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》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 “双碳”下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-锌市场高质量发展论坛 上 , SMM大数据总监李代胜围绕锌市场进行回顾、分析与展望。他表示,长周期来看,国内矿依旧会维持紧平衡的状态,2021年及2022年中国锌市场均处于供不应求背景,预计2023年锌市场供应或将小幅过剩。未来还需持续关注宏观方面消息对有色金属的影响。 辅材、人工各项费用大幅上涨 国内矿75%分位成本曲线上移至13800元/金属吨 2020年全球大通胀推升矿生产成本大幅抬升20~30%,一定程度上抬高了商品的底部。 据SMM了解,2022年,海外锌矿75%分位线在1850~1900美金/吨,国内矿75%分位线从2017年的10500元/金属吨上移至13800元/金属吨,同比大幅抬升近3000元/金属吨。 闭坑、劳动力短缺、极端天气、品位下滑等问题导致海外锌矿负增长 而海外锌矿因闭坑、劳动力短缺、极端天气以及品位下滑等因素影响,在2022年锌矿产量迎来负增长,其中秘鲁以及澳大利亚矿及加拿大贡献海外矿主要减量。 不过SMM预计,2023年海外锌矿产量有望同比增加2.1%。 1季度SMM锌矿产量同比增加1% SMM整理了自2013年5月5日到2023年5月5日以来的国内锌矿生产利润情况,从中可以发现,国内锌矿企业生产利润波动剧烈。 2023年2季度,国内锌矿企业利润居于高位,带动冶炼厂生产积极性,据SMM调研显示,2023年1季度,SMM国内锌矿产量同比增加1%。 国内外锌矿预期变动量 SMM对国内外锌矿2023年变动情况做出预测,综合来看,SMM预计2023年国内锌矿增加8万吨左右,海外锌矿增加19万吨左右。 2季度锌矿进口环比较1季度逐步减少 SMM整理了自2020年10月以来海外锌精矿进口量以及锌矿到港数据,从其中可以发现,海外港口发货量环比走低,2季度锌矿进口量或回归至35~40万吨。 此外,近期港口到货数据开始走弱,证明出港减少逐步传导到到货。 1~2月的集中到货来自去年四季度炼厂的集中采购 从SMM整理的1~3月锌矿进口量来看,1、2月份锌矿进口相比同期增加明显,SMM调研了解到,1~2月的集中到货来自于2022年4季度冶炼厂的集中采购。整体来看,1~3月锌矿进口同比增加28.8%。 东南亚进口矿减少 导致西南一带矿供应偏紧 据SMM整理的海外多个地区锌精矿月度进口量来看,哈萨克斯坦矿进口量在2023年高位回落,此外,东南亚地区锌矿流入也逐步减少。 炼厂高开工率导致矿平衡偏紧逻辑提前 进入2023年以来,国产矿加工费在一季度整体维持高位,高利润带动冶炼厂开工积极性,冶炼厂多维持高开工率,导致矿紧平衡逻辑提前。 近期国产矿加工费已经大幅回落至4800元/金属吨,港口库存锌矿开始向炼厂厂库转移。 海外锌冶炼转亏为盈 炼厂复产预期开始增强 SMM整理了荷兰、德国、意大利以及法国冶炼厂的理论生产利润情况发现,随着俄乌战争影响逐步消退,欧洲能源危机有所缓解,海外锌冶炼厂逐步实现转亏为盈,炼厂复产预期开始增强。 俄罗斯断气+能源结构单一 海外炼厂主动减产 而回顾2022年,海外锌锭产量同比下滑5.92%,其中欧洲冶炼厂减产贡献了2022年的主要减量。预计随着欧洲冶炼厂逐步从能源危机中恢复,2023年海外锌锭产量将明显提升。 其他地区锌锭产出方面, 2023年1~3月份,亚洲两国——日本及韩国锌锭出口量同比继续增加,整体供应稳定。印度和澳洲生产也较为稳定,出口处于同比高位。不过加拿大炼厂产量维持低位,导致出口相较往年大幅减少。 当前利润矿产锌仍可维持高负荷生产 SMM调研了冶炼厂不含副产品以及加上硫酸和小金属之后的冶炼利润情况后发现,虽然当前国内矿产锌炼厂理论上利润在快速收缩,不过当前利润下,矿产锌炼厂仍可维持高负荷生产。 且国内锭端的预期短缺推升比价上行,国内矿进口利润逐步增加。 此外,当前限电影响减少,炼厂生产回归稳定,辅料价格的回落,一定程度上带动炼厂成本亦在逐步下滑。 再生锌产量占比已经接近10% SMM调研显示,自进入2023年以来,锌价大幅回落,加之废料短期供应偏紧,再生锌企业几乎全面亏损。而生产持续亏损也或导致湖南地区炼厂生产不稳定。 炼厂直接冶炼合金比例逐年提升 据SMM数据显示,近年来,炼厂近年来进一步抬升压铸合金生产比例,炼厂热镀合金比例逐年提升。 国内锌冶炼新投产能 SMM调研了国内锌冶炼企业新投产能的情况,其中多数均在2023年~2024年间投入生产。 2季度关注国内进口锌锭流入量 据SMM数据显示,一季度国内锌锭进口量同比继续维持低位,当前比价依然不支持大量进口锌锭流入,2季度需要关注国内进口锌锭流入量。 1季度国内需求基本依靠镀锌支撑 从锌下游三大主要消费版块来看,压住需求在1季度整体表现悲观,镀锌需求是支撑一季度锌需求的核心。 同时,基建投资的高增长也推动了1季度国内锌需求表现强劲。