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  • 专家谈:CaO-FeXO-SiO2-ZnO 炉渣系统中ZnFe2O4尖晶石颗粒转化行为【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅锌技术论坛 上,中南大学研究院王莉花介绍了“CaO-FeXO-SiO 2 -ZnO 炉渣系统中ZnFe 2 O 4 尖晶石颗粒转化行为“的话题。 背景 Pb & Zn冶炼技术的显著进步,令Pb& Zn协同冶炼成为研究共识。 原料问题:原料供应危机、新技术发展以及环境要求。 要点:可持续发展。 与铅精矿协同处理的优点,危险固体废弃物的无害化处理以及资源化利用和热量利用。 现代铅冶炼技术的发展 工业问题 目标金属损失:渣中锌含量高;渣中铅含量高。 炉渣性质恶化:炉渣性质恶化;渣金相分离困难。 实验部分 设备及模拟炉渣准备 实验参数& 样品表征方式 转化行为 温度的影响 在不同的氧势条件下,ZnFe 2 O 4 尖晶石颗粒平均尺寸趋向于随温度升高而减小。 实验表明,在低氧势条件下,Zn在玻璃渣中溶解更多;高氧势条件下尖晶石颗粒更大。 氧势的影响 在不同温度条件下,ZnFe 2 O 4 尖晶石颗粒平均尺寸趋向于随氧势升高而增大。 生长、分解过程实质 总结 ZnFe 2 O 4 尖晶石颗粒平均尺寸大概为8.5μm,温度升高,氧势降低时尖晶石尺寸减小; ZnFe 2 O 4 中Zn/Fe质量比范围为0.2--0.55,随温度升高和氧势降低逐减减小 玻璃渣相中Fe/SiO 2 质量比随温度升高和氧势降低而逐减增大; 玻璃渣中Zn含量随温度的升高和氧势的降低而升高。

  • 专家分享:基于电冶金体系设计的高效铅锌回收及碳捕集研究进展【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅锌技术论坛 上,中南大学博士王长红介绍了“基于电冶金体系设计的高效铅锌回收及碳捕集研究进展”的相关话题。 研究课题及方向 创新性研究1— 绿色电冶金 甲基磺酸体系铅电解精炼 《国家“十四五”规划》等战略布局 循环经济、双碳目标、节能减排、生态文明,绿水青山就是金山银山。 传统铅电解精炼的瓶颈 技术瓶颈: H₂SiF₆挥发性强、分解释放有毒气体的环境问题; 科学问题: H₂SiF₆饱和蒸气压大(27.5KPa,20℃)、热稳定性差。 创新思路的提出 思想依据:甲基磺酸挥发性低(0.3kPa kPa,20 ℃),稳定性高(甚至在高电流密度) 创新思路:甲基磺酸替代H₂SiF₆进行铅电解精炼,搭配人工合成添加剂,诱导溶剂化重构与界面特性吸附,实现粗铅均匀溶解、精铅平整致密沉积与高效低耗生产。 代表性研究1:甲基磺酸体系BNO12 添加剂对铅电解精炼的影响机制 工艺研究:与巴斯夫联合开发新型电解质体系,突破中试生产 2022年在韶关冶炼厂突破至中试生产: 设计、开发一套绿色高效铅电解精炼工艺,相较传统H₂SiF₆体系,解决生产环境问题,降低17.5% 17.5% 能耗;拓深铅电解精炼理论,形成迭代技术;铅电解精炼研究实现工艺优化。 创新性研究2—高效电冶金氨体系锌电沉积回收 锌的广泛应用:作为全球消费排名前五的有色金属,锌被广泛应用于镀锌、锌合金以及电池等领域。 二次资源及低品位复杂氧化矿锌提取需求迫切,二次资源及低品位复杂氧化矿正逐渐受到人们重视。 Zn -NH 3 -NH 4Cl -H 2 O(ZNNH )体系高效提取锌 其优势是运营成本低、净化流程简单、工艺流程短以及原料适应性强。 ZNNH 体系电积工艺技术瓶颈与科学问题 技术挑战:沉积锌疏松多孔;沉积锌边缘毛刺突出。 科学原因:ZNNH体系Zn 2+ /Zn (s) 交换电流密度较大;锌离子优先吸附界面缺陷与晶枝。 创新思路 思路依据:添加剂诱导的锌离子溶剂化重构与界面特性吸附,有望改善锌电沉积、槽电压、电流效率; 创新思路:引入添加剂调控ZNNH体系锌沉积:以钛为阴极板、Zn -NH 3 -NH 4 Cl -H 2 O为溶液体系,基于添加剂诱导的溶剂化重构与界面特性吸附机制,实现平整、致密、高电流效率锌电沉积。 最优添加剂比较 创新性研究3— 低碳电冶金金属电精炼耦合的电碳捕研究 习近平总书记提出,碳排放力争于2030年前达峰,争取在2060 年前实现碳中和,而冶炼行业是高碳排放行业,“双碳”下冶炼行业碳减排任务艰巨。 重大挑战与创新思路 重大挑战: 碳捕集成本高; 创新思路: 金属电精炼耦合的碳捕集,以有机胺为吸收剂、过渡金属为电介质,实现高效低耗金属电精炼耦合的电化学碳捕集。 先进电化学碳捕集技术主要参数对比 技术实施进度及发展规划

