電解錳渣無害化和資源化利用的現(xiàn)狀與對策

高 悝

（銅仁市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站（銅仁市核與輻射監(jiān)測站），貴州 銅仁 554300）

引言

錳渣即電解金屬錳浸出渣，錳渣中含有大量的硫酸錳、硫酸銨等可溶性硫酸鹽，還含有鋅、銅、鎳、鈷等金屬，成分復雜，處理難度大，如處理不慎，將造成嚴重的環(huán)境污染。推動電解錳渣無害化和資源綜合利用，既是改善生態(tài)環(huán)境的迫切需求，也是地方經濟增長必然要求，更是國家戰(zhàn)略資源安全的重要一環(huán)，實現(xiàn)錳渣的無害化和資源化十分必要，且勢在必行。

1 研究背景

近年來，電解錳的污染問題引發(fā)了一系列社會問題，成為國家和社會關注的熱點，而錳渣的治理處置又成為錳污染整治工作的大難題，成為懸在企業(yè)和政府頭上的一把利劍。以銅仁市為例，全市目前有存量錳渣1 600余萬立方米，且每年正以180萬噸左右的速度增長，都采用專用尾渣庫堆放的方式處理，每年約花費2 000～3 000萬元的資金投入，6～8年約需征1 200多畝地堆存錳渣，既占用了大量的土地資源，又增加了巨大的經營成本，還給生態(tài)環(huán)境帶來嚴重的污染隱患。同時，當地錳渣庫容量已接近飽和狀態(tài)，按現(xiàn)行環(huán)境保護政策規(guī)定，在不批準新建渣庫的情況下，一旦渣庫填滿，企業(yè)將無法繼續(xù)生產經營。近幾年，由錳渣衍生的環(huán)境污染問題，已成為生態(tài)環(huán)境保護的首要問題和制約錳產業(yè)的瓶頸，錳渣無害化資源化利用已迫在眉睫。

錳礦作為我國重要的戰(zhàn)略礦產資源，已被我國列為緊缺的戰(zhàn)略礦種之一，廣泛地應用于軍事工業(yè)、航天、能源、鋼鐵等各大領域，目前我國錳礦石采購對外依存度較高，已經成為錳礦石最大進口國。從國際戰(zhàn)略利益角度來講，錳礦作為國家戰(zhàn)略資源，事關國家戰(zhàn)略安全，必須從長遠考慮，防范于未然，牢牢把握戰(zhàn)略資源開發(fā)的主動權。

我國錳礦“富少貧多”、伴生礦物繁雜、顆粒微細等特征也使錳渣產量持續(xù)增加。根據《中國錳業(yè)》文獻報道，我國含錳廢渣的堆存量超過1億噸，同時每年新增量超過1 000萬噸[1]。我國大部分電解錳生產企業(yè)排放的錳壓濾廢渣仍舊以堆存為主，在長期的堆存過程中，不僅占用大量土地，而且對周圍環(huán)境產生了一定的影響。對電解錳渣進行無害化和資源化利用，則可從源頭上解決電解錳渣長期堆存所產生的環(huán)境問題[2-3]。如何實現(xiàn)錳渣的無害化和資源化，將錳渣回收并綜合利用起來，變廢為寶，最大限度地降低錳渣的危害，成為涉錳企業(yè)和屬地政府關注的焦點，也是我國電解金屬錳行業(yè)和生態(tài)環(huán)境保護領域積極探索與研究的熱點問題。

同時，根據國發(fā)〔2022〕2號《國務院關于支持貴州在新時代西部大開發(fā)上闖新路的意見》中提出的“實施磷、錳、赤泥、煤矸石污染專項治理，推動磷石膏、錳渣等無害化資源化利用技術攻關和工程應用示范”[4]，國家發(fā)改委等十部委聯(lián)合印發(fā)《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》中提出的“推動產業(yè)廢棄物循環(huán)利用，推動實現(xiàn)低碳目標，促進產業(yè)和園區(qū)綠色化、節(jié)能低碳化改造”，貴州省人民政府關于《貴州省國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出的“到2025年，工業(yè)固體廢棄物綜合利用率達到70%”的目標，對電解錳壓濾廢渣進行無害化處置及綜合利用可消納大量電解錳渣，變廢為寶，符合國家政策導向和貴州省發(fā)展規(guī)劃。

