《鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額》行業(yè)標準制訂研究報告

《鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額》行業(yè)標準制訂研究報告一、背景與目的鈷，英文名稱Cobalt，是一種金屬元素，元素符號Co，原子量為58.93，鈷的熔點為1,495℃，沸點為2,870℃。鈷在常溫的空氣中比較穩(wěn)定，高于300℃時，鈷在空氣中開始氧化。鈷為一種銀白色金屬，在元素周期表上位于第VIII副族，處于鐵和鎳、銅之間，因此在自然界中多與上述金屬密切伴生存在。鈷具有鐵磁性和延展性，電化學性能良好，故鈷可應用于電池材料、磁性材料、化學制品等領域。鈷與其他金屬的合金具有高溫強度高、耐熱性好、硬度大、耐腐蝕性高等特點，故鈷是制造高溫合金、硬質(zhì)合金、金剛石工具等的重要原料。鈷因其具有的獨特性能而被廣泛應用于航空、電子、機械制造、汽車、化工、新能源、高端裝備等領域。我國的鈷工業(yè)起步相對較晚。1952年，江西省南昌市五金礦業(yè)公司用簡易鼓風爐熔煉鈷土礦產(chǎn)出鈷鐵。1956年按此工藝建設了江西冶煉廠，產(chǎn)出的鈷鐵送至上海三英電冶廠（上海冶煉廠前身）處理。廣東梅縣也用同樣工藝從鈷土礦熔煉出鈷鐵送潮州冶煉廠處理生產(chǎn)工業(yè)氧化鈷。1954年，沈陽冶煉廠以濕法煉鋅鈷渣為原料產(chǎn)出首批電鈷，拉開了我國電鈷生產(chǎn)的序幕，沈陽冶煉廠鋅系統(tǒng)采用黃藥法除鈷產(chǎn)出黃原酸鈷渣，該廠以此鈷渣為原料，通過還原溶解、氧化沉鈷產(chǎn)出含鈷30%-40%的氫氧化鈷，然后再經(jīng)干燥、焙燒、電爐還原熔煉成粗金屬鈷，最后用電解精煉法得到電鈷。1958年，贛州鈷冶煉廠從當?shù)氐拟捦恋V中生產(chǎn)出氧化鈷。由于當?shù)剽捦恋V資源分散，無法大規(guī)模開采，在冶金工業(yè)部安排下，贛州鈷冶煉廠于1960年開始處理從摩洛哥進口的砷鈷礦，這是我國用進口鈷原料生產(chǎn)鈷的開始。全球已知的含鈷礦物約100種，主要有四種類型：①銅鈷礦、②鎳鈷礦，包括硫化礦和氧化礦、③砷鈷礦、④含鈷黃鐵礦，這些鈷礦含鈷量均較低。從鈷金屬的儲量來看，全球鈷金屬儲量分布非常不均衡。地殼中鈷金屬儲量約為2,500萬噸，根據(jù)USGS（美國地質(zhì)勘探局）數(shù)據(jù)顯示，2015年，探明鈷礦儲量710萬噸，按照2015年12.4萬噸/年開采量估算，可開采年限約為60年。鈷金屬資源主要集中在剛果（金）、澳大利亞、古巴等地區(qū)，總共占據(jù)全球儲量的70%左右。其中，剛果（金）儲量340萬噸，占據(jù)已探明儲量的47.89%，澳大利亞、古巴分別為110萬噸、50萬噸，分別占探明總儲量的15.49%、7.04%。2015年全球鈷資源分布（金屬噸）2015年，我國已探明鈷資源儲量為8萬噸，占全球總儲量的1.13%。目前已知的鈷礦產(chǎn)地有170余處，分布于24個省（區(qū)），主要分布在甘肅、山東、云南、湖北、河北、青海、山西等7省，以甘肅省儲量最多，約占全國的30%，以上7省儲量之和約占全國總儲量的70%，其余30%的儲量分布在新疆、四川、西藏、海南、安徽等省（自治區(qū)）。我國鈷礦分布地區(qū)較廣，但鈷資源仍相對匱乏，具體表現(xiàn)為儲量小、礦石品位低、貧礦多、伴生成礦多，鈷資源主要依賴于進口。在過去的20多年里，世界精煉鈷的主要產(chǎn)地由歐洲轉(zhuǎn)向了中國。上世紀90年代末，芬蘭為全球最大的精煉鈷生產(chǎn)國，2001年芬蘭精煉鈷產(chǎn)量占到全球總產(chǎn)量的21.27%3，其次為俄羅斯的12.08%和挪威的8.71%；近年來，國內(nèi)鈷行業(yè)由于下游鋰電池及合金行業(yè)的帶動，同時還受到冶煉、深加工產(chǎn)能向中國集中的影響，鈷產(chǎn)品的消費量呈快速上升的態(tài)勢，中國成為鈷的主要生產(chǎn)國，已經(jīng)連續(xù)10余年成為第一大精煉鈷供應國，根據(jù)CDI（鈷發(fā)展協(xié)會）資料顯示，2015年中國精煉鈷產(chǎn)量4.87萬噸，占全球總產(chǎn)量的49.66%。