  • 专家谈:湿法炼锌电解液除镁关键技术研发及产业化应用【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅锌技术论坛 上,昆明理工大学教授李兴彬介绍了“湿法炼锌电解液除镁关键技术研发及产业化应用”的相关话题。 镁的危害及高复杂锌精矿利用现状 湿法炼锌镁的危害 湿法炼锌过程中,镁没有合适的开路途径,不断循环富集对 液固分离 、 净化 、 电积 等工序都带来很大的危害,国内外锌冶炼厂不同程度的受到了镁离子危害和镁渣处置的困扰。 电积: 槽电压升高,电耗增大。导致局部电阻过大,短路现象增加促进阴极析氢反应的进行,导致电流效率降低; 液固分离 :增加溶液粘度和密度,矿浆液固分离和过滤困难; 净化: 高浓度镁盐降低锌粉的反应活性,增加锌粉消耗; 溶液输送: 在管道、溜槽、容器壁形成致密的结晶,堵塞管道、损坏设备。 镁离子降低新液中锌离子浓度,增大湿法炼锌系统溶液循环量、增大能耗 受总硫酸盐浓度控制,镁离子浓度升高,新液中锌离子浓度降低。例如Mg离子浓度由15g/L升高至26~28g/L,新液中锌离子浓度由150g/L降低至120g/L,吨锌溶液循环量由10m3/t-Zn升高至13~14m3/t-Zn,溶液循环量增大40%,能耗同比增大。 已有的研究结果表明溶液中Mg2+由5.2g/L增加到40.2g/L,48小时锌电积电效由91.83%下降到80.26%;槽电压由3.24V上升到3.61V;直流电单耗由2893Kw·h/t片增加到3688Kw·h/t片。 镁离子的富集:增加溶液粘度、密度,管道堵塞,降低电流效率、增加电耗 高镁复杂锌精矿的处理是湿法炼锌行业面临的共性难题 高镁复杂硫化锌矿储量大,广泛分布于云南、贵州、四川、新疆等地的大型、超大型铅锌矿,金属锌储量超过 1800 万吨,占我国锌资源储量的 60% 以上,冶炼难度大。锌精矿中的镁主要以白云石和硅酸盐矿物存在,以连生、包裹和细脉浸染等形式为主,浮选难以分离。锌精矿精焙烧、浸出以硫酸镁形式进入湿法炼锌溶液。 湿法炼锌除镁国内外技术现状 硫化锌精矿酸洗除镁 在锌精矿焙烧前,采用稀酸对锌精矿进行浸出预处理,使精矿中镁以MgSO4形态进入溶液,进行过滤分离。用于处理含Mg过高的硫化锌精矿。 国外有些湿法炼锌厂,当硫化锌精矿含镁高于0.6%时,采用稀硫酸洗涤除去镁。但该方法带来有价金属的损耗,特别是锌精矿中含有ZnO、ZnCO 3 时,这一部分锌在酸洗时也将进入酸洗液中,增加回收工序,造成回收困难。 石灰中和除镁 当溶液中镁累积到一定程度后再抽取部分废电解液进行开路排镁。采用石灰乳、氨等试剂中和废电解液,沉淀出氢氧化锌,实现锌镁分离。 简单易行,但是运行成本高,生产的石膏渣量大,外销困难,堆存会带来很大的环保压力,产出的大量的石膏渣处理是带来的新难题,难以达到新环保法的要求。同时在成锌和硫酸的大量损失。 国内外除镁技术存在问题 冷冻结晶除镁新技术及产业化应用 昆明理工大学研发的湿法炼锌溶液物理法除镁专利技术及产业化应用 结晶除镁过程不添加化学试剂,清洁高效,经济效益明显。镁可以资源化利用或无害化处置,可与现有湿法炼锌工艺完全衔接。 关键技术及设备集成 研发了湿法炼锌电解液低温结晶除镁关键设备(约100m³/d),实现核心工艺参数和除镁目的,并相互验证。 工业化应用结晶母液及产物指标分析 结晶母液中杂质含量低,可返回湿法炼锌系统;结晶产物为锌镁硫酸盐混合物,通过火法处理实现锌镁的分离回收。 工业化应用能耗指标分析 成本结构分析: 综合经济效益 = (吨锌除镁后电解工序节约成本 + 吨锌除镁后节约的动力成本 - 吨锌除镁成本)×电锌产量=( 87.38 元 / 吨锌 +42.75 元 / 吨锌 -75.81 元 / 吨锌)× 10.1 万吨 / 年 =550.22 万元 / 年 结晶除镁工艺应用后,电解工序节约成本 883.20 万元 / 年,动力电耗节约成本 431.99 万元 / 年,扣除除镁成本 764.97 万元 / 年,综合经济效益为 550.22 万元 / 年。 结晶产物处置及镁资源化利用 结晶产物处置及镁资源化利用 镁资源化利用 镁分离产物可用于制备高纯氧化镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁等精细镁盐化工产品,碳酸镁晶须应用于汽车、冶金、涂料、国防、航空航天等领域。 总结与展望 高镁锌精矿的清洁利用是湿法炼锌生产过程面临的共性难题。 电解液选择性结晶除镁技术是高镁复杂锌精矿湿法炼锌除镁和实现镁资源化利用经济可行的技术路径。 电解液物理法结晶除镁及结晶产物处置工艺流程:电解液经过结晶母液预冷、冷冻结晶、离心分离得到硫酸镁结晶产物。再将结晶产物利用湿法炼锌工厂现有锌浸出渣还原挥发系统进行处置,分别获得水淬渣、氧化锌烟尘和硫酸 3 种产品,实现湿法炼锌过程中锌、镁和硫的分离和资源化利用。 结晶除镁过程不添加化学试剂,清洁高效,设备投入较小,经济效益明显。镁可以资源化利用或无害化处置,可与现有湿法炼锌工艺衔接。