在這樣的背景下，推動錳渣資源化處理，無疑已成為錳循環(huán)經濟產業(yè)鏈中的重要組成部分，對地方經濟循環(huán)、資源的節(jié)約與利用、保護環(huán)境等具有積極的促進和示范作用，對于有效解決電解錳渣的環(huán)境壓力，支撐電解錳行業(yè)具有重要意義。

2 錳產業(yè)的總體情況

依托豐富的錳礦資源，銅仁市堅持新發(fā)展理念，加快推進傳統(tǒng)錳產業(yè)轉型升級，著力培育壯大錳新興產業(yè)，錳產業(yè)成為銅仁市經濟增長的重點支柱產業(yè)。初步探明，全市累計錳礦石資源儲量超過7.4億噸，居亞洲第一，遠景儲量可達10億噸，是世界上目前已探明儲量最大的錳礦基地，同時也是最大的錳礦石和電解錳生產基地。當前貴州電解錳的產能約45萬噸/年，約占全國總產能的20%～25%。

由于銅仁市錳礦石品位低，通常每噸金屬錳產生7～9噸電解錳渣，少數企業(yè)噸錳產渣量已超過10噸。目前僅松桃縣現(xiàn)有電解錳渣存量達1 600多萬噸，且年新增電解錳渣約180萬噸以上。松桃縣地處的“錳三角”地區(qū)近幾年成為全國最大、最密集的電解錳生產基地，由于早期粗放型的生產、規(guī)劃不合理、片面追求經濟增長、企業(yè)保護環(huán)境意識差等原因，導致錳行業(yè)在開采、加工生產過程中污染問題日益嚴重，對當地周邊生態(tài)環(huán)境造成了污染。大量電解錳壓濾廢渣露天堆集，占用大量土地，污染地下水和地表水，同時，堆放的渣壩造成潛在的安全隱患，加強錳渣無害化處置和綜合利用迫在眉睫。

3 錳渣處置工作的現(xiàn)狀

錳渣資源綜合利用，通過分選處理、固化處理、化學處理等技術，將有害成分從錳渣中分離出去，回收有價值的元素，并將廢棄無害物質加工制備各類工農業(yè)材料，不僅有效解決錳渣環(huán)境污染難題，二次資源利用還將帶來巨大的經濟社會效益。

近年來，銅仁市以錳渣減量化、清潔化、無害化、資源化為目標，積極與國內各大院校和專門機構合作，通過技術攻關，探索錳渣資源綜合利用，推動企業(yè)先行先試。（1）中科見地公司聯(lián)合貴州大學、北京科技大學、貴州省環(huán)境科學研究設計院申報的《電解錳渣無害化處理與資源化利用》獲得省級立項支持。貴州能礦錳業(yè)聯(lián)合貴州大學申報的《電解錳渣無害化及資源化綜合利用集成示范項目》獲得省級立項支持。（2）銅仁學院與松山湖材料實驗室簽到戰(zhàn)略合作協(xié)議，將共建錳系新型材料實驗室。（3）立項支持了《電解錳廢渣水洗處理技術及其工藝流程研究》《資源化利用錳渣制備電池用鎳鈷錳基礎材料》等市級項目，加大科技攻關力度。（4）“低品位碳酸錳礦錳渣全過程控制與資源化利用技術”列入科技部國家“十四五”重點研發(fā)計劃“循環(huán)經濟關鍵技術與裝備”重點專項資金，企業(yè)進行申報，銅仁市赴科技部進行匯報，金瑞新材料參與了該項目申報，并獲得立項支持。（5）引導支持企業(yè)通過“水法”“火法”“濕法+簡易火法”等科技攻關和成果轉化，特別是推動三和錳業(yè)公司進行火法煅燒處理錳渣技術的試驗以及應用，目前，三和錳業(yè)公司已與湖南建湘高科公司簽訂項目合作協(xié)議，共同出資建設100萬噸/年電解錳壓濾渣無害化資源化（火法）處置項目，該項目以電解錳渣等為主要原料，通過回轉窯高溫焙燒改性后，得到的膠凝材料可用作水泥摻合料、礦山填充料、免燒磚原料，同時將氨回收再利用。

