石棉尾礦是石棉礦采選過(guò)程排棄的尾石,因含有石棉短纖維及重屬等而被列入危險(xiǎn)固廢。同時(shí),由于石棉尾礦的主要化學(xué)組成為硅、鎂、鐵、鋁及鎳、鈷等,因此又具有一定的利用價(jià)值。近幾年來(lái),隨著環(huán)保法規(guī)的日臻完善和環(huán)保要求的日益提高,對(duì)石棉尾礦的資源化利用引起了有關(guān)方面的高度重視。一些院校,如合肥工業(yè)大學(xué)、西南科技大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)等做為教學(xué)題材紛紛進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性研究;一些科研院所,如南陽(yáng)東方應(yīng)用化工研究所等本照環(huán)保、高效、實(shí)用的原則開(kāi)展了石棉尾礦綜合利用工業(yè)技術(shù)的研究,并獲得了實(shí)質(zhì)性成果;一些企業(yè),如內(nèi)蒙古中晃集團(tuán)、甘肅省阿克賽富利達(dá)公司等也分別采用不同技術(shù)路線進(jìn)行了一些初步的工業(yè)化償試;一些礦區(qū)所在地政府對(duì)石棉尾礦的綜合利用進(jìn)行了宏大規(guī)劃和可行性研究,如甘肅省阿克賽縣政府公布了年處理1000萬(wàn)噸石棉尾礦綜合利用項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃,西寧特鋼對(duì)年處理10萬(wàn)噸石棉尾礦綜合利用建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行了中試研究和小型工業(yè)化生產(chǎn)驗(yàn)證,同時(shí)又以試產(chǎn)所得產(chǎn)品進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)二年的市場(chǎng)調(diào)研,以上述工作所獲成果為依據(jù)進(jìn)行了可行性論證和項(xiàng)目規(guī)劃等??傊?,投資建設(shè)石棉尾礦資源化綜合利用項(xiàng)目符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,己為社會(huì)各界所關(guān)注。
石棉尾礦是一種有利用價(jià)值工業(yè)固廢。對(duì)其利用符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、有利于改善生態(tài)環(huán)境、能夠創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。但是,在研究、決策投資建設(shè)石棉尾礦資源化綜合利用項(xiàng)目時(shí),要持一個(gè)冷靜、認(rèn)真、負(fù)責(zé)和實(shí)事求是的態(tài)度,不僅要考慮其可行性一面,更要考慮其風(fēng)險(xiǎn)一面。只考慮可行性而對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素視而不見(jiàn)或刻意掩蓋,必將導(dǎo)致論證及評(píng)審結(jié)論失真,造成投資失誤。筆者長(zhǎng)期致力于石棉尾礦綜合利用的研究,此就石棉尾礦綜合利用所存在的風(fēng)險(xiǎn)談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)。
1、決策風(fēng)險(xiǎn)
決策風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生于決策依據(jù),決策依據(jù)的可靠性直接決定著決策風(fēng)險(xiǎn)程度的大小。要規(guī)避或降低決策風(fēng)險(xiǎn)就必須高度重視對(duì)決策依據(jù)可靠性的調(diào)研與考察,這是一項(xiàng)事關(guān)建設(shè)項(xiàng)目安全的基礎(chǔ)性工作。就石棉尾礦綜合利用建設(shè)項(xiàng)目而言,決策依據(jù)包括尾礦存量、化學(xué)與物相組成、服務(wù)年限,產(chǎn)品方向,產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)前景預(yù)測(cè),技術(shù)來(lái)源、技術(shù)可靠性、成熟性驗(yàn)證與比選,技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性考察、論證與比選,其它還有原材料、能源動(dòng)力來(lái)源及可供資源量調(diào)研,運(yùn)輸條件調(diào)研,項(xiàng)目建設(shè)地環(huán)境條件及基礎(chǔ)設(shè)施分析等基礎(chǔ)性信息。所述基礎(chǔ)性信息的準(zhǔn)確性決定著決策依據(jù)的可靠性。