  • 专家分享:中国锌冶炼工业技术创新与应用【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅锌技术论坛 上,中国恩菲工程技术有限公司冶金化工事业部高级工程师宋言介绍了中国锌冶炼工业技术创新与应用相关的内容。 背景介绍 我国以约20%的全球锌资源储量,提供了约50%的锌产能 锌资源过度开发;锌资源保障能力不足;锌资源对外依存度不断提高。 全球锌供不应求,产需倒挂。 处理锌浸渣、高炉烟灰等含锌二次资源以及低品位含锌氧化矿已经成为一种发展趋势。 湿法炼锌技术 锌精矿加压富氧直接浸出技术提升 项目简介: 某冶炼厂采用加压富氧直接浸出工艺,生产规模为10万t/a锌锭,锌浸出率98%以上,不需要建烟气制酸和尾气脱硫系统,锌精矿中的硫回收至硫磺。该工艺适用于硫酸没有销路的偏远地区。 焙烧-浸出工艺技术创新趋势 焙烧-常规浸出工艺中焙烧设备大型化;焙烧-常规浸出工艺浸出渣无害化;焙烧-热酸浸出工艺赤铁矿法。 某集团新建20万吨锌项目项目简介: 该项目新建规模为年产20万t锌,配套建设副产38万t/a硫酸的一套硫酸系统,以及综合回收各种有价金属的大型冶炼基地。该工艺选用1台186m2流态化焙烧炉。 无碳绿色湿法炼锌和赤铁矿工艺铁资源化关键技术 项目简介:云南某厂赤铁矿工艺铁资源化关键技术突破了赤铁矿法除铁的工艺瓶颈,解决了高铁闪锌矿单独冶炼开发利用的世界性难题。 锌资源回收技术 新疆60万吨/年铅锌冶炼项目项目简介 该项目根据火烧云低品位碳酸盐型铅锌氧化矿的特点,采用回转窑挥发,富集的铅锌氧化物烟尘选用湿法浸出-溶液净化-电解-熔铸后产出锌锭,设计规模为年生产56万吨锌和11万吨电(处理原矿250万吨/年)。该工艺共设置4台φ6.2m×92m回转窑及其配套的余热锅炉及收尘系统。 云南某厂锌浸出渣处理环保节能技改项目项目简介 该项目采用侧吹炉熔化+烟化炉烟化工艺,设计处理规模为处理锌浸出渣350t/d,处理铅锌共生氧化矿250t/d,已于2019年7月顺利投产。该工艺选用1台16m2侧吹熔化炉。 内蒙某厂锌冶炼浸出渣处理技术改造项目项目简介 该项目采用奥斯麦特炉熔化+烟化炉贫化工艺,设计处理规模为年处理16万吨锌浸出渣。熔化炉和烟化炉混合烟尘送氧化锌浸出回收锌和铟,弃渣水碎后外售。该工艺选用1台直径4.4m奥斯麦特炉和1台12m2烟化炉。 甘肃某铅锌冶炼厂锌冶炼资源综合利用项目简介 该项目设计处理规模为年处理14×104t/a铅银渣。现有生产工艺产出约10.4×104t/a铅银渣,经过滤干燥后送火法冶炼经侧吹熔化炉熔化+烟化炉烟化渣处理工艺挥发处理;不足部分搭配处理现有渣场堆存的铅银渣。该工艺选用1台13m2侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉和1台10m2烟化炉。 印度某公司锌冶炼工艺改造及锌渣处理项目项目简介 该项目现有黄钾铁矾工艺改造为常规浸出工艺,浸出车间焙砂年处理量为37万吨,采用烟化炉工艺处理浸出车间产出的含锌浸出渣,年处理浸出渣16万吨(干基),选用1台φ2.2×18m干燥窑和2台18m2烟化炉。浸出渣处理包括浸出渣干燥、配料、烟化炉处理浸出渣、烟气余热回收及烟气收尘。 火法炼锌技术 技术背景 技术创新点 1. 高效氧化熔炼锌精矿;2. 液态高锌渣熔融还原;3. 高效回收铜、银、铅、铟、锗等有价金属;4. 产出无害化一般工业固废渣。 技术优势 流程短、投资省: 新型火法炼锌工艺,主要包括熔炼-还原-精馏等主要工段,流程紧凑,子项少、生产车间少、占地小。 短流程工艺,设备和厂房投资小。按工程费用投资,降低20%以上。 成本低、能耗低、产品质量高: 常规的锌冶炼能耗主要集中在电力、渣处理燃料等两方面,新型火法炼锌工艺的综合能耗比现有的常规工艺更低,远优于国标要求。 相比湿法电锌锌锭,新型火法炼锌工艺可生产含品质更优、附加值更高的特定锌品种,用于制造高级锌合金、新能源电池、高端电镀、感光材料等高端产品。 锌冶炼数智化 基本原理 人类大脑神经元细胞的树突接收来自外部的多个强度不同的刺激,并在神经元细胞体内进行处理,然后将其转化为输出结果。 人工神经元也有相似的工作原理,上面的x是计算单元的输入,相当于树突接收的多个外部刺激。w是每个输入对应的权重,它影响着每个输入x的刺激强度。 如同大脑,将计算单元按照一定层次结构搭建人工神经网络越复杂越强大。目前我们所熟知的深度神经网络中的深度就是指层数多。 深度学习:训练深度神经网络的过程。网络构建好了后,只需将大量训练数据不断输入到神经网络中,它内部就会自己不停地发生变化不停地学习。 