山西固废的蝶变


来源:中国化工报

中国粉体网6月25日讯  山西作为典型的资源型大省,随着经济的发展,在为国家经济建设发展提供大量能源原材料的同时,受经济体制、开发机制、资金投入、战略导向、政策支持等因素的影响,区域经济社会发展也面临着不可回避的诸多困难,尤其是长期的高强度、群体化的煤炭开采,产生并囤积了大量的工业固废。其中仅煤矸石总堆积量就超过10亿吨,每年还新增煤矸石5000万吨,造成了严重的生态环境问题。

  据不完全统计,改革开放以来,山西共开采原煤100亿吨,煤炭开采造成的环境历史欠账高达5000亿元。为此,近几年山西省提出“以煤为基,多元发展”的战略决策,尽管新型产业和接替产业尚未形成明显优势,但是在固废综合利用方面已经进行了有益的探索和尝试,尤其是化工产业路径,在固废综合利用中挑起了大梁,越来越显现出勃勃生机和活力。

  固废污染 心病难除

  “像煤矸石、粉煤灰、工业石膏、矿渣、赤泥等工业固废的大量堆积,不仅占用大量的土地资源,也对环境和经济可持续发展造成巨大危害。”山西省煤化工专家委员会成员李三文告诉中国化工报记者,工业固废中所含的有毒有害物质随水流入附近流域或深入地下,严重污染水源;干涸后的尾矿、粉煤灰等遇大风形成扬尘;煤矸石自燃产生的一氧化碳、二氧化硫等有毒有害气体,会形成酸雨,已经成为山西大气污染的主要元凶。按当前洗煤平均脱硫水平和山西省煤炭平均含硫率计算,每年因洗煤留给产地的无机硫达50万~70万吨。尾矿库、赤泥库等超期超负荷使用,带来极大安全隐患。

  另据统计,目前全国煤矸石堆存量约40亿吨、粉煤灰堆存量约35亿吨、工业副产石膏堆存量约3亿吨、冶炼渣堆存量约4亿吨、尾矿堆存量约50亿吨、赤泥堆存量约2亿吨。此外,每年仍产生约15亿吨的新增量。其中,煤矸石约2亿多吨、粉煤灰约2亿吨、工业副产石膏约7000多万吨、尾矿约10亿多吨、赤泥约3000万吨。

  “受煤质影响,朔州市排矸量大约占到原煤产量的20%~30%。现在制约公司进一步发展的主要瓶颈就是没有地方堆放煤矸石,如果煤矸石不能很好利用,多数洗煤企业用不了多长时间,肯定会死掉。”山西中能洗煤公司总经理郝俊忧心忡忡地告诉中国化工报记者,该公司目前设计洗煤能力为年产1000万吨洗精煤,每年排出的矸石大约在300万吨,每吨捡矸石、外运矸石的费用大约12.5元,光这一项费用支出每年大约3750万元。

  实际上,矸石里还有不少有效成分,完全可以再利用。比如朔州煤矸石电厂发电后产生的粉煤灰的化学成分,其中氧化钙10.19%、二氧化硅37.78%、三氧化二铝32.76%、三氧化二铁5.42%、氧化镁1.73%、三氧化硅4.35%。“目前受资金、技术、土地的限制,煤矸石除去一部分用于矸石电厂发电外,多数只能外排堆放,还没有很好的办法,实在有些可惜。照此推算,如果不建设更多更好的高新煤矸石利用项目,‘十二五’末山西省煤矸石总堆存量将达到15亿吨。这给节能减排任务本已艰巨的山西‘雪上加霜’,也无疑成了各个职能部门的心病。”郝俊表示。

  化工担纲 变废成金

  近年来,山西省部分企业积极挖掘煤矸石的利用价值,选择多条路径,将废弃的煤矸石变废成金。

  “我们采取多种办法,消化煤矸石,主要的路径填埋和发电力用,从运营的情况看,效果还是很明显的。”郝俊告诉中国化工报记者,该公司采取填埋的办法,对矸石场进行整治,目前在矸石山累计完成2300多株油松和樟子松的种植,已绿化面积达10200平米。并定时进行喷水或洒水浇灌,以保持土壤湿润,树木成活率达到98%,改善了当地的生态环境,造福一方百姓,使矸石山综合治理工程成为真正的功德工程。此外,公司通过全长为970米的输煤皮带供给格瑞特电厂燃料煤,用于发电的混合燃料煤发热量不高于3000大卡,煤矸石、煤泥、中煤的掺烧重量比达60%,年供掺配电煤量达50多万吨,不仅为格瑞特电厂争取到享受国家税务局对综合利用电厂的免税款优惠政策,而且对国家环保节能资源综合利用也有巨大贡献。