“保交楼”政策下,国内房屋竣工面积累计同比增速率先转正。 但需要注意的是,据SMM对30大中城市商品房成交面积以及专项债投放方面的表现来看,1季度支撑国内需求的地产和基建均有走弱的迹象。 从加工环节来看,自2023年4月份以来,水泥及沥青增速斜率放缓;从库存角度看,水泥库存压力较大,玻璃库存下行斜率放缓。 基建项目集中开工带来的集中采购 推升1季度镀锌结构件开工率 回顾一季度消费,在基建项目的集中开工带动下,企业开启集中采购,提升一季度镀锌结构件开工率, SMM镀锌企业周度开工率 最高一度冲至79.92%。但随后基建需求见顶,国内镀锌开工率持续滑落。 不过近期出口订单同比好转,托底镀锌板产量维持高位。具体来看出口方面,土耳其订单转移至国内,1季度国内镀锌板出口同比回归正增长。 压铸行业春节后需求快速见顶 据SMM压铸锌合金开工率显示,压铸行业在春节过后开工率经历一波上行后,需求快速见顶,开工率逐步下滑,压铸订单方面也表现疲软。 氧化锌行业同样需求开始见顶 氧化锌行业方面表现与压铸行业累死,其需求同样较为低迷并逐步见顶。 锌显性库存继续走低 隐性库存则低位抬升 库存方面,据SMM数据显示,锌显性库存依然处于历史偏低水平,但隐性库存则呈现低位抬升的局面。长单比例减少导致炼厂厂库库存有所积压。 镀锌成品库存呈现季节性累库 原料库存则多为投机备库 且据SMM对镀锌企业成本库存的调研数据来看,镀锌成本库存呈现季节性累库的状态,原料库存则在低锌价的刺激下有所增加,多为投机备库,不能反映市场真正的需求。 而除了镀锌企业,压铸企业也在逢低积极备货,成品库存方面,需求疲软导致压铸企业以降库为主,成品库存持续走低。 氧化锌企业方面,也在订单表现低迷的背景下,企业成品库存以去库为主,仅维持刚需采购。 贸易商长单比例降低+仓库质押问题尾端影响 显性库存入库量大幅减少 SMM调研了锌锭出库以及入库数据,从出库数据看 国内需求实际表现更为一般,锌锭入库量也大幅减少。 供应压力加大 叠加进口预期量增加 需警惕现货升水高位回落 SMM数据显示,当前锌锭库存依旧整体处于去库态势,低库存逐步驱动锌现货转为升水,而考虑到欧洲近期现货升水开始加速走弱,在供应压力加大叠加进口预期量增加的情况下,需要警惕现货升水高位回落。 国内需求走弱 比价上行动开始走弱 据SMM了解,当前国内锌结构走扩,海外仍维持BACK结构。随着国内需求走弱,沪伦比值上行动力也开始走弱。 SMM指数领先现货升水,具体表现如下: 2021~2023年供需平衡预测: 据SMM锌供需平衡表显示,2021年及2022年中国锌市场均处于供不应求的状态,2023年预计锌市场供应或将小幅过剩。 》点击查看 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会 专题报道
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 双碳下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 SMM5月18日讯:在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-铅资源综合利用论坛 上 , 南京汇普乐佳科技有限公司总经理任安福介绍了中国铅产能及铅电池经济与碳排放贡献、全球共识与中国高质量发展的核心、铅电池产业高质量展的动力、铅电池产业高质量发展路径、铅电池产业高质量发展实践理念等内容。 中国铅产能与铅电池经济贡献 2022年中国铅产量781.1万吨,同比增长4%,其中,再生铅产量为423.03万吨,同比增加4.49%;再生铅占铅总产量的54.1%,铅酸蓄电池用铅约680多万吨,占87%以上。 2022年中国铅电池用铅约680多万吨,电池产能约23656万kVAh,占据电池工业总产值30%以上,约占全球45%产能。 近10年来,铅电池市场年复合增长率在2%左右,预计未来较长时间,铅电池整体市场仍将维持小幅增长态势。 铅电池的碳排放贡献 2022年国内铅蓄电池产量23656万kVAh,生产环节CO2排放量约733万吨,全生命周期碳排放量约1516万吨。 铅电池产业全生命周期碳排放、资源循环、经济性、安全性更有发展空间。但铅电池产业唯一出路,坚持绿色低碳,坚持高质量发展,坚持创新求变,研发新型环保、长寿命、低成本、更安全铅电池技术。 中国电力结构现状 碳达峰、碳中和战略背景下,我国能源结构面临挑战,绿色低碳转型是当务之急。 铅电池生产用电约22kWh/kVAh,全年用电量约52亿kWh,占全国发电量0.07%,占三峡全年发电量10.8%。 全球共同目标--碳中和 2020年,中国提出“3060”目标,也称双碳战略,即二氧化碳排放力争于2030年达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。 中国高质量发展核心:绿色低碳 高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务 1、着力提高全要素生产率。