技术展望与个人浅见 数字智能技术与锌冶炼行业深度融合,将成为行业降本、增效、提质的有效手段,锌冶炼行业的数字智能化不能仅局限于某个设备、某个工序、某个流程,而是要有点及线,由线及面,打造从原料输入到冶炼流程到产品销售甚至整条产业链的数字智能化。 锌冶炼行业的自动化、数字化与智能化,其中,自动化为“体”,数字化为“魄”,智能化为“魂”,未来的有色工厂将越来越“鲜活”。 锌冶炼行业的自动化需要解决的主要问题在于在高温、高酸、高碱等极端冶炼条件下,增强“体质”,创新理论,开发新材料,打造适应冶炼极端环境的自动化装备; 锌冶炼行业的数字化需要解决的主要问题在于如何将现有冶金技术在各个工厂中的冶炼实践过程进行信息化,数字化处理,形成健全的可用于训练冶金人工智能的冶金大数据库; 锌冶炼行业的智能化需要解决的主要问题在于如何开发简便快捷且可靠的能够准确反应冶金过程这个“黑箱”的数据算法,且该算法还可以在人工智能的训练过程中不断迭代,不断进化。

  • 专家分享:铅锌固废过程强化研究进展【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅锌市场论坛 上,北京化工大学教授潘军青介绍了铅锌固废过程强化研究的相关进展。 研究背景 铅酸电池凭借其优异的性能在汽车点火和新能源储能等领域得到了广泛应用,但是市场同样面临着大量铅酸电池报废的问题。 目前,废铅膏的回收工艺主要分为两大类:火法冶炼和湿法回收,其中火法冶炼是当前使用最广泛的回收铅工艺。 本报告的主要回收铅技术路线和流程图如下: 实验结果与讨论——不同铅化合物的浸出效果对比 通过对氧化铅浸出和硫酸铅浸出的效果对比来看,在相同的反应条件下,单一PbO浸出率为98.3%,PbSO4浸出率为30.0%。研究发现,氧化铅组分可以促进硫酸铅的溶解过程形成协同浸出效应。当氧化铅和硫酸铅摩尔比为2:1或者更高时,总铅浸出率可达到98.6%以上。 实验结果与讨论——碱式硫酸铅浸出过程 经过优化工艺条件,铅膏预转化为碱式硫酸铅直接浸出率高达98.7%。 实验结果与讨论——强化浸出碱式硫酸铅过程 针对传统反应釜浸出存在浸出速度慢和浸出率低等问题,我们通过超级液膜反应器开展了碱式硫酸铅的强化浸出研究。经过工艺强化后,铅膏浸出时间缩短到60s,浸出率提高至99.1%。 实验结果与讨论——煅烧时间对碳酸铅热分解影响 通过测试不同的煅烧时间对碳酸铅热分解的影响,可以确定出最佳煅烧时间为40min。 实验结果与讨论——最佳条件下氧化铅的表征 实验结果与讨论——净化后絮凝渣的表征 絮凝后样品的Mapping测试表明,残渣中Fe元素分布密集,Pb元素基本没有,表明新开发的复合絮凝工艺有良好的除铁效果,且Pb损失极少。 实验结果与讨论——放大试验研究 废锂电池正极材料限域转化强化提锂新工艺 超级液膜反应器废铅膏强化脱硫工艺 针对传统废铅膏工艺时空产率低、脱硫速率慢、能耗高、SO2污染严重等问题,开发超级液膜反应器强化循环脱硫工艺。 石灰石超级液膜反应器强化脱硫工艺 传统搅拌脱硫方式,2h时脱硫率最高,仅为82.7%,新反应器实现强化脱硫过程,在3s内脱硫率达99.9%。 低品位锌锰矿渣强化回收工艺 针对锌、锰矿石回收氧化锌、氧化锰过程中反应时间长浸出效率低等问题,开发超级液膜反应器强化浸出工艺。

  • 2024年全球铅锌市场供应宽松 这三个国家投资前景广阔【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅锌市场论坛 上,中国国际矿业研究中心国际矿业政策研究所首席研究员张伟波围绕“全球铅锌资源供需形势与投资环境”展开了分析。他表示,2020年以来全球精炼铅供需总体平衡,供应略宽松,预计2024年供应和需求均小幅上涨,供给持续宽松;2023年,全球精炼锌需求减弱,出现供应略宽松态势;预计2024年供应增量超过需求增量和需求。供给进一步宽松。 资源概况 全球铅锌矿产资源量分布不均,中国、澳大利亚、俄罗斯,美洲科迪勒拉-安第斯山地区铅锌资源分布最为集中 铅矿资源概况 全球已探明铅储量7547万吨,中国、澳大利亚、俄罗斯和墨西哥已探明储量超过全球50%。 全球铅矿资源储采比仅为17年,中国、印度、美国、秘鲁储采比低于15年。 锌矿资源概况 全球已探明锌储量22567万吨,俄罗斯、中国、澳大利亚和墨西哥已探明储量约占全球48%; 全球锌矿资源储采比仅为19,中国、秘鲁、印度储采比低于15。 供需形势 全球铅矿资源供需概况 2020年以来全球精炼铅供需总体平衡,供应略宽松,预计2024年供应和需求均小幅上涨,供给持续宽松。 具体如下: 铅矿山产量总体下降,2023 vs 2014 产量下降19%;精炼铅产量增加17%,二次回收铅占比逐步上升,已达65%。 