  “像山西中能洗煤公司一样,多数煤矸石利用途经为填沟垫路、矸石发电,但受制于土地资源紧缺和资金及技术的要素,其附加值不是很高,而‘化工’之后的煤矸石则附加值有大幅度提升。”山西运城市奥新纳米新技术有限公司董事长孙双虎分析道,在发展循环经济过程中,随着新技术、新产业走向市场化时,煤矸石在其他领域,也担纲重要的角色。从实验数据看,一吨煤矸石如果转化成粉煤灰能增值几十元不等,但如果变成沸石等化工产品可以增值千余元,相当于矸石自身价值的数倍。

  “煤矸石通过化工的路径还可以生产多功能催化剂、缓释剂、干燥剂、氯化铝、硫酸铝、白炭黑等产品及稀有元素的提取,可以说是未来经济发展的一个新的增长点,市场看好,前景不错。”孙双虎表示,30多年来,该公司一直致力于煤矸石制备4A沸石的试验研究。目前公司的研发团队已经利用化学法生产出高品质的LN-4A沸石、化妆品级沸石以及铝系列和硅系列产品,并通过纳米化和改性技术手段使其还可应用于建材高档涂料、化妆品、橡胶、塑料、生化等多项技术,有着高额的回报。  

  据了解,目前,该公司采用煤矸石生产LN-4A沸石年产能达到万吨规模。此外,公司还正在积极筹划10万吨利用煤矸石为原料生产LN-4A沸石项目,建成后每年可以消化掉10余万吨煤矸石,有着很高经济效益和环境效益。根据该公司多年以来对煤矸石的研究和各个行业的跟踪调查,采用该公司的煤矸石生产技术可以打造千万吨级不同产品生产基地。
  
  “煤矸石通过化工手段,在特定的生产环境和工艺技术条件下,是生产高档煅烧高岭土的极佳原材料,而且效益十分显著。”山西晋坤矿产品有限责任公司董事长曹永新对中国化工报记者表示,该公司把煤矸石经过磨矿、制浆、分级,进入煅烧回转窑进行高温加热,煤矸石晶体受热产生物理变化,结构重新排列,最终变成超细煅烧高岭土,既可在造纸中用作涂布颜料和填料,又可在塑料、橡胶、航天、电线电缆、涂料、油墨、食品添加剂、化妆品、杀虫剂等领域中作为填充剂和延展剂,同时也是陶瓷工业及耐热高温陶器的一种生产原料。

  据曹永新介绍,公司着力高新技术研发,采用煤气加热,利用煤矸石生产高档高岭土,生产中不产生任何污染,使煤矸石变废为宝。目前公司正在建设年产10万吨超细煅烧高岭土项目,生产产品为80级、90级超细煅烧高岭土,年处理煤矸石10多万吨,高岭土产品远销国内26个省市,并出口东南亚,具有良好的环境和经济效益。

  “固废利用是一个综合性系统工程,以粉煤灰为例,各地的煤质不同,产生的粉煤灰的品质也不一样,一定要因地制宜,找到适合当地发展的固废利用技术,朔州在粉煤灰综合利用方面,已经形成了三条明确的技术路径,已经走在了全国的前列。”国能神州高科技公司副总经理王建民认为,在高端技术方面,主要有粉煤灰提取氧化铝、白炭黑技术,以及粉煤灰制造陶瓷纤维、氮氧化物耐火材料技术,这些技术目前在国内外都处于领先地位;在中端技术上,主要有粉煤灰制造地板及各种装饰材料技术,这些技术属于国内首创,而且基本成熟,产品市场前景很好;在实用技术上,主要有粉煤灰制造蒸压砖和砌块技术,以及保温板和隔墙板技术。通过这三条技术路径,基本可实现对粉煤灰的吃干榨尽和全资源化利用。

  据了解,目前,朔州市年消化煤矸石达1600多万吨,综合利用率为44.6%;年消化粉煤灰达240万吨,综合利用率达到56.9%;建成煤矸石墙材企业36家,年消化煤矸石200万吨;建成粉煤灰综合利用企业18家,年可利用粉煤灰330万吨;投产和在建脱硫石膏综合利用项目5个,年利用脱硫石膏40万吨;加上陶瓷等其他企业,全市煤矸石综合利用率达60%以上。另外,还有12家粉煤灰制砖企业、5家百万吨以上的水泥厂等一批生产企业,煤炭生产—煤炭洗选—燃煤和煤矸石发电—电厂工业固废物生产水泥和新型材料循环经济产业链已经成为支撑全市经济发展的主动脉,其产值占到工业总产值的80%左右。