4 存在的問題

4.1 錳污染防治歷史欠賬多，錳渣治理難度大

銅仁市松桃縣開采利用錳礦資源已有數十年歷史，在國家和省沒有相關規(guī)范標準出臺之前，涉錳行業(yè)生產比較粗放，形成了大小渣庫19個，總存渣量約920萬立方米，堆渣存量大。歷史遺留渣庫大多未建設防滲措施，即便是前幾年新建渣庫，由于防滲膜敷設工藝偏落后，均不同程度出現(xiàn)漏點，形成了“老賬未清，又欠新賬”的局面。由于治理技術和模式尚不十分成熟，加之受地方財政和企業(yè)投入資金的制約，錳渣庫污染治理難度還較大。

4.2 無害化、資源化技術不成熟，錳渣治理制約多

松桃縣礦石平均品位10～16%，廢渣產生排放量大，加之喀斯特地貌分布廣泛，巖溶發(fā)育、土壤滲透性強，水文地質條件復雜，渣場極易發(fā)生滲漏污染?，F(xiàn)有電解錳渣無害化處理工藝具有耗水量大、成本高、二次污染、渣量體積膨脹等一種或多種不足之處，難以在工業(yè)上實現(xiàn)低成本無害化處理，當前錳渣無害化處理及資源化利用還存在技術瓶頸，國內主要從事錳渣無害化處理及資源化綜合利用研究機構技術大多處于實驗階段，從實驗成果轉化到項目實際運用還需進行中試，成功后才能投入正式生產，技術成熟尚需一定時間。成本低、效果好的錳渣無害化資源化治理技術技術尚需進一步攻關，在短期內無法根治錳渣場污染問題。

4.3 錳渣制品生產難度大、成本高

錳渣無害化處理和資源化利用成本基本在50～80元/噸之間，而每生產一噸電解錳產渣量在8～10噸左右（含水分），實行錳渣無害化處理和資源化利用將直接增加生產成本800～1 000元。另外，銅仁市乃至全國雖探索多種錳渣無害化、資源化技術探索，但處理成本較高，利用途徑不多，市場對錳渣制品認可度不高，錳渣資源化利用仍然需要進一步研究總結。

4.4 錳渣制品的產品附加值低，有效輻射范圍小

目前錳渣主要應用在水泥活性材料、路基材料、墻體材料等基礎材料方面，產品單一，包裝要求不高，且產品生產規(guī)模小，未形成特色品牌，基本無附加值。同時，由于產品體積大，運輸成本較大，產品附加值不高，不適合長途運輸，只能就近利用。

4.5 缺乏科技創(chuàng)新平臺，技術力量薄弱

銅仁市科技水平落后，現(xiàn)有科研體系不成熟，難以引進一流優(yōu)秀人才落戶銅仁，現(xiàn)有人才體系、科研體系、產業(yè)體系等因素不成熟，難以支持錳產業(yè)向高附加值、高深度發(fā)展。人才、技術、信息短缺，導致錳渣無害化資源化工作難以進一步突破，加深了錳污染治理的難度和時間長度。

5 建議及對策

為加快推進電解錳渣無害化處理和資源化綜合利用進程，大力提倡循環(huán)工業(yè)，實現(xiàn)工業(yè)與社會、資源、環(huán)境的協(xié)調，促進電解錳行業(yè)對其它地區(qū)起到示范引領作用。

5.1 加強政策支持

（1）在省級層面設立錳渣無害化資源化重大研究課題，加大電解錳渣資源綜合利用科技攻關力度，化解錳產業(yè)瓶頸，重點研發(fā)和推廣電解錳渣無害化處置技術，電解錳渣生產水泥調凝劑、混合材、混凝土摻合料、新型墻體材料等綜合利用產業(yè)化技術。（2）建議省級層面設立錳系產業(yè)科技專項資金，支持銅仁錳渣處理無害化、處置資源化研發(fā)，加快攻克關鍵設備和技術難題。（3）向財政部、工信部、國家稅務總局等上級部門爭取支持，將“錳渣”納入《資源綜合利用產品和勞務增值稅優(yōu)惠目錄》，給予稅收優(yōu)惠，降低錳渣無害化處理和資源利用化成本。積極爭取國家提升進口國外錳礦關稅，平衡和支持國內錳資源開發(fā)；積極爭取對錳渣綜合利用企業(yè)給予資金扶持、補助。