但由于中國鈷礦資源相對貧乏，鈷原材料主要依賴從剛果（金）進口。鈷礦物多伴生于其他礦物之中，常以砷化物、硫化物和氧化物存在。主要鈷礦有四種類型：鎳鈷硫化礦和氧化礦、銅鈷礦、砷鈷礦、含鈷黃鐵礦；再生資源主要是指廢舊的硬質(zhì)合金、廢舊電池等含鈷廢料。鈷冶煉的特點是原料品位低，提取流程長，方法多。主要的冶煉方法有以下四種：高溫熔煉富集后濕法提取鈷，硫酸化焙燒后浸出提煉鈷，還原焙燒氨浸法和加壓浸出法。主要步驟有四部，先由鈷礦石或者再生資源冶煉得到普通的化工中間產(chǎn)品，如氯化鈷、硫酸鈷等，該步驟技術(shù)含量較低，基本所有的鈷行業(yè)公司均能生產(chǎn)；以中間產(chǎn)品為原料合成制備得到氧化鈷、碳酸鈷、草酸鈷等化合物；進一步生產(chǎn)制備四氧化三鈷材料，最終得到金屬鈷粉、鈷酸鋰等材料。近年來，因其環(huán)保、節(jié)能、成本等原因，濕法提取工藝已成為生產(chǎn)鈷的主要方法。中國各鈷加工廠主要從非洲進口氧化銅鈷混合礦，采取濕法提取工藝生產(chǎn)鈷產(chǎn)品。1992年，中國開放了鈷產(chǎn)業(yè)，外資、民營資本都可以進入，擺脫了所有制的桎梏，又恰逢20世紀未21世紀初鋰離子電池的爆炸式增長的機遇，中國一批鈷企業(yè)獲得了驚人的發(fā)展。目前中國已成為全球最大的鈷生產(chǎn)國家。金川有色金屬公司的鈷產(chǎn)量已經(jīng)達到6000噸/年，成為中國最大的鈷生產(chǎn)基地，浙江華友鈷業(yè)股份有限公司產(chǎn)量已經(jīng)達到4000噸/年，是中國第二大鈷加工企業(yè)。北京當升科技股份有限（生產(chǎn)鈷酸鋰為主）、深圳格林美科技股份有限公司（生產(chǎn)鈷粉為主）這二家生產(chǎn)鈷新材料的企業(yè)已經(jīng)分別于2010年和2009年在中國深圳交易所上市。一大批鈷生產(chǎn)企業(yè)，如金川，華友、凱力克、巴莫、瑞翔等均在做上市的準備。鈷產(chǎn)品生產(chǎn)需經(jīng)溶解、萃銅、除鐵、萃取以及電積等生產(chǎn)工序，生產(chǎn)流程長，冶煉工藝復雜，能耗高，且在冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生有害氣體。鋰電池消費在未來十年內(nèi)將為鈷消費領域增長的主要驅(qū)動力。目前，國內(nèi)外尚未發(fā)布有關(guān)鈷冶煉產(chǎn)品能耗限額標準。為規(guī)范鈷冶煉生產(chǎn)企業(yè)能源消耗指標的計算與考核評定，淘汰落后生產(chǎn)工藝，提高能源利用效率，需制定鈷冶煉生產(chǎn)企業(yè)能源消耗限額標準。二、任務來源及計劃要求為了進一步提高我國終端用能產(chǎn)品能效市場準入門檻和高耗能行業(yè)能耗準入門檻，充分發(fā)揮能耗標準的引領作用，推動鈷冶煉企業(yè)工藝創(chuàng)新和節(jié)能技術(shù)進步，提高節(jié)能管理水平，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級，促進節(jié)能減排，有效指導和規(guī)范企業(yè)用能統(tǒng)計，促進企業(yè)內(nèi)部進行合理用能考核，推動企業(yè)節(jié)能降耗工作的深入開展，必須對有色金屬產(chǎn)品的能耗標準進行深入研究，建立和完善科學合理的有色金屬能耗標準體系，達到節(jié)能減排和提高能源利用效率的目的，滿足國家宏觀調(diào)控和市場需求。