  同样,在资源型城市的山西吕梁市,柳林森泽煤铝公司计划投资200亿元的400万吨煤矸石提取氧化铝、白炭黑及余热发电项目,建成后每年可消化400万吨煤矸石,形成以高铝煤矸石—氧化铝—电解铝—铝镁合金型材为主的铝材产业链,高铝煤矸石—蒸汽—发电为核心的能源产业链,高铝煤矸石—高铝粉煤灰—硅酸钙、白炭黑等硅系列产品产业链。去年5月份,该公司与美国雅保公司正式签约,成立了吕梁首家中美合资企业——森泽雅保化工有限公司,上马年产5万吨超细氢氧化铝阻燃剂项目,引进外资达2316美元。

  政策给力 固废蝶变

  多年来,我国相关部委曾先后出台发布了一系列煤矸石综合利用文件与政策,对煤矸石的综合利用给予高度重视和大力支持。

  据了解,煤矸石综合利用相关政策包括《煤矸石综合利用技术政策要点》、《煤矸石综合利用管理办法》、《关于煤矸石、煤泥电厂生产运行有关问题的通知》、《2007~2010年煤矸石综合利用电厂项目建设计划》、《关于煤矸石综合利用电厂项目核准有关事项的通知》等。2013年7月12日,李克强总理主持召开国务院常务会议专门研究部署加快发展节能环保产业,国务院8月份出台了《关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013〕30号)。

  同时,山西省对煤矸石的综合利用也极其重视,在《山西省煤炭开采生态环境恢复治理规划》、《山西省煤炭开采生态环境恢复治理实施方案》中,加强煤炭开采生态环境综合治理,并将进一步出台更为有力的政策措施予以大力支持和发展;制定了发展循环经济实施方案,实施了资源综合利用产品认定管理办法等地方性法规,同时加大投入,引导企业通过发展循环经济,延伸产业链,极大地调动了煤化企业综合利用资源的积极性。

  “尽管国家和省政府出台了不少政策,多数还是处于宏观层面。多年的实践证明,推进工业固废综合利用,具有显著的环境效益、社会效益,但受地域、季节、技术、运输半径等因素制约,经济效益普遍不高,造成煤化企业利用固废动力不足。”山西省经信委副主任申瑞涛提出,为了支持工业固废综合利用,2008年国家财政部、税务总局出台了《资源综合利用及其他产品增值税政策》(财税[2008]156号)、《资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)》(财税[2008]117号),几年来,国家虽然对该政策做了一些调整,但在支持范围和支持力度方面,没有大的变化。

  为此,申瑞涛建议,今后应加大工业固废综合利用财税政策支持,以促进煤化企业进一步加大煤矸石综合利用效率。

  一是增加工业固废综合利用新产品享受增值税优惠,提高综合利用产品税收优惠政策减免幅度。

  二是降低工业固废综合利用产品税收优惠政策享受门槛,将资源综合利用电厂低热值燃料掺加量降低到40%以上,或者按照低热值燃料掺加比例实行增值税阶梯减免政策,如:对低热值燃料掺加量在60%以上的企业实行50%增值税即征即退;掺加量在50%~60%的企业实行40%增值税即征即退;掺加量在40%~50%的企业实行30%增值税即征即退。

  三是扩大工业固废综合利用产品税收优惠政策享受范围。随着工业技术的进步和市场形势的变化,建议将目前国内快速发展的粉煤灰塑料制品(采用粉煤灰和塑料共混挤出或压制成型产品)、木塑制品(采用塑料、部分废旧料、木质纤维粉共混挤出或压制成型产品)、磨细粉煤灰、尾矿利用、废旧耐火材料利用、铸造废型砂利用等,纳入增值税减免范围。

  四是加大中央财政对工业固废综合利用基础性研发和产品开发项目的支持力度,重点加大对工业固废综合利用共性关键技术和产品科研开发经费的支持,推进产学研用结合,支持高等院校开设以固废综合利用为重点的专业学科建设,培养专业技术人员,支持科研机构加大具有自主知识产权和市场前景技术、装备和产品开发,发挥企业主体作用,实施技术和人才引进战略,提高企业核心竞争力。
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