中国相比欧美国家二次铅循环利用水平较低 全球锌矿资源供需概况 2023年,全球精炼锌需求减弱,出现供应略宽松态势;预计2024年供应增量超过需求增量和需求。供给进一步宽松 锌矿山产量总体下降,2023 vs 2014 下降13%,精炼锌产量增加7%。二次回收锌占比逐步上升,已达10%。相比铅回收利用水平,仍有较大上升空间。 投资环境 秘鲁矿业投资环境: 有利因素: 秘鲁矿产资源丰富,矿产勘查投入大;矿业开放程度高,国际矿业公司投资活跃;政府鼓励矿业投资,保护外国投资。 主要风险:政治不稳定性尚未缓解;矿业税率较高且政策复杂多变;社区环保等因素限制矿业发展。 墨西哥: 有利因素: 矿产资源丰富,多种矿产储量居世界前列; 政府欢迎外资参与本国矿产开发。 主要风险: 政府干预负担较重; 社会安全风险突出。 哈萨克斯坦: 有利因素: 成矿条件好,矿产资源丰富;矿产资源开发程度低,储备矿山多;近年来相继出台鼓励外商投资矿业政策。 主要风险: 国际矿业公司占据先发优势;矿业项目技术风险突出;政策法规不稳定性较高。

  • SMM:储能行业带动铅炭电池长足发展 光伏锌铝镁镀层未来有望拉动锌消费【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 主论坛 上,SMM高级副总裁胡健讲述了“新能源崛起对铅锌行业的机遇和挑战”的相关话题。他表示,中国光伏市场是全球最大的增量市场,未来也将继续主导新增和累计容量,光伏行业锌铝镁镀层消费市场广阔,而锌铝镁镀层广泛应用于光伏行业,渗透率快速提高,未来有望带动锌消费;铅方面,随着市场规模的快速扩张和应用场景的拓宽,储能技术的安全性和建造成本愈发得到重视,铅炭电池凭借其优势将得到长足发展。 碳中和目标下“新三样”(光伏、电池、新能源车)的崛起将为铅锌带来发展新动能 中国铅锌产业发展现状 锌方面,中国精炼锌供应量在2023年达到700万吨左右,相较2022年产量提升明显;至于其终端消费分类占比,基建、光伏以及建筑等板块贡献主要消费量。 铅方面,自2020年到2023年间,精炼铅供应量呈现稳步提升态势,2023年年国内精炼铅供应量在774万吨左右。消费方面,铅蓄电池贡献主要消费量,占比高达90%。 新能源崛起:铅锌产业挑战与机遇并存 新能源发展驱动未来锌消费,储能蓝海加速铅炭电池长足发展,绿色低碳又能引领铅锌产业可持续发展,因此,整体来看,新能源行业的崛起,令铅锌行业挑战与机遇并存。 新能源发展驱动未来锌消费 全球能源绿色转型下光伏装机稳步增长,中国是全球最大的增量市场 2023~2030年,全球光伏新增装机量将持续增长,累计装机近4500GW, 年复合增速为22%;中国、美国、印度、沙特、巴西、墨西哥等光照环境好、政府扶持力度大的国家拥有较高的市场潜力。 SMM对2023年到2030年全球光伏累计装机量展开预测,SMM认为,全球加速布局以可再生能源为主的能源系统, 预计 未来三年保持 年均 400-600GW 的新增市场 规模 。SMM预测2023-2030年, 全球光伏新增装机 近 4500GW ,其中中国占比约6成。 单看中国光伏市场,中国光伏市场是全球最大的增量市场,2023年新增217GW装机规模,占全球新增容量的51.67%,未来也将继续主导新增和累计容量,光伏行业锌铝镁镀层消费市场广阔。 锌铝镁镀层广泛应用于光伏行业,渗透率快速提高,未来有望带动锌消费 锌铝镁合金镀层支架表面硬度高、镀层耐蚀性强,同时具备切口自愈功能,能够有效对机械加工形成切面保护,满足C3/C4防腐标准;此外,锌铝镁支架大幅降低厂商的加工成本及维护成本。 据悉,在中国,锌铝镁合金下游消耗方面,光伏行业占比高达58%,汽车行业在18%左右;全球锌铝镁合金下游消耗中,光伏行业占比30%,汽车占比20%,家电占比15%左右。 数据显示,2023年全球主要地区光伏用锌铝镁渗透率尤以中国最为领先,渗透率高达45%,预计到2030年其渗透率有望达到80%左右;亚太地区(不含中国)到2030年光伏用锌铝镁渗透率或将达到61%左右。 新能源汽车渗透率提高将带动橡胶行业氧化锌需求增长 车辆自重大: 由于电池组的重量较大,一辆电动乘用车的质量相较于同等规格的燃油车高200~500kg,需要轮胎拥有更高的抗压能力和耐磨耗性能; 除对轮胎的机械结构进行重新设计外,氧化锌作为轮胎橡胶的补强剂,在新能源汽车轮胎配方中的用量更高。 启动速度快: 电动车的电机可以在启动时输出峰值扭矩,一般比燃油车起步加速更快。轮胎在短时间内会积聚大量的热,影响轮胎的性能和寿命,需有针对性地提高轮胎的散热性能。 氧化锌作为轮胎橡胶的散热剂,在新能源汽车轮胎中的添加量因此提高。 SMM预计,自2023年到2028年,我国氧化锌下游行业需求有望增加4.7万吨左右。 