根據(jù)工信部《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于印發(fā)2017年第二批行業(yè)標準制修訂計劃的通知》（工信廳科［2017］70號）和有色金屬工業(yè)協(xié)會《關(guān)于下達2017年第二批協(xié)會標準制修訂計劃的通知》（中色協(xié)科字［2017］76號）的文件精神，在全國有色金屬標準化技術(shù)委員會的安排下，由金川集團股份有限公司負責制訂《鈷冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額》行業(yè)標準，并于2020年5月前完成。三、工作過程簡述金川集團股份有限公司在接到《鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額》標準的任務后，十分重視此項工作，專門成立了標準修訂項目組，成員由鈷冶煉單位從事生產(chǎn)工藝技術(shù)人員和具有豐富經(jīng)驗的能源管理人員組成，確定工作內(nèi)容，制訂工作計劃，確保制訂質(zhì)量和工作進度。為了使《鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額》科學、合理，力求先進，促進企業(yè)進行工藝技術(shù)創(chuàng)新，提高資源綜合利用率，強化用能考核，推動企業(yè)節(jié)能降耗工作的深入開展，實現(xiàn)綠色發(fā)展，在全國有色金屬標準化委員會的領導下，標準修訂項目組開展了電話、信函、網(wǎng)絡以及現(xiàn)場考察等方式進行調(diào)研，收集了浙江化友鈷業(yè)股份有限公司等冶煉企業(yè)能耗指標數(shù)據(jù)、主要生產(chǎn)工藝以及對標準的制訂意見。并對金川集團股份有限公司2016~2018年三年期間鈷冶煉能耗進行了分類整理和統(tǒng)計，為標準修訂提供了數(shù)據(jù)基礎。四、標準編制原則及依據(jù)（一）標準修訂原則1、本標準制訂執(zhí)行國家標準《標準化工作導則》GB/T1.1-2009。2、本標準制訂以實際可操作性為前提，滿足合理性、適應性、先進性等為原則。3、本標準制訂同時應符合國家有關(guān)法律、法規(guī)、政策和相關(guān)標準要求。4、符合有色行業(yè)標準編制要求。5、滿足國家淘汰落后產(chǎn)能的要求，促進鈷企業(yè)的技術(shù)進步和新工藝、新設備的使用。6、促進行業(yè)技術(shù)進步，擴大應用消費市場，加強國際產(chǎn)能合作，創(chuàng)造良好營商環(huán)境，推動有色金屬工業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)、促轉(zhuǎn)型、增效益。（二）標準制訂依據(jù)1、本標準制訂以國家重要產(chǎn)業(yè)政策和有色金屬行業(yè)供給側(cè)改革為指導。2、本標準以2016-2018年我國鈷冶煉企業(yè)能耗實績以及世界鈷冶煉企業(yè)能耗先進水平為依據(jù)。3、本標準以國家標準GB2589-2008《綜合能耗計算通則》等為依據(jù)，參考行業(yè)規(guī)范《中國有色金屬工業(yè)能耗統(tǒng)計報表計算方法規(guī)定》。4、確保現(xiàn)有鈷企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，進一步提高鈷冶煉企業(yè)準入門檻，優(yōu)化能耗先進水平為依據(jù)。五、工作內(nèi)容及工作進度安排工作內(nèi)容：本標準為新制訂，制訂工作遵循國家標準《標準化工作導則》GB/T1.1-2009，以實際可操作性為前提，滿足合理性、適應性、先進性等為原則，符合國家有關(guān)法律、法規(guī)、政策和相關(guān)標準要求，主要內(nèi)容：1、組織對電積鈷、四氧化三鈷以及硫酸鈷的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀進行調(diào)研，了解各生產(chǎn)企業(yè)工藝流程、工序以及工序之間的界限劃分；2、收集鈷冶煉生產(chǎn)企業(yè)工藝和工序能耗指標數(shù)據(jù)和對標準制訂的意見。