持续优化劳动、资本、土地、资源等生产要素配置,不断提高全要素生产率,形成优质高效的现代化产业体系、多层次的创新体系。 2、着力推动绿色低碳发展。处理好发展与减碳关系,统筹有序推进碳达峰工作,落实好碳中和行动方案,完善能源消耗总量和强度调控,大力推进煤炭清洁高效利用,加快规划建设新能源供给消纳体系,推动产业结实现高质量发展必须要把握三点核心要构、能源结构、交通运输结构等调整优化。 双碳战略终极目标:发展新能源 2025年:1、非化石能源消费比重达到20%左右;2、单位或内生产总值能耗比2020年下降13.5%;3、单位或内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%。 2030年:1、非化石能源消费比重达到25%左右;2、单位或内生产总值能耗比大幅下降;3、单位或内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%。 2060年:绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能、源体系全面建立,能源利用效率达到国际先进水平。 双碳战略终极解决路径:发展新能源 能源开发实施清洁替代、能源使用实施电能替代,技术创新加速碳达峰。 发展新能源就必须发展储能系统 特斯拉未来将实现储能规模达到240TWH,可再生电力达到规模30TWh,在制造方面投资10万亿美元。探讨如何将地球资源用于可持续能源生产。 “如果在2030年前实现风电、太阳能发电装机量跟2022年相比增长3倍,动力、储能电池产量增长29倍,电动汽车产量增长11倍,那就能在2050年前实现地球能源100%可持续。” 2050年新能源占比:光伏和风力发电在全球能源占比48%,可再生能源在全球能源中占比64%。 2030年储能装机需求:全球最大两个市场中国、美国,2030年储能预期装机容量占比54%。 发展储能就离不开电化学储能 2022年全球抽水蓄能占比最大,中国电化学储能装机规模第一。铅电池与锂电池占化学电源95%以上份额。 全球电化学储能装机容量预测:未来10年全球化学储能装机持续高速增长,预计年复合增长率将达31%以上。 电化学储能技术发展对于能源转型和可持续发展具有重要意义。 未来5年,中国电化学储能装机累计年化复合增长率可以达到57%-70%,实现真正的超高速增长。 发展动力:市场与政策驱动 市场动力 1、2022年太湖能谷拟向天能股份采购30GWh铅炭电池,建设共享储能电站。 2、超威集团联合吉电股份打造铅碳类首个“百兆瓦时”用户侧储能项目。 政策驱动 1、中国铅锌行业高质量发展共识:1)推动铅锌产业结构优化升级,构建科学合理的产业体系,由产能规模扩张向质量效益提升转变,提高产业集中度。2)坚持绿色低碳循环发展,加快绿色低碳转型,降低全流程碳排放,推行节能降碳技术,积极参与消纳绿色可再生能源,保证如期实现碳达峰。 2、国家《关于加快推动新型储能发展的指导意见》与《“十四五”新型储能发展实施方案》明确指出:开展铅炭电池-----等新一代高能量密度储能技术。” 3、广东省推动新型储能产业高质量发展的指导意见(九)开展储能前瞻技术研究,研发新型环保、长寿命、低成本铅炭电池,开发高导电专用多孔炭材料。 4、2022年,工信部联合发布《关于推动轻工业高质量发展的指导意见》,重点工程: (一)科技创新,关键技术研发工程。 (二)高质量发展工程。 (三)绿色低碳发展工程。 (四)数字化发展推进工程。 要求深入推进绿色低碳转型: 一是加大行业节能降耗和减污降碳力度,推动废弃产品循环利用。 二是建设绿色产品标准、认证、标识体系,积极推进绿色制造,清洁生产改造,清洁能源替代。 三是完善终端用能产品能效标准。 发展动力:技术驱动 1、国际电池创新联盟(CBI)强调铅酸电池技术的潜力并没有得到充分开发,可以利用储能市场不断增长的机会实现研发目标。 2、铅电池理论比能量170Wh/kg,现水平只有35-45Wh/kg,提升仍有潜力空间。 发展路径之一:高度密集 向寡头集聚:1、做强做高。2、减少内卷。3、提高与锂电竞争力。 预计2030年后,中国有可出现20家左右大型铅电池集团巨头,占80%-90%产能。 1、向全产业链整合集聚;再生铅、隔板、塑料制品、装备等。 (1)天能、骆驼模式;(2)美国铅电池、日本GY铅电池产业之路。 2、电池集团之间再整合,天能、超威、骆驼模式。 3、向整车产业链整合;雅迪模式。 向寡头集聚,核心提高原创力,增大国际话语权,提高产业竞争力,避免重复研发,扩大内需。 自铅电池发明以来,所有新技术都来自国外。如阀控电池、纯铅电池、水平电池、卷绕电池、铅碳电池等。 发展路径之二:创新研发目标 行业共同目标: 提高比能量、比功率、寿命及其它性能。 产业巨头专注研发,最有利商业化,是绿色低碳、高质量发展的一大出路。 基于提高比能量、比功率,低成本优势的基础材料研究方向: (1)铅碳合金研究;(2)无铅板栅的研究;(3)改性铅粉研究;(4)碳材料的研究;(5)4BS的研究;(6)添加剂的研究。 