当前中国仍处于工业高速增长阶段,资源利用率低、能耗高、污染重。科技创新是实现节能减排目标最重要的手段之一。我国企业特别是高耗能、高污染行业的节能减排技术水平仍然较低,已有的技术成果没有得到有效地推广和应用。因此,必须开展高效节能与污染控制技术、资源循环利用技术、新能源与可再生能源等高新技术和适用技术的研发,大力推广、普及和应用节能减排科技成果,为转变生产方式,提高企业的节能减排技术水平和管理水平提供技术保障。
中国是一个能源消耗大国,能源消耗总量排在世界第二。按照国内专家的估算,我国2000年能源效率为33.4%,2004年能源效率为34.9%,大致相当于欧洲上世纪90年代的水平,比世界先进水平大约低10个百分点,美国和日本都在50%以上。在目前的能耗水平上,若我国能源效率每提高1个百分点,就可以少用4000万吨标煤的能源,相当于能源消费总量的3%。
有色金属工业是我国十大高耗能、高污染、高排放行业。我们这个专项主要是解决我省有色金属工业的节能减排关键技术瓶颈。有色金属工业是湖南的支柱产业,年创收970亿元2007年湖南有色行业投资增长78.5%。2007年1-7月份,我国10种有色金属总产量达到1309万吨,比2006年同期增加258万吨,增长24.58%。我国有色金属工业产能的快速扩张,给行业的节能减排带来巨大压力。主要表现在有色金属冶炼生产能力增长过快,能耗总量同比增加。2005年我国有色金属工业年消费标准煤超过8000万吨,约占国内企业能源消费总量的6%。铅冶炼综合能耗0.65吨标煤/吨,是国外先进水平0.3吨标煤/吨的一倍多。另一方面,我省是"有色金属之乡",有色金属采选、冶炼及加工企业很多,而且主要集中在湘江流域。针对湘江流域污染状况的统计表明,流域内工业企业146个重点污染源每年污水排放量高达8.39亿吨,占全省总废水排放量的42％,废水中重金属含量超过1318吨,悬浮物18万多吨。随着我国经济快速增长,有色金属需求量也越来越大,伴随着产生的尾矿和重金属废渣越来越多。同时我国开采资源面临枯竭,根据统计结果,到2010年,我国主要有色金属将关闭335座,占总数的46％;到2020年,仅有不足20％的能维持生产。同时尾矿堆存于尾矿库,因维护管理不善引起一系列问题,如2007年发生多起尾矿库事故,陕西省商洛市镇安县黄金公司"4.30"尾矿库溃坝事故伤亡惨重、损失巨大;山西宝山有限公司"5.18"尾矿库溃坝事故,直接经济损失达4000多万元;我省娄底市冷水江市一处铅锌矿尾矿库7月30日发生垮泄,近万立方米尾砂流失,造成江河污染,冷水江市和新化县停水30小时。重金属堆存污染当地土地和水资源,较大影响农作物,植被和居住生活环境。株冶各种废渣产生量高达30万吨/年,一部分多金属废渣已进行了处理和资源化利用,但每年仍然有20多万吨的窑渣排放,历年堆存量已超过200万吨。由此可见尾矿和冶金渣堆存不仅引起系列环境问题,对当地产生安全隐患,同时我国资源缺乏,尾矿和冶金渣含有大量可回收利用的金属和非金属矿物,如水口山铅锌尾矿中年可回收硫精矿10万吨,硫精矿含有金400kg以上;锌冶炼渣每年8万吨,渣中约有640kg金、1024吨铜,2.62万吨铁,4800吨锌,32.6吨银,1.5万吨炭。株冶每年有20多万吨的窑渣排放,渣中即约有2000吨铜,6.6万吨铁,7000吨锌,32吨银,4万吨炭,回收价值较大。多年来大量的重金属废水废渣排入环境,造成了严重的重金属污染,因此省委省政府高度重视有色金属工业生产过程中的节能减排问题。
有色金属控股集团有限公司联合湖南大学,中南大学冶金学院与湖南有色金属研究院等省主要有色领域的产学研单位,在罗胜联教授的组织与协调下开展了(1)液态高铅渣电炉直接还原熔炼装置与新工艺,有色金属采选尾矿与冶金渣综合利用技术研究与工程示范,基于生物制剂处理重金属废水工程示范与产业化研究,TiO2纳米管功能新型环境材料与成套制备技术以及重金属废水循环利用的绿色水质稳定剂的研究等项目与示范工程的攻关。2008年度所有研究项目都已经启动,并已取得很大的进展。电絮凝项目已提前开始投入试运行,每日处理4000吨/铅锌废水,按年可节约140万吨工业用水。生物制剂处理废水的研究进展顺利,株冶集团的水处理示范工程也开始了前期工程工作,处理后的水可到国家饮用水标准。高铅渣示范工程已完成了试验室的小型试验,效果很理想,高铅渣经焦炭还原后,渣含铅仅3.2%。冶金渣的资源化利用和解毒研究取得了很好的成果,冶金烧渣的潜在经济效益非常高。能源管理标准子课题进展顺利,已设计出SKS能源管理系统和炼铅节能标准初步方案,成果具有很好地推广实施价值。专项的前瞻性研究课题,如内生菌课题,TiO2功能环境材料的研究都取得了很好的成果,已经新型无磷可生物降解绿色阻垢剂,阻垢剂的阻垢率高达100％,可以基本彻底地解决工业循环用水的结垢腐蚀问题,合成工艺简单易,具有很高的经济效益和市场推广价值。
该项目完成后,预计仅示范项目即可为湖南有色金属控股集团创造直接经济效益1.6亿元/年,推广到全国可产生的直接经济效益超过20亿/年;每年至少可节约60万吨标准煤,减少约120万吨CO2排放量（按70%采用本项目炼铅法）;预期可为水口山集团节约焦炭1万吨左右;株冶减少500万吨废水排放,节约用水660万吨。重大专项的新技术作为一项重要的新型环保产业,市场前景十分广阔,将解决社会1000多人的就业,促进湘江流域居民生活水平的提高。实施废水零排放工程,废渣处理及资源化,每年可以减少大量重金属排入环境,降低流域重金属污染负荷对改善地表水和地下水水质、保障流域生态环境和食物链安全起着重大的作用。实现湘江流域重金属企业节能减排的目标对加速长株潭作为中央"两型社会"配套改革综合试验区的建设与发展有不可替代的作用。