由于车辆自重、扭矩以及对胎噪要求的差异,新能源与传统燃油车已经开始分化。轮胎厂商对新能源汽车轮胎在机械结构、产品配方等方面都进行了重新设计; 作为轮胎的补强剂、耐磨剂和散热剂新能源汽车渗透率的提升将带动橡胶行业氧化锌需求增长; 随着电动商用车和工程机械的渗透率上升,其轮胎(TBR和OTR)中需要新添加的氧化锌绝对数量将更大,有利于进一步拉动轮胎行业对氧化锌的需求。 储能蓝海加速铅炭电池长足发展 锂电池、钠电池来势汹汹,传统铅酸电池应用面临挑战 铅酸电池的传统应用包括两轮电动车及汽车启动用蓄电池。目前,该两种下游应用均面临着锂电池或钠电池的挑战; 自2009年开始,比亚迪便已开始研发12V磷酸铁锂电池系统。磷酸铁锂启动电池相比于传统铅酸电池具有寿命长、轻便小巧的优势。2023年,比亚迪宣布旗下所有车型进入全车无铅化时代。 两轮车方面,随着2023年成本下降,锂电池的渗透率凭借其轻便、续航里程厂的优势开始恢复并将持续上升,压缩铅酸电池的市场份额;SMM预计,到2027年,全球电动两轮车及平衡车锂电池渗透率有望达到46%左右。 同时,钠离子电池由于其安全性高、成本低、能量密度相对较低的特点,更加适用于两轮电动车、A00级电动车以及户用储能市场。未来两轮车市场也将愈发频繁地见到钠离子电池的身影。 随着市场规模的快速扩张和应用场景的拓宽,储能技术的安全性和建造成本愈发得到重视,铅炭电池凭借其优势将得到长足发展 政策带动铅炭电池在工商业储能、UPS备电等场景的应用 2022 年 6 月,国家能源局公布《 防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿) 》。其中针对锂电池、铅炭电池、储能站相关的细则包括: (1) 中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池, 不宜选用梯次利用动力电池;选用梯次利用动力电池时,应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。 (2) 锂离子电池设备间不得设置在人员密集场所,不得设置在有人居住或活动的建筑物内部或其地下空间。 锂离子电池设备间应单层布置,宜采用预制舱式。站房式锂离子电池设备间,单个防火分区电池容量不宜超过6MW·h;超过 6MW·h 时,室内应设置固定自动灭火系统 安全性: 在锂电池使用受限制的特殊环境如人群密集场所或高价值设备机房,其备电、储能项目方面铅炭电池凭借其较高的安全性,适用性更强且带来的安全隐患更少; 成本优势: 目前的铅炭电池建造成本在 0.35-1 元/Wh左右,相较于锂离子电池 0.8-2 元/Wh的成本而言具有较大的经济性优势。同时随着铅炭电池的技术不断成熟,电芯成本的不断降低,采用铅炭电池作为电化学储能技术的经济优势预计不断增强。 铅炭电池在建造成本上优势显著,已成为中国储能市场的主要参与者 根据不同电化学储能各项性能的对比来看,铅炭电池靠着350-1,000元/KWh的建造成本在一众电池中遥遥领先,目前已经成为中国储能市场的主要参与者。 绿色低碳引领铅锌产业可持续发展 电力于2021年纳入全国碳交易市场,未来铅锌行业也将逐步纳入 发电行业是中国最大的碳排行业,在2021年被首批纳入碳交易市场。“十四五”期间,有色等高耗能行业将被逐步纳入全国碳市场; 2024年3~4月,生态环境部就铝和水泥行业的企业温室气体排放核算与报告指南与企业温室气体排放核查技术指南公开征求意见,预示着电解铝和水泥行业很可能成为接下来被纳入全国碳市场的行业; 按照高耗能行业“成熟一个,纳入一个”的原则,有色行业不同品目将分步被纳入全国碳市场。铝行业将率先纳入全国碳市场,未来铜、锌、铅将在条件成熟后纳入。 借力新能源,铅锌冶炼企业可在碳排放权交易市场中获利 被纳入全国碳市场的碳市场,且年排放量大于2.6万吨CO2e/年的企业将被纳入全国碳市场,可参与配额(CEA)交易。未被纳入的企业无法参与到全国碳排放权交易市场; 截至目前,仅有发电行业被纳入全国碳市场。按照生态环境部的规划,“十四五”期间,化工、建材、钢铁、有色、造纸等八大高耗能行业都会被纳入全国碳市场。由于有色行业的排放较高,加之欧盟CBAM涵盖了铝产品,有色行业很可能参与到第一轮碳市场扩容当中; 有色行业一般采用行业基准线法分配配额,如铅锌冶炼行业能够通过工艺升级、设备电气化、自建光伏电站等方式降低碳排放,将能够留出多余配额以出售获利; 冶炼企业也可通过加强碳资产管理,利用交易碳配额与碳减排量获利。 SMM战略咨询:主要服务覆盖