发展路径之三:新产品方向 发展路径之四:低碳工艺 化学回收 低碳新工艺是铅电池产为高质量发展的核心:铅电池达到99.5%以上回收再生,达到国际先进水平;锂电池回收物约60%,40%主要成份为负极、隔膜等,基本通过焚烧处理,无法循环再生,增加碳排放。 高速连铸 连续极板工艺装备,已改变中国产业走向:节能、高效、自动化,成本低。 快速压力固化 节能高效铸焊 全自动定量注铅电池铸焊装配技术已得到认可与应用。节能高效2.5K只/秒,节电80%,减排70%,质量更高,成本更低。 真空快速化成 发展终极目标:全面融合 基于第一性原理,去人为化,Limoneplate、onebatteryoronefactory理念,推动产业绿色低碳、高质量发展。 发展实践预期:高质高效、低碳低成本 基于第一性原理,去人为化,Limoneplate、onebatteryoronefactory理念,推动产业绿色低碳、高质量发展。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 双碳下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 SMM5月18日讯:在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-铅资源综合利用论坛 上 , 江苏新日电动车股份有限公司副总经理雷宝荣分析了铅酸蓄电池及锂电在电动车行业的应用,并对其未来发展趋势作出展望。 铅酸电池与锂电池的区别和特点 铅酸电池与锂电池的区别特点 安全性能方面,铅酸电池由于电解质主要是硫酸,极板是铅。这些都是比较稳定的物质,虽然除了硫酸电解液,铅酸电池内部还有水,一旦电池内部短路就会把水电解成氢气和氧气,这两种气体都是可燃气体,尤其是氢气过量后,遇到明火就会发生爆炸! 但是现在一般使用都是胶体电池,电池内部水分含量少,被电解的氢气和氧气的浓度低,因此不容易发生起火爆炸的风险。 锂离子电池由于具有优良的性能而得到了广泛的应用,同时其安全性也同样受到了广泛关注。由于锂离子电池由高活性的正负极材料和有机电解液组成,在受热条件下非常容易发生剧烈的化学反应,因此各种情况导致的“热失控”是引发电池发生危险事故的主要原因。目前一般采用了防爆阀、热封闭隔膜和正温度系数电阻等安全措施,各种安全措施的配合使用可以更好地提高锂离子电池的安全性。 重量能量密度方面: 铅酸蓄电池: 一般在30-50wh/Kg,能量密度低,整体重量比较重。 锂离子电池: 能量密度一般在100-240wh/Kg,锂电池的能量密度是铅酸的3-4倍,这就意味着相同容量的情况下,锂电池是铅酸电池的3-4倍,所以在小型工具电池、动力、储能电池上锂电池占居优势。 价格方面: 铅蓄电池: 根据电池的使用行业不同而不同、从单只使用到多只以及成组使用,从几十元到几万元不等,从小型民用电池、到电动车、交通车辆动力电池、到储能电池各不相同; 锂电池: 价格高,锂电池比铅酸蓄电池要贵2-3倍左右,结合使用寿命分析,投入相同的成本,锂电池使用周期要长一些。 环保方面: 铅酸蓄电池: 铅酸电池中存在着大量的铅,由于铅属于重金属制造、使用、废弃后若处理不当,将对任和环境产生污染; 锂离子电池: 锂电池由于电池材料基本上没有有毒有害物质,在制造、使用过程中要求比较高、在制造、使用方面没有污染,被世界认为绿色环保电池。 使用寿命方面: 铅酸电池: 铅酸蓄电池的循环寿命使用次数;根据使用环境、使用工况的不同一般在300-500次左右; 锂离子电池: 使用寿命更长,锂电池的使用寿命由于材料的不同、使用环境、使用工况的不同、循环次数一般在600-2000次左右。 体积能量密度方面: 锂电池的体积容量密度通常是铅酸蓄电池的3-4倍左右,所以相同容量的情况下,锂电池比铅酸电池体积、重量要小很多。 温度适用范围方面: 铅酸电池的正常工作温度-5-45度,当温度每下降1度时,相对电池的容量大约下降0.8%;锂电池工作温度为-20-60摄氏度,高温情况下仍可以放出100%容量。 充放电性能方面: 铅酸电池: 1、有记忆效应,不能随时充电随时放电; 2、自放电率快现象,电池搁置一段时间容易报废; 3、放电倍率小,不能长时间大电流进行充放电。 锂离子电池: 1、 无记忆效应,电池可以随时充放电; 2、电池自放率电低,电池能长时间存放;3、动力强劲,能快充快放,20分钟能充满80%以上,15分钟可以把电放完;4、可以大倍率放电。 电池内部材料方面: 铅酸蓄电池:正、负极为氧化铅、金属铅 、AGM隔板、电解液为硫酸等;锂离子电池:正、负极为钴酸锂/磷酸铁锂/锰酸锂、石墨、有机电解液等。 以下是各种不同类型电池特点的对比情况: 铅酸电池和锂电池未来的发展趋势 近年来,国家有关部门制定了一系列法律法规和行业政策,支持和鼓励铅酸电池行业健康发展。铅电池是普兰特在1859年发明的。经过多年的发展,在理论研究、产品类型、产品性能等方面都取得了长足的进步。铅蓄电池在交通、通讯、电力、军事、航海、航空等方面发挥着重要作用。 近十年来,随着世界能源经济的发展和人民生活水平的提高,铅酸蓄电池的应用领域不断扩大,市场需求也在大幅增加。 