸鋰電池的成本控制及市場份額的拓展，提高高純硫酸錳在三元材料中的應(yīng)用等。行業(yè)協(xié)會要加大應(yīng)用領(lǐng)域的擴張，全方位提高錳產(chǎn)品的應(yīng)用市場需求，消化產(chǎn)能，促進發(fā)展。

錳渣的處理將得到徹底的解決，目前已經(jīng)在水泥、發(fā)泡磚、錳肥等方面取得了初步成功，見圖5～7。

圖5 用電解二氧化錳壓濾渣制成的發(fā)泡磚

圖6 用電解二氧化錳煅燒后制成的泡沫磚

圖7 金屬錳壓濾渣煅燒后制成的泡沫磚

廢水處理已經(jīng)基本解決,目前電解錳行業(yè)都開展了氨氮廢水處理的工作(采用吹脫+氣態(tài)膜相結(jié)合的工藝)，見圖8～9，做到了清潔排放的要求。錳行業(yè)濕法冶金產(chǎn)品的加工將會往綠色環(huán)保的方向健康發(fā)展。

圖8 吹脫裝置

3 結(jié) 語

資源是有限的，我們必須珍惜我們的資源，倡導(dǎo)綠色發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)升級。打造花園式工廠，讓產(chǎn)業(yè)工人在舒適的環(huán)境中安心地工作，行業(yè)要成立綠色聯(lián)盟，養(yǎng)成守護綠水青山的意識，保護環(huán)境，使行業(yè)能夠健康發(fā)展。

圖9 氣態(tài)膜裝置