如果把項(xiàng)目決策建立在缺泛可靠性決策依據(jù)的基礎(chǔ)之上,進(jìn)行一些為滿足政績(jī)需要或作為宣傳噱頭而做的、具有明顯假、大、空特征的規(guī)劃,甚至脫離實(shí)際,數(shù)據(jù)憑理論推導(dǎo)估算,只闡述可行性,不關(guān)注風(fēng)險(xiǎn)性,甚至刻意掩蔽風(fēng)險(xiǎn)的所謂可行性論證,以及按組織者意圖作結(jié)論的所謂的評(píng)審結(jié)果,只能誤導(dǎo)投資者并給投資者帶來(lái)巨大的投資風(fēng)險(xiǎn),對(duì)石棉尾礦資源化綜利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展沒(méi)有任何益處。
一些投資者在有關(guān)決策依據(jù)可靠性的考察與論證方面做得就比較扎實(shí)。如西寧特鋼,他們擬利用茫涯石棉尾礦投資建設(shè)綜合利用項(xiàng)目,進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)三年的技術(shù)調(diào)研與甄選,并根據(jù)調(diào)研結(jié)果將擬建規(guī)模由初期的100萬(wàn)t/年壓縮為30萬(wàn)t/年。期間,在確認(rèn)產(chǎn)品方向、技術(shù)路線的基礎(chǔ)上,又耗資百萬(wàn)進(jìn)行了工業(yè)化試產(chǎn)驗(yàn)證。他們還組織專職團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了為期二年的配套資源及產(chǎn)品市場(chǎng)調(diào)研。以試產(chǎn)驗(yàn)證所獲笫一手資料、配套資源及產(chǎn)品市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行了可行性研究和專家評(píng)審。由于工作做得扎實(shí),因此所做決策符合實(shí)際情況,具有較高的可靠性,由此最大限度地規(guī)避了來(lái)自于決策程序的風(fēng)險(xiǎn)。
2、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)
技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自所采用技術(shù)路線的成熟性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品與市場(chǎng)需求之間的適用性。
近幾年來(lái),涉及石棉尾礦綜合利用技術(shù)的研究活動(dòng)較為活躍,發(fā)表了一些論文,公開(kāi)了一些專利,所有這些為后續(xù)研究奠定了一定基礎(chǔ)。然而,縱觀已報(bào)道的文獻(xiàn)、專利,筆者認(rèn)為,目前的研究成果距工業(yè)化應(yīng)用尚有不小的距離,其原因,一是已發(fā)表的論文大部分系教研成果,充其量是課堂技術(shù)或?qū)嶒?yàn)室技術(shù),而且數(shù)據(jù)的真實(shí)性也值得懷疑。尤其是在學(xué)術(shù)腐敗盛行的今天,數(shù)據(jù)造假、論文抄襲、論文拼湊、論文代撰現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。二是大部分研究成果處于實(shí)驗(yàn)室階段,沒(méi)有進(jìn)行中試研究和進(jìn)一步的工業(yè)化放大生產(chǎn)試驗(yàn),不具備工業(yè)化可行性。三是有些單位、個(gè)人為了團(tuán)體及個(gè)人利益對(duì)所謂的研究成果進(jìn)行不負(fù)責(zé)任的夸大宣傳,制造轟動(dòng)效應(yīng)。四是一些論文、專利產(chǎn)生的背景是為了滿足職稱評(píng)定與晉升或評(píng)申高新技術(shù)企業(yè)的需要,所涉及的成果根本沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
針對(duì)上述情況,如果在確定技術(shù)方案時(shí)不做可靠性、成熟性驗(yàn)證與甄別,盲目信任媒體、平臺(tái)的宣傳與推介,其勢(shì)必將所存在的巨大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)帶入工業(yè)化過(guò)程,造成投資失誤,釀成重大經(jīng)濟(jì)損失。近十年來(lái),一些單位在石棉尾礦綜合利用方面所進(jìn)行的工業(yè)化實(shí)踐之所以最終歸于失敗,其根本原因在于忽視了對(duì)擬采用技術(shù)的可靠性的驗(yàn)證與甄別。因此,認(rèn)真搞好技術(shù)調(diào)研,本照眼見(jiàn)為實(shí),看得見(jiàn),摸得著,實(shí)事求是的原則對(duì)石棉尾礦綜合利用技術(shù)進(jìn)行可靠性、成熟性、實(shí)用性考察和比選,是規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的迫切需要。