根据中国工业信息网汇编的数据,2011年全球铅酸电池市场规模仅为372.1亿美元,到2018年,全球铅酸电池市场规模已达到445.2亿美元。2021年全球铅酸电池市场规模将达到559.8亿美元。 目前,铅酸电池产业已成为我国国民经济的重要组成部分,由于铅酸蓄电池的安全可靠、大量应用于工业、交通、通信、金融、国防军工、航海、航天、新能源储存和人民日常生活的相关行业,在经济和国防建设中发挥了不可或缺的作用。基于此,中国铅电池市场稳步增长,已成为世界上最大的铅电池生产国、出口国和消费国。 据前瞻产业研究院统计,2018年中国铅酸电池产量为2.3598亿千伏安,国内铅酸电池需求量为2.2015亿千伏安。中国“十三五”期间,铅蓄电池产量复合增长率将达到10.76%。预计到2022年,国内铅电池产量将达到2.7359亿千伏安,国内铅电池需求量将达到2.5879亿千伏安。 铅酸电池在电动车行业的应用发展 铅酸电池不仅应用与各行各业、特别是在电动车行业几乎垄断了电动车的电池市场20余年,这得益于价格和安全性上的优势。 铅酸电池即便出现鼓包也不会产生起火爆炸等高危情况和低成本的易用性,虽然这几年锂离子电池不断的加大投入、但是铅酸蓄电池的实际使用还是占很大的市场份额、GB24155-2020《电动摩托车和电动轻便摩托车安全要求》及GB42295-2022《电动自行车电气安全要求》两个强标对电池保护方面的要求,这使得电动车产品在使用蓄电池方面有了更高的要求、由于铅酸蓄电池的安全性,必将受到广大群众青睐。 铅酸电池智能化: 1、电池管理系统(BMS) 2、车辆中控ECU系统 3、声音、光报警系统 4 、远程监控系统 5、充放电智能系统 锂电池的发展前景 由于国家政策的原因、锂离子电池这几年的发展是很快的、2023年2月23日,国家工信部电子信息司发布《2022年全国锂离子电池行业运行情况》。根据工信部公布的数据,2022年全国锂离子电池产量达750GWh,同比增长超过130%,行业总产值突破1.2万亿元,是上一年行业总产值6000亿元的约两倍。 从2015年到2022年间,全国锂离子电池行业规模实现逐年攀升。虽然个别年份出现增长波动,但总体来看,中国锂电池行业的增长仍然非常迅速,正迈入行业发展的快车道。 一方面,新能源汽车市场的持续火爆推动锂离子电池行业快速发展。市场需求逐年攀升,锂离子电池的需求量也在不断增大。 另一方面,由于锂电池行业在不断的提高产品质量、加大原材料的研究、加强锂电池的安全性研究、锂电池的应用会越来越多。 研究机构EVTank发布的《中国锂离子电池行业发展白皮书(2023年)》显示,2022年,全球锂离子电池总体出货量957.7GWh,同比增长70.3%。中国锂离子电池出货量达到660.8GWh,同比增长97.7%,超过全球平均增速。强劲的市场增长不仅顺应了低碳环保的发展理念,更推动了我国在锂电池技术研发领域突破创新,形成一定的产业优势。 锂电技术是未来新能源领域的重要技术之一,它不仅具有高能量密度、安全可靠等优点,广泛应用于电动汽车、储能、消费电子等领域,也是未来的主流能源之一。 总述 两轮电动车的动力表现主要依托于主流电池技术的发展水平 目前我国两轮电动车仍以铅酸电池为主,但锂离子电池正在加速发展,尤其是倍率性能更好,制备比较容易,成本较低,低温性强的磷酸铁锂电池在两轮电动车中逐渐大量使用。此外,在新型材料电池方面,具备材料成本较低、安全性高、能量密度较高、高低温性能优异、充电效率高等优点的钠离子电池技术已得到验证,随着产业上游材料、PACK等环节企业的入局,钠离子电池产品在两轮电动车上的应用值得期待。 中国两轮电动车在储能类型上分为三类:铅酸电池、锂电池、氢能源。目前,市面上销售的两轮电动车以铅酸电池为主具备技术成熟,价格便宜,可回收利用率高等特点,钾电池在两轮电动车中的渗透率不足10%,其主要原因有: 1)锂电池技术门槛高,研发成本高; 2) 锂电池产业链不完善,回收以及售后服务环节不足; 3)消费者价格敏感,对鲤电池动力的需求不够强烈。与铅酸电池相比,锂电池拥有寿命长、质量轻、绿色环保、能量密度大等优点,在新国标的促进作用下理电池在两轮电动车中的渗诱率有望进一步提高。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-锌绿色循环及技术创新论坛 上 , 山西卓联锐科科技有限公司总工程师付宏斌带来了MVR技术在硫酸锌生产工艺中的应用的技术分享。传统硫酸锌的蒸发浓缩工艺、MVR蒸发浓缩工艺、硫酸锌蒸发工艺的难点、连续结晶工艺—MVR与自动结晶器耦合工艺以及MVR橇装蒸发器的应用案例等是其阐述的内容。 传统硫酸锌的蒸发浓缩工艺 单釜蒸发+冷却方式 优势:设备投资低,工艺简单。 缺点:生产成本高,蒸发一吨水耗费1.1~1.15吨蒸汽。 多效蒸发方式 优势:蒸发一吨水仅消耗单釜蒸发耗费蒸汽量的的1/N,及少量的电能。 缺点:效数越多,易堵塞节点越多,操作难度高 MVR蒸发浓缩工艺 优势:工艺简单,不易堵塞,蒸发1吨水仅消耗35-40度电。 缺点:装置一次性投资高。 