  • 专家谈:矿企ESG治理存在诸多问题 如何提升ESG治理水平?【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 主论坛 上,中国地质调查局发展研究中心矿业金融研究室博士孙仁斌介绍了当下中国矿业企业践行ESG理念的现状,并说出了自己的思考。他表示,矿企ESG治理存在诸多问题,譬如缺乏 连续性、主动性、客观性、适用性、可行性、可比性、可靠性以及交互性等,需要从认知、执行以及应用层面来提升矿企ESG治理水平。 ESG是当前国际资本市场主流商业价值观 2021年,德勤曾表示,“ESG的水平较高的上市公司一般具有较好的风险控制能力,表现为面临更少的诉讼争议和监管处罚,系统性风险较低。” 矿业领域ESG风险较多 此外,需要注意的是,“绿色矿山”已蕴含ESG理念,但与“ESG信披标准” 差异较大,不论是在评价对象、获取方式、指标权重、执行模式、适用范围还是考核时效方面,均有较大的差异。 ESG的商业逻辑 基本概念 中国矿企践行ESG理念的现状 披露 矿业上市公司ESG信息披露率整体偏低,不利于评级机构获取ESG关键指标。截至2022年,矿业上市公司ESG已披露家数总计71家,披露率在55.47%左右。 矿业上市公司ESG信息披露连续性较差,不利于矿业企业改善ESG绩效。 矿业上市公司ESG信息披露质量不高,不利于矿业企业提升ESG评级。 当前披露监管现状是未出台强制性披露政策,标准缺乏政府公信力背书,起步晚,国外2004,国内2016。 评级 国外机构对我国矿业企业ESG评级结果偏低,不利于矿业企业海外融资;国内机构对矿业企业ESG评级结果差异较大,不利于投资者投资决策;国内机构评级结果分布规律差异显著。 投资 1. 我国矿业ESG股权投资规模小,16家被14只ESG投资基金持有,份额合计119.83亿,矿业上市公司总市值占比0.27%。 2. 我国矿业ESG投资产品缺失。 矿企ESG治理存在的问题 存在的问题 (一)缺乏主动性 部分矿业上市公司对ESG理念认知不清,认为ESG信息披露耗费成本,缺少披露的动机 (二)缺乏连续性 ESG信息披露不连续,企业次年的ESG评级大概率会下调,不利于矿业企业改善并提升ESG绩效,关注可持续投资的潜在投资者对企业的ESG信用会产生质疑,间接影响企业融资。 (三)缺乏适用性 ESG报告编制缺少标准化指引,报告难以抓住ESG评级机构的“采分点”,关键数据缺项导致评级结果较差。 (四)缺乏客观性 只披露对自身有利的信息,隐瞒不良信息,风险信息披露不足导致投资者与企业之间存在信息不对称。 (五)缺乏可行性 ESG信息的特点是点多面广,整合难度较大,由于矿业上市公司的下属分支机构较多,缺乏统一的信息收集机制导致ESG信息收集工作和指标计算过程极为复杂。 (六)缺乏可比性 定性数据多,定量数据少,披露的ESG信息使用率和价值较低,难以进行行业内横向比较。 (七)缺乏可靠性 ESG报告没有进行权威第三方机构验证,存在“漂绿”嫌疑,导致投资者对矿业企业披露的数据真实性和准确性存有疑虑。 (八)缺乏交互性 企业与评级机构、投资人、融资机构、下游客户、非政府组织等利益相关方沟通不畅,难以明确各方关注的重要ESG议题。 提升ESG治理水平的方法路径 推出指南 认知层面:充分认识ESG的重要意义和商业逻辑; 执行层面:积极提升ESG的管理水平和披露质量; 应用层面:有效运用ESG的融资规则和金融工具。

  • 赵武壮:新质生产力助力铅锌行业发展 但这四个问题有待解决【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 主论坛 上,中国有色金属工业协会特聘专家赵武壮 表示, 发展新质生产力是当前我国实现经济和社会高质量发展的必然选择。对铅锌这个经济和社会发展不可或缺的传统产业,也是我国的优势产业来说,就是加装了“新引擎”,所以依靠科技创新和全员素质提升,加快推进产业的智能化、绿色化,不仅是当前和今后一个时期我国铅锌产业的发展方向,也是国家政策的基本取向。 当前国家支持铅锌产业发展新质生产力的政策 2024年3月,国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,特别强调:聚焦钢铁、有色、石化、化工、建材、电力、机械、航空、船舶、轻纺、电子等重点行业,大力推动生产设备、用能设备、发输配电设备等更新和技术改造。 为了落实行动方案,工信部正在组织编写有色金属工业大规模设备更新指南,涉及铅锌产业的内容主要是:推进铅锌ISP冶炼工艺改造;推广液态高铅渣直接还原,绿色高效炼锌;加快推广锌湿法冶炼浸出渣资源化利用和无害化处置等工业固废综合利用技术与设备,支持共伴生原料、冶炼渣中有价金属回收利用;加大铅等再生金属资源回收利用成套设备推广应用,支持铅、锌等冶炼矿产原料和废杂原料的一体化设备改造。 