5.2 加強項目支持

加大對錳渣無害化和資源化研究于應用的資金投入。省、市級部門主動指導松桃縣強化電解錳渣資源綜合利用項目儲備力度，積極協(xié)助申報納入中央項目庫，力爭獲得國家、省資金支持。

5.3 大力促成科技平臺落戶

（1）協(xié)調國家有關部委，參照中國科學院在江西省贛州市成立中國科學院贛江創(chuàng)新研究院的合作模式，在貴州松桃成立國家級錳研究中心，并在編制、科研經費等各類政策上給予大力支持。同時請中國科學院，國家發(fā)改委、工信部等部委派出專家組到松桃實地調研，對“中國錳研究中心”落戶進行考證。（2）協(xié)調爭取國內外錳產業(yè)研發(fā)的高校和研究機構在銅仁市設立學科、研究室或科研基地，加快建設支撐錳產業(yè)科技平臺。

5.4 出臺錳渣資源化利用標準

當前錳渣資源化利用主要是生產加工建材產品，建議省級有關部門牽頭制定出臺錳渣資源化利用相關標準，支持錳渣在建材、陶瓷、全價肥和微晶玻璃等行業(yè)產業(yè)化，進一步提高錳渣制品再利用水平。

5.5 參照磷石膏鼓勵政策執(zhí)行

目前貴州兩大工業(yè)固廢難題即磷石膏和錳渣。磷石膏配套有《貴州省磷石膏資源綜合利用資金管理辦法》，錳渣暫無相關政策，只有參照《貴州省磷石膏資源綜合利用資金管理辦法》，錳渣無害化處理和資源綜合利用才有動力，才能更有力推進錳渣無害化處理和資源綜合利用，有利于銅仁市新型功能材料產業(yè)高質量發(fā)展。

5.6 加大對錳渣制品的宣傳力度

（1）化解認識誤區(qū)，公眾普遍認為治理錳污染就是指治理錳元素的污染，單就錳元素而言，它是生物體必須的微量元素，對于人體來說，需要每天少量攝取以維持健康。根據現(xiàn)有的資料，一般也不把錳化合物看作含毒化合物，終身暴露于濃度為0.3毫克/升的錳不會引起任何不良反應。（2）政府公共部門在建設市政工程時優(yōu)先考慮錳渣制品建筑材料，設立錳渣制品材料建設示范點，并通過新聞媒介進一步加大錳渣制品宣傳力度，提高產品市場認可度。

5.7 成立專項基金，鼓勵錳渣的循環(huán)利用

建議政府向上爭取專項基金，并建立錳渣資源綜合利用扶持機制。在政府主導、市場化運作的前提下，一旦向上申請的稅收優(yōu)惠政策得以落實，可以考慮對相關企業(yè)價格和產量達不到收益平衡點時，適當給予一定的資金支持，進而提升企業(yè)從事錳渣資源綜合利用的主動性和積極性。

5.8 政府兜底保障，必要時自主運作錳渣循環(huán)經濟

錳渣處置關乎民生大計，如因收益問題造成市場響應不積極，在錳渣處置市場化運作失靈的情況下，建議政府將服務職能和市場資源配置的效能有機結合起來，兜底錳渣處置責任，利用國有平臺公司建立錳渣循環(huán)利用生產線，自主經營錳渣循環(huán)經濟，徹底解決當地錳渣處理的難題。

6 結語

錳渣資源綜合利用既是銅仁改善生態(tài)環(huán)境的迫切需求，也銅仁經濟建設的必然要求，更是國家戰(zhàn)略資源安全的重要一環(huán)。通過研究分析，企業(yè)自主實施錳渣資源綜合利用能效不足，還需要政府進一步發(fā)揮職能作用，在大力加強政策支持的同時，統(tǒng)籌整合各方要素配置，積極引導市場主體進行錳渣資源綜合利用，徹底解決電解錳渣處置難題。