卓联锐科的橇装MVR设备种类 橇装MVR设备特点 占地面积小,对场地要求低 采用罗茨式压缩机,抗冲击、耐汽蚀 一键启动、无人值守 硫酸锌蒸发工艺的难点 原液中钙离子的含量,对换热管结垢的影响 以2000型MVR蒸发器中列管面积为200平方为例,当硫酸钙结垢层厚度超过0.5mm时对蒸发量产生显著影响,当结垢层超过1mm时必须进行清洗。 含氟、氯溶液对设备材料的腐蚀 降温析晶导致的管堵 连续结晶工艺—MVR与自动结晶器耦合工艺 节能降耗,粒度均匀,有效解决生产中遇到的板结、挂壁、管路堵塞等问题 MVR橇装蒸发器的应用案例 河南济源七水硫酸锌项目 项目改造后较原蒸发设备,每吨七水硫酸锌蒸发成本节约500元,年产10000吨,年节约500万元 浙江宁波七水硫酸锌蒸发项目 项目改造后较原蒸发设备,每吨七水硫酸锌蒸发成本节约400元,年产10000吨,每年节约400万元 江西吉安七水硫酸锌项目: 七水硫酸锌撬装设备、能耗低,产品不结块。 山西长治西白兔七水硫酸锌项目 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM锌产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 “双碳”下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 SMM5月18日讯:在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-锌绿色循环及技术创新论坛 上 , 河钢集团战略研究院首席专家/博士/教授金永龙介绍了钢铁企业含锌固废的来源及特点、含锌固废处置的主要工艺技术和特点分析等内容。 钢铁企业含锌固废的来源及特点 1.高炉中Zn元素均主要来源于烧结矿,其中带入的Zn占总量的67.5%; 2.此外,达丰焦炭、喷吹煤粉分别带入10.4%和13.7%的锌。(~30%) 烧结过程中的锌主要是由高炉布袋灰带入的,其次是重力灰,两者带入总量达0.783㎏/t烧结矿,占烧结过程中带入锌总量的约89%。 锌主要通过布袋灰排出高炉,占总排出量的62.9%,其次为炉渣,21.7%。 锌循环富集对高炉的危害 Zn熔点较低(907℃),在高炉下部高温区还原成气态,渗入风口区耐火砖中凝结后体积膨胀,造成耐火砖破裂,风口上翘,高炉煤气初始分布失常,炉缸不活,风口大量破损; 随高炉煤气上升到高炉中上部炉墙低温区凝结,形成炉身粘结物,破坏高炉正常操作炉型,导致高炉崩料悬料、产量大幅下降、焦比大幅上升。 钢铁生产过程“锌”含量的变化趋势 (1)原燃料更复杂多样,入炉锌负荷增加; (2)废钢比增加,尤其是社会废钢供应量增加,锌可控度下降。 处置工艺的适应性要求高 不同物料的锌含量变化很大;同种物料的锌含量也是变化的: (1)入炉原料的波动和变化; (2)有循环富集的叠加作用等。 粒度分布特点 OG泥、电炉灰、出铁场灰几乎都小于32μm,颗粒极细;而高炉二次灰小于32μm的仅有59%左右,但也都小于74μm;而作为补充燃料或还原剂的CDQ粉粒度比较粗,小于32μm的不到2%,小于74μm的也仅有10%左右。 粒度分布对后续预处理工艺选择至关重要,如造球对细颗粒要求就比较严;压球对粘结剂要求比较高。 物相特点 主要含锌固废(高炉重力灰、转炉除尘灰等)的锌元素以ZnO、Zn2SiO4、ZnFe2O4等物相形式存在。 在ΔG0<0条件下,CaO和硅酸锌、铁酸锌极易生成铁酸钙和硅酸钙,使ZnO游离出来。[ ZnO的还原] 热力学机理及特点 理论上, FeO直接还原开始只需978K,而ZnO的需要1218K,说明在低温下,FeO还原的可能性更大。ZnO和CO的间接还原反应开始温度是1595K,也是强吸热反应;而FeO的间接还原在913K以下ΔG0<0,大于913K以后只能借助碳的气化反应,同时要求CO的分压足够大。 锌的沸点温度约1206K。温度在1206K以上时,ZnO的直接还原和间接还原反应都能发生,且温度越高,越有利于反应的进行。Zn(g)分压越小,反应平衡所需的CO分压越小;温度升高,所需的CO平衡分压减小,在温度达到一定程度后,其CO平衡分压比FeO的要低,如当Zn(g)的分压为1%、温度1150K时,为CO平衡分压的转折点,在此温度以后,ZnO 优先于FeO发生间接还原反应。同理,Zn(g)的分压为5%时,该转折温度大约在1245K。而且在1473K左右,不管Zn(g)的分压多少,CO的平衡分压只需要5%左右,而FeO还原需要60%以上的CO平衡分压。 非标态下ZnO和碳的直接还原过程,理论开始反应温度对CO平衡分压不敏感,从分压0.1%到99.9%,反应开始温度增加100K左右;而FeO的反应开始温度差异可以达到350K。从而可以推断,ZnO和碳的直接反应达到理论的反应开始温度后,反应即可进行;生成的CO能够促进间接还原反应的发生,因此,ZnO和固体碳直接还原要易于FeO。 动力学实验研究与分析 1423K以上,反应时间从15min~30min,脱锌率几乎都能达到或超过90%,能够满足大多数含锌固废的脱锌要求;而铁的金属化率在1573K时,才能勉强达到90%。