3、資源風(fēng)險(xiǎn)
對(duì)石棉尾礦的高附加值化、精細(xì)化綜合利用,主要涉及對(duì)石棉尾礦中硅、鎂、鐵、鋁、鎳、鈷等有價(jià)元素的浸出、分離與化合物制備。處理過(guò)程除了要消耗基本原料石棉尾礦外,還要消耗大量的酸、堿等原、輔材料,同時(shí)還要消耗大量的水、電、天然氣等。所述原、輔材料和能源動(dòng)力的來(lái)源、供應(yīng)與運(yùn)輸必須能夠滿足建設(shè)項(xiàng)目正常運(yùn)行的需要。如果不考慮項(xiàng)目建設(shè)地及周邊地區(qū)的資源條件、能源動(dòng)力條件和交通運(yùn)輸條件,盲目確定建設(shè)規(guī)模,那么必將帶來(lái)重大資源風(fēng)險(xiǎn)。
2015年,有新疆托里縣某公司委托某單位進(jìn)行蛇紋石綜合利用建設(shè)項(xiàng)目可行研究,委托方確定建設(shè)規(guī)模為年處理蛇紋石礦200萬(wàn)噸,產(chǎn)品方向?yàn)榱蛩徭V、氧化鎂、沉淀法白炭黑、氧化鐵紅工業(yè)顏料和鎳鈷精礦。按所述規(guī)模,建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后每年將消耗濃硫酸300萬(wàn)噸,氫氧化鈉30萬(wàn)噸,原煤360萬(wàn)噸(熱值5000大卡),水1200萬(wàn)m3。結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)地及周邊地區(qū)的資源條件和交通運(yùn)輸條件,經(jīng)研究確認(rèn)所述項(xiàng)目缺乏可行性。其中無(wú)法解決建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后對(duì)原、輔材料及能源動(dòng)力的需求是構(gòu)成其不行可行性的主要因素。
2017年,青海某公司以順利通過(guò)中試研究和工業(yè)化試產(chǎn)驗(yàn)證為前提,確定項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為年處理石棉尾礦100萬(wàn)噸,產(chǎn)品方向?yàn)橐凰蛩徭V、無(wú)水硫酸鎂、醫(yī)用食品級(jí)碳酸鎂、高純氧化鎂、高分散性白炭黑、氧化鐵工業(yè)顏料和鎳精礦,并委托某單位進(jìn)行可行性研究。研究認(rèn)為,所述建設(shè)規(guī)模具有較高的投資風(fēng)險(xiǎn),其原因除了市場(chǎng)因素外,就是無(wú)法解決建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后物資、能源動(dòng)力的供應(yīng)問(wèn)題。根據(jù)論證方建議,青海某公司及時(shí)作出決策,將年處理石棉尾礦100萬(wàn)噸調(diào)整為30萬(wàn)噸,并將一期工程建設(shè)規(guī)模確定為10萬(wàn)噸,由此使建設(shè)規(guī)模與當(dāng)?shù)刭Y源條件相一致,規(guī)避了所存在的資源風(fēng)險(xiǎn),使建設(shè)項(xiàng)目免于在建成投產(chǎn)后陷于無(wú)米下鍋的囧境。
2017年,有單位提出了建設(shè)年處理200萬(wàn)噸以上石棉尾礦綜合利用項(xiàng)目規(guī)劃,委托有關(guān)方面進(jìn)行了可行性研究并組織了專家評(píng)審,但從產(chǎn)品方向、工藝路線和資源配置(指石棉尾礦以外的原輔材料、能源動(dòng)力等)等方面考慮,筆者認(rèn)為存在著較大的投資風(fēng)險(xiǎn),不可行性大于可行性。
總之,投資建設(shè)石棉尾礦綜合利用項(xiàng)目,要充分結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)地及周邊地區(qū)的資源條件,實(shí)事求是,合理選址,合理確定建設(shè)規(guī)模,規(guī)避建設(shè)項(xiàng)目資源風(fēng)險(xiǎn)。
4、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)
對(duì)石棉尾礦的高附加值、精細(xì)化利用,其產(chǎn)品方向不外乎以下幾種:
一是浸出、分離其中的金屬元素,如鎂、鐵、鎳、鈷等,制備相應(yīng)的化合物,所述化合物包括鎂系列產(chǎn)品中的硫酸鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂等。鐵化合物中的聚合硫酸鐵、高純氧化鐵、氧化鐵工業(yè)顏料及其它電池用鐵鹽等。對(duì)鎳和鈷的利用主要是通過(guò)分離富集制得鎳鈷精礦。