3、以現(xiàn)有鈷冶煉生產(chǎn)企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，進一步提高鈷冶煉企業(yè)準入門檻，優(yōu)化能耗先進水平為依據(jù)，制訂鈷冶煉生產(chǎn)企業(yè)能耗限定值、準入值和先進值。4、組織對標準討論稿進行討論，廣泛聽取意見，并對合理意見進行采納修改。進度安排：研制時間共24個月2018.1-2月：制訂標準編制方案；2018.3-6月：對國內(nèi)鈷冶煉生產(chǎn)企業(yè)進行調(diào)研，了解生產(chǎn)工藝和能耗現(xiàn)狀；2018.7-9月：對金川集團股份有限公司歷年鈷冶煉工藝能耗和調(diào)研結(jié)果進行整理；2018.10-2019.3月：編制“鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額”（討論稿）；2019.4-6月：將“鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額”（討論稿）提交有色標委會進行討論；2019.7-9月：對“鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額”（討論稿）進行修改完善，將修改后的“鈷冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額”（討論稿）提交國內(nèi)相關(guān)鈷冶煉生產(chǎn)企業(yè)進行審核，提出修改意見；2019.10-12月：將“鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能源消耗限額”（報批稿）提交有色標委會進行審訂。六、鈷冶煉工藝及能耗指標的規(guī)定1、電積鈷和氧化鈷生產(chǎn)工藝的確定金川集團股份有限公司電積鈷生產(chǎn)采用了目前世界上較為先進的氯化體系不溶陽極電積技術(shù)。金川集團股份有限公司四氧化三鈷生產(chǎn)采用合成系煅燒技術(shù)。2、電積鈷和四氧化三鈷產(chǎn)品能耗指標的規(guī)定2.1生產(chǎn)工序劃分2.1.1電積鈷工藝按生產(chǎn)過程和特征分為下列工序。即：漿化、溶解、凈化、萃取、電積等工序。2.1.2四氧化三鈷工藝按生產(chǎn)過程和特征分為下列工序。即：漿化、溶解、凈化、萃取、濃縮、焙燒等工序。2.2生產(chǎn)工藝能耗計算2.2.1為消除鈷原料品位、溶液濃度對產(chǎn)品能耗的影響，便于比較不同企業(yè)能耗的高低，氯化鈷各工序能耗按每噸鈷耗能量計算，電積鈷各工序按每噸電積鈷耗能量計算；四氧化三鈷各工序按每噸四氧化三鈷耗能量計算。2.2.2根據(jù)本標準規(guī)定計算工序能耗,當電積鈷、四氧化三鈷工藝劃分與本標準不一致時，可按實際工序組成計算工藝能耗。3、能耗指標等級的劃分為提高鈷冶煉企業(yè)準入門坎，優(yōu)化能耗指標，使之達到先進水平。本標準能耗指標分為能耗限定值、能耗準入值和能耗先進值。能耗限定值指現(xiàn)有鈷冶煉企業(yè)產(chǎn)品能耗必須達到的指標。能耗準入值是指新建和改造鈷冶煉企業(yè)能耗準入條件，符合產(chǎn)業(yè)政策的鈷冶煉企業(yè)必須在國家規(guī)定的期限內(nèi)通過技術(shù)改造達到準入條件；能耗先進值，就是國內(nèi)先進水平，達到或接近世界同類產(chǎn)品能耗先進水平，是節(jié)能型鈷冶煉企業(yè)能耗指標的要求。4、適用范圍本