2023年12月,国家发改委发布了《产业结构调整指导目录(2024年本)》,为推动有色金属产业智能化、绿色化,巩固优势产业领先地位,在鼓励类中包括有色金属现有矿山接替资源勘探开发,紧缺资源的深部、难采及低品位矿床开采,矿山尾矿充填采矿工艺、技术及装备;冶炼鼓励高效、低耗、低污染、新型冶炼技术开发及应用;综合利用鼓励高效、节能、低污染、规模化再生资源回收与综合利用,特别提出了锌湿法冶炼浸出渣资源化利用和无害化处置。 为了发展新质生产力,国家不断出台强有力的政策,这些政策不仅指明了铅锌发展新质生产力的方向,而且为产业发展新质生产力营造了良好的政策环境。在国家政策的引导和支撑下,我国铅锌产业必将在高质量发展的道路上实现新的跨越,占据国际竞争的新高地。 铅锌产业发展新质生产力不断取得进展 在国家政策引导和支撑下,我国铅锌产业依靠科技创新和人才素质提升,要素资源配置持续优化,新质生产力发展取得重要进展,已经在智能化、绿色化发展道路上迈出坚实步伐。 在发展智能制造方面,我国铅锌企业积极利用新一代信息技术推动数字矿山、智能工厂建设,智能化赋能取得实效。 在绿色发展方面,由于铅是有害人类健康的元素,而铅锌又是共生矿产,所以绿色发展是直接关系铅锌产业生存的核心问题,一直受到各方面的高度关注。在全行业的共同努力下,通过不断加大技术改造投入力度,我国的铅锌产业的绿色发展水平得到明显提升。在国家工信部发布的2023年度全国1488家绿色工厂中就有湖南株冶有色金属公司、深圳中金岭南公司韶关冶炼厂、河南豫光金铅公司、 通过智能化、绿色化发展,我国铅锌产业的新质生产力正在逐步形成。2023年,我国铅锌冶炼环节完成固定资产投资比上年增长23.1%,在国内铅锌市场需求已经进入平台期的背景下,投资的大幅度增长并不是简单地扩大生产规模,而是顺应智能化、绿色化大趋势,实施的工艺技术内在质量提升。 当前我国铅锌产业发展新质生产力需要解决的问题 第一,政策需要与时俱进。 第二,持续的技术创新能力培育。 第三,高素质人才培养和造就。 第四、坚持不懈地推进国际合作。

  • 专家分享:铋元素对铅酸蓄电池性能的影响【SMM铅锌峰会】

    在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅酸蓄电池技术论坛 上,超威集团 工程师、博士吴永新分享了铋元素对铅酸蓄电池性能的相关影响。 铋元素对铅酸蓄电池性能的影响 极化曲线 从曲线走势可以看出, Bi含量的上升合金的析氧电流密度上升,析氧速率会上升;Bi含量的上升合金的钝化保护电位下降,耐腐蚀能力下降。 电化学阻抗测试-1.458V 通过极化电压1.458 V、1.958 V、以及2.258 V时的电化学阻抗实验可以对比得出, Bi元素能提高阳极膜的阻抗。 阳极膜主要成分为PbO2,此时铅合金阳极表面阻抗整体很低;当Bi的添加含量为0.002 wt.%左右时膜阻抗最高。 在极化电压2.458V时的电化学阻抗试验结果如下: 阳极膜的表面主要发生剧烈的OER反应;阳极膜主要成分为PbO2,阳极膜阻抗进一步降低;Bi元素的加入会降低合金的析氧阻抗,导致析氧加快。 机械性能及板栅耐腐蚀测试 通过相关试验可以得出结论,电解铅中铋含量升高使冲网合金板栅的机械性能下降;电解铅中铋含量升高使冲网合金板栅的耐腐蚀性能下降。 电池循环性能测试 在实验室测试中,低铋0.0008%标准的正板合金各种循环寿命要好于高铋合金。 电池循环失水性能测试 高铋合金在实验室循环测试中,铋含量提高后,增加了电池的失水率。 通过电池解剖实验可以得出, 电解铅中铋含量升高使冲网合金板栅变形量增加;电解铅中铋含量升高使冲网合金板栅的耐腐蚀性能下降。 铅粉用铅中铋元素含量对电池性能的影响 成分分析及铋对失水性能的影响 1.再生铅做为铅粉时,失水率增加的主要因素是其他杂质元素带来的影响; 2.铋元素含量的升高,对失水率的影响较小。 铋元素含量对电池循环性能的影响 通过铋元素含量对电池循环性能影响的对比中发现, 铅粉中铋元素含量的使用验证已进行了大批量的市场验证,铋元素对电池性能的影响较其他杂质的影响要小。 铋元素含量对板栅生产过程中的影响 板栅外观缺陷 再生铅中铋含量较高,通过搀兑的方式降低铋及其他杂质的含量,可改善板栅浇铸/连铸等工艺下的缺陷。 再生铅中铋含量较高,通过搀兑的方式降低铋及其他杂质的含量,可改善板栅的机械性能,降低生产报废率; 通过对1#、2#以及3#板栅断口形貌可以发现: 1、铅中杂质元素高导致夹杂、部分脆性第二相、针状组织的形成,可以考虑采用电解铅配入提高铅液纯度。 2、针状组织的出现,说明形成了与基体不共格的第二相,在断口组织中,发现有部分导电性较差的组织,是铅的氧化物及其他碳夹杂物,可以考虑进一步增强熔体除杂。 3、连续大气孔。连续气孔的形成是铅液流动性较差而导致的连续气孔。

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