在1423K以下,反应时间对脱锌率的影响比较敏感,尤其是15min和20min的差别比较大;1473K以上,脱锌率都可以达到95%以上。同时,从图中可知时间对铁的金属化率影响并不明显,但和传统的氧化铁固体碳直接还原工艺要求较长的反应时间才能达到高的金属化率相吻合。 含锌固废处置的主要工艺技术和特点分析 宝武等企业处置含锌固废的主要方法;料层薄(1.4~1.6米炉膛高度只有1层球,<30mm),面临热效率和生产效率低的困境;炉底上涨问题;出料螺旋;造球成本低,但还原后成球强度很低;压球还原后强度大幅增加,但粉化率仍可达近30%;造块后必须烘干入炉;金属化率偏低,影响后续使用;需要高热值燃气,确保炉膛温度。 传统回转窑: 无需造块,燃料要求低。处置社会各种含锌固废,目的是回收锌;为了提高脱锌率,要求温度高,配碳高,导致能耗提高,易结圈,同时提高亦可铁的金属化率,有利于磁选。存在磁选后二次固废污染问题,对环境保护和节能等方面的设计考虑不足。 改进型回转窑: 处置钢铁企业内部含锌固废,目的是回收铁元素,同时次氧化锌作为产品外售;脱锌率满足含铁固废回收利用要求即可,要求温度适当,低配碳,能耗降低,含铁物料回烧结、高炉、转炉,无二次固废污染问题。设计时充分考虑环境保护和节能等方面问题。 以脱锌、含铁物料全部回用为目的的回转窑总能耗可以和转底炉媲美。 转底炉: 设计总能耗在390~430 kgce/t之间,实际生产比设计值要高50kgce/t左右;其中由煤气或天然气带入的能耗在220~260 kgce/t之间,约占总能耗的59%;而固体碳是锌还原所必须的,配加量为配料总量的10%~12%,还原剂的碳素消耗折合约为150kgce/t,占总能源消耗的约37%;其余为风水电气等消耗。 烟气磁化熔融炉—烧结+熔融炉,烟气磁化分选ZnO,KCl, NaCl 回收,生产ZnSO4 ·7H2O。 DK: 烧结+高炉,粗ZnO和铸铁产品,原料来自欧盟各国的含锌固废和废电池。 其它方法: 湿法+磁选脱锌,回收部分铁;矿热电炉。 结论 钢铁企业对含锌固废的处置日益重视; 含锌固废处置的典型工艺包括转底炉、回转窑和熔态分离等技术,各有优缺点,未来发展存在竞争态势; 针对钢铁企业含锌固废处置的未来趋势是:能耗低&能效高、环保达标、工艺简洁、运行成本低,投资成本低。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 “双碳”下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 SMM5月18日讯:在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-锌绿色循环及技术创新论坛 上 , 中国恩菲工程技术有限公司冶金化工事业部主任工程师许良讲述了锌冶炼技术、锌渣处理技术现状及其未来和展望。具体如下: 锌冶炼技术 以下整理了锌冶炼技术在全球范围内的占比情况,具体如下: 中国方面: 锌渣处理技术现状 下图整理了全球锌冶炼渣产生及处理现状: 从其中可以看到,锌渣主要有两种处理方式,分别为 固化堆存和高温火法挥发。 全球锌冶炼渣产生及处理现状 ① 国内: 《铅锌行业规范条件》2020:锌湿法冶炼工艺须配套浸出渣无害化处理系统及硫渣处理设施。 国内锌冶炼主流是常规浸出工艺,均配套有火法渣处理系统; 热酸浸出-黄钾铁矾工艺、直浸工艺,逐步配套黄钾铁矾渣、浮选尾矿、铁渣的火法渣处理系统; ② 国外: 国外锌冶炼主流是热酸浸出-黄钾铁矾工艺,铁钒渣通过水泥固化进行堆存; 常规浸出工艺、热酸浸出-针铁矿工艺,配套火法渣处理系统; ③ 主要处理技术 水泥固化法、回转案挥发、侧吹浸没燃烧炉+烟化炉挥发、瓦纽科夫式侧吹+烟化炉挥发、烟化炉挥发、顶吹炉挥发、等离子炉挥发。 举例来看, 水泥固化法: 应用场景:针对黄钾铁矾渣,锌等有价金属含量低,回收价值有限。 欧洲应用普遍,包括Nyrstar、嘉能可、波利登等旗下冶炼厂。 优缺点 优点:投资低、处理成本低。 缺点:渣量增加~10%,需要大规模的场地进行堆场,浪费土地资源。 回转窑挥发法: 应用场景:针对常规工艺产出的低酸浸出渣。中国应用普遍,包括株冶、豫光、紫金、南方有色等。 优点:技术成熟可靠,投资相对较低。 缺点:焦煤消耗量较大;银回收率低:窑内易结圈,耐火材料更换较频繁,作业率相对较低:烟气量大二氧化硫浓度低,脱硫成本高。 侧吹浸没燃烧炉+烟化炉挥发法 应用场景:针对常规工艺产出的低酸浸出渣,黄钾铁矾渣。近年来快速发展,包括驰宏锌锗、白银西北铅锌、四环锌锗等。 优点:富氧浸没燃烧,煤率低,碳排放少,烟气可实现稳定制酸,金银回收率高,炉渣玻璃化率高。 缺点:配套工序多,投资较高。 瓦纽科夫式侧吹炉+烟化炉挥发法: 应用场景:针对常规工艺产出的低酸浸出渣,黄钾铁矾渣。近年来有少量应用,包括汉中锌业等。 优点:富氧燃烧,煤率较低,碳排放较少,烟气可实现制酸,金银回收率高,炉渣玻璃化率高。 缺点:投资较高,侧吹炉需配入高热值无烟煤,熔炼温度高,熔池温度控制较难,烟气氮氧化物含量高。 未来与展望 锌渣处理的方式,和当地环保政策、锌冶炼主工艺直接相关。 