二是浸出其中的非金屬元素——硅,制備相應(yīng)的硅化合物。所述硅化合物包括水玻璃、沉淀法橡膠配合劑用白炭黑、超細(xì)白炭黑、氣象法白炭黑、高分散性輪胎用白炭黑及其它各種硅酸鈉鹽等。
長(zhǎng)期以來(lái),提及石棉尾礦的利用,大家容易想到的是分離其中的鎂元素生產(chǎn)氧化鎂,但卻忽視了硅、鐵、鎳、鈷的存在與利用。事實(shí)上,從石棉尾礦中分離提取氧化鎂,首先要對(duì)石棉尾礦進(jìn)行預(yù)處理,并以此為基礎(chǔ)采用酸浸的辦法將金屬元素,如鎂、鐵、鎳、鈷等浸出,所殘余的酸浸廢渣主要成分為SiO2,呈強(qiáng)酸性。對(duì)所得酸浸出液進(jìn)行凈化是一個(gè)必然過(guò)程,也是最終制得合格氧化鎂產(chǎn)品的前提。如果單純地去分離、提取氧化鎂而不對(duì)已浸出的鐵、鎳、鈷等進(jìn)行綜合利用,會(huì)因酸性廢水的產(chǎn)生與排放對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。同時(shí),所得酸浸殘?jiān)鼮榫哂休^高活性的SiO2,如不進(jìn)一步綜合利用,不僅會(huì)造成硅資源的流失,而且會(huì)因二次廢渣的產(chǎn)生與排放對(duì)環(huán)境造成污染。不僅如此,還將增加氧化鎂的生產(chǎn)成本。因此,對(duì)石棉尾礦的綜合利用應(yīng)走全元素利用的路子,這是實(shí)現(xiàn)石棉尾礦綜合利用效益化、無(wú)害化重要途徑。
石棉尾礦中的主體元素是SiO2和MgO,約占總質(zhì)量的80%。對(duì)其進(jìn)行綜合利用,所得主要產(chǎn)品一是硅化合物,二是鎂化合物。其中硅化合物有代表性的是白炭黑,鎂化合物則是氧化鎂。
關(guān)于硅化合物:
2016年底,我國(guó)沉淀法白炭黑生產(chǎn)總能力達(dá)到199萬(wàn)噸,實(shí)際產(chǎn)量126萬(wàn)噸,開(kāi)車(chē)率63%?!笆晃濉币詠?lái),我國(guó)沉淀法白炭黑生產(chǎn)能力一直處于過(guò)程狀態(tài),產(chǎn)大于求,行業(yè)形勢(shì)不容樂(lè)觀。尤其是國(guó)家發(fā)改委所頒布的《國(guó)家產(chǎn)業(yè)調(diào)整指導(dǎo)目錄》(2013年修訂)已明確的將沉淀法白炭黑項(xiàng)目歸入限制類,因此也存在著政策瓶頸。
但是,白炭黑生產(chǎn)能力的過(guò)剩是結(jié)構(gòu)性的。近幾年來(lái),隨著轎車(chē)的普及,我國(guó)輪胎產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。而綠色輪胎標(biāo)簽制度的實(shí)施,又將加速綠色輪胎行業(yè)的發(fā)展。綠色輪胎行業(yè)的發(fā)展,將為高分散性輪胎專用白炭黑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)空前商機(jī)。因此,作為一種新型功能材料,我國(guó)無(wú)機(jī)硅行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃已將高分散性白炭黑生產(chǎn)的發(fā)展列入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要方向之一。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè),到2020年,我國(guó)輪胎行業(yè)對(duì)高分散性白炭黑的需求將達(dá)到75萬(wàn)噸。利用石棉尾礦中的硅元素生產(chǎn)符合市場(chǎng)需要、附加值較高的高分散性白炭黑具有十分廣闊的發(fā)展前景。
此外,超細(xì)白炭黑和氣相法白炭黑也具有一定應(yīng)用與市場(chǎng)空間。但由于這兩種硅化合物歸屬精細(xì)化學(xué)品范疇,市場(chǎng)用量不大,因此不適宜于規(guī)?;a(chǎn)。
水玻璃也是一種重要的硅化合物,由石棉尾礦制備水玻璃,通常采用濕法工藝,由于受工藝條件的限制,所得水玻璃往往濃度和模數(shù)較低,無(wú)法直接作為商品出售。同時(shí),目前我國(guó)水玻璃產(chǎn)能已達(dá)到300萬(wàn)噸/年,市場(chǎng)處過(guò)剩狀態(tài)。此外,如將由石棉尾礦制得的濃度較低的水玻璃轉(zhuǎn)化為濃度較高的液體水玻璃或固體水玻璃,需要消耗大量的能源,生產(chǎn)成本高,無(wú)法獲得經(jīng)濟(jì)效益。不僅如此,水玻璃的消納途徑還受銷(xiāo)售半徑的影響。因此,由石棉尾礦生產(chǎn)的水玻璃,適宜于就地加工為白炭黑或其它硅化合物產(chǎn)品,而不不適于作為產(chǎn)品銷(xiāo)售。
關(guān)于鎂化合物:
鎂化合物,尤其是氧化鎂氫氧化鎂、碳酸鎂市場(chǎng)并不像有關(guān)人士介紹的那樣樂(lè)觀。我國(guó)鎂化合物產(chǎn)能較大,應(yīng)在千萬(wàn)噸/年以上,但主要產(chǎn)品構(gòu)成是由菱鎂礦煅燒制得的初級(jí)產(chǎn)品——輕燒氧化鎂和重質(zhì)氧化鎂。同時(shí),還有層次稍高的電熔鎂砂、鎂質(zhì)耐火材料等。此外,還有附加值較低的七水硫酸鎂等。由石棉尾礦生產(chǎn)的氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂屬化學(xué)法鎂化合物,具有純度高、物理與化學(xué)性能好、色澤潔白等特點(diǎn),在工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、航天、耐火材料等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。目前我國(guó)化學(xué)合成法氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂生產(chǎn)能力分別為26萬(wàn)噸/年、50萬(wàn)噸/年(含由苦土粉水化法氫氧化鎂)、6萬(wàn)噸/年,2015年實(shí)際產(chǎn)量分別為15萬(wàn)噸、27萬(wàn)噸和2.2萬(wàn)噸,消費(fèi)量分別23.5萬(wàn)噸、21.6萬(wàn)噸和1.76萬(wàn)噸,產(chǎn)能、產(chǎn)量均處過(guò)剩狀態(tài)。同時(shí),從一個(gè)時(shí)期以來(lái)鎂化合物生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)規(guī)模和狀態(tài)來(lái)看,我國(guó)鎂化合物行業(yè)的景氣狀態(tài)不盡人意。
投資建設(shè)石棉尾礦綜合利用項(xiàng)目,鎂化合物是主要產(chǎn)品之一,由于鎂化合物市場(chǎng)有一定的局限性,因此存在著相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。氧化鎂是石棉尾礦中的主要元素之一,含量通常在35%以上,如果投資建設(shè)年處理30萬(wàn)噸石棉尾礦綜合利用項(xiàng)目,將其中的鎂分離后全部用于生產(chǎn)氧化鎂,那么氧化鎂年產(chǎn)量將在9.5萬(wàn)噸以上。項(xiàng)目一旦投產(chǎn),不僅將使本以供過(guò)于求的氧化鎂市場(chǎng)雪上加霜,而且還將使建設(shè)項(xiàng)目陷入銷(xiāo)售受阻困境,可以說(shuō),石棉尾礦綜合利用的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自于鎂化合物。
5、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
對(duì)石棉尾礦的綜合利用,尤其是高附加值、精細(xì)化利用,涉及到尾礦的預(yù)處理、酸堿聯(lián)合浸出、有價(jià)元素的提取、化合物的制備的等工藝過(guò)程,在所述過(guò)程中必然有揚(yáng)塵、尾氣、廢渣、廢水產(chǎn)生,因此存著在較大的環(huán)境隱患。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程如果不采取行之有效措施進(jìn)行控制和循環(huán)利用,那么必將會(huì)給環(huán)境造成影響。雖然石棉尾礦為危險(xiǎn)固廢,但由此給環(huán)境造成的危害較之于處理前有過(guò)之而無(wú)不及。
化解石棉尾礦綜合利用環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)的有效辦法,一是要走全元素綜合利用的路子,二是在甄選技術(shù)方案時(shí),要選擇“三廢”控制與循環(huán)利用手段完善,并經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證為行之有效的綜合利用技術(shù)。
6、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,石棉尾礦是一種危險(xiǎn)固廢,但又因含有多種有價(jià)元素而具有一定的利用價(jià)值。對(duì)石棉尾礦的綜合利用存在著決策、技術(shù)、市場(chǎng)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),必須予以高度關(guān)注。只考慮石棉尾礦的利用而忽視對(duì)所述風(fēng)險(xiǎn)因素的分析、論證與化解,將會(huì)給項(xiàng)目建設(shè)帶來(lái)無(wú)法預(yù)判的后果。投資建設(shè)石棉尾礦綜合利用建設(shè)項(xiàng)目,不僅要搞可行性論證,更要重視風(fēng)險(xiǎn)及風(fēng)險(xiǎn)控制論證,只有這樣才能確保項(xiàng)目安全,有利于石棉尾礦綜合利用事業(yè)的發(fā)展。