国内 《铅锌行业规范条件》:锌湿法冶炼工艺须配套浸出渣无害化处理系统及硫渣处理设施。 锌冶炼主流为常规浸出工艺,通过火法高温挥发处理锌渣。主要锌渣处理工艺从最初的回转窑挥发,逐步发展到烟化炉挥发、顶吹炉挥发、侧吹+烟化挥发。 优势:符合行业规范条件,实现渣的无害化,有价金属回收率高。 存在问题:工序长、投资高、能耗高、碳排放量较大。 展望: 受限于严格的环保政策,新建锌冶炼企业以及采取渣堆存的现有锌冶炼企业,均将建设锌渣的高温火法无害化处置。 随着近年来低能耗的侧吹技术在锌渣处理上的成功应用,已成为新建企业以及现有企业改造的青睐技术。通过多个项目的实践证明,侧吹浸没燃烧技术在能耗、碳排放、氮氧化物排放等方面优势明显。 国外: 多数国家允许水泥固化后的渣堆存。 锌冶炼主流为热酸浸出工艺,尽可能通过湿法工序直接回收锌。 除韩国高丽亚锌采用顶吹工艺外,其余包括新星公司、嘉能可、印度斯坦锌、巴西尼克萨等均为水泥固化堆存。 优势:工序短、投资省、能耗低、碳排放少。 存在问题:有价金属回收率偏低,水泥固化渣量大,浪费土地资源。 展望: 国外短时间内仍将以热酸浸出工艺为主,锌渣处理采用水泥固化堆存,同时对于低能耗的侧吹浸没燃烧技术在锌渣处理上的应用开展了相关工作。 从2019年以来,中国恩菲为新星公司、印度斯坦锌、巴西尼克萨等公司,针对锌渣处理开展了相关咨询设计工作。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 “双碳”下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 SMM5月18日讯:在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-铅市场高质量发展论坛 上,湖南锐异资环科技有限公司销售总监/副总经理张力攀介绍了国家节能减排政策;再生铅行业工艺改进、设备改进、燃料改进等内容。 国家节能减排政策 政策历程 节能已经成为国家战略,从政策发展看,经历了从“十一五”期间的重点领域节能,到“十四五”期间的新兴领域节能。 “十一五”规划期间,强调钢铁、有色、煤炭等行业的节能。“十二五”期间,开始关注合同能源管理、节能技术及产品的发展。“十三五”期间,重点实施锅炉(窑炉)、照明、电机系统升级改造及余热暖民等重点工程。到“十四五”规划,工业节能已经从传统领域扩大到5G、大数据中心等新兴行业的节能减排。 碳中和、碳达峰 2020年9月22日,中国在联合国大会上表示:“将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和。”2021年3月5日,“碳达峰、碳中和”被首次写进政府工作报告,政府工作报告要求制定2030年前碳排放达峰行动方案。为达成2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,“十四五”是我国履行这一庄严承诺的关键期,也是促进绿色低碳高质量发展的深刻变革期。构建新发展格局,工业行业既是主战场、主力军,又是排头兵和第一方阵。 财税金融 为推动工业领域使用节能设备,进行节能改造等,国家层面从税收,金融支持等角度发布了一系列的政策,主要包括提供节能项目的税收优惠,便利工业绿色项目融资等。 节能服务 节能服务是工业节能的重要组成部分,为了规范和推动工业节能服务相关产业的发展,国家专门制定了《工业节能诊断服务行动计划》等政策。 节能装备 节能装备是工业领域节能改造的一大利器,工信部不定期发布节能技术装备,鼓励工业企业推广使用。2021年国家在《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》等政策中明确提出积极推广应用温拌沥青、智能通风、辅助动力替代和节能灯具、隔声屏障等节能环保先进技术和产品。 再生铅行业的具体执行——工艺改进 传统火法熔炼工艺 传统火法熔炼工艺,主要包括了反射炉熔炼工艺和鼓风炉熔炼工艺。废旧铅酸蓄电池,人工拆解破碎后,将铅膏和板栅在反射炉或鼓风炉中进行熔炼,产出再生铅。 国外采用鼓风炉熔炼工艺较多,国内的反射炉熔炼工艺和鼓风炉熔炼工艺基本被淘汰。 存在的问题: 1)非强化熔炼,鼓入的空气量大,烟气量大,二氧化硫治理难度大,不能够制硫酸; 2)需要消耗昂贵的冶金焦,且消耗量大; 3)设备密闭性不好,低空污染严重; 4)自动化程度低,劳动强度大。 传统湿法——火法与湿法相结合工艺 将拆解出的铅膏,进行预脱硫处理,将硫酸铅转换成为碳酸铅,产出副产品碳酸钠或硫酸铵。碳酸铅在短窑或其他熔炼炉中进行还原熔炼,产出再生铅。 在国外和国内的再生铅工厂中使用较多的工艺。 优势: 1)由于碳酸钠中含硫被控制在0.5%以下,所以火法还原熔炼过程中,产出二氧化硫浓度低,较容易控制; 2)火法熔炼设备需求较简单,反应单纯; 存在的问题: 1)产出的副产品由于含少量铅,不好出售,一旦积压,问题很复杂; 2)预脱硫的成本比较高。 改进后工艺——富氧侧吹炉工艺 将自动拆解出的铅膏,在富氧侧吹炉中熔炼产出再生铅,烟气进行制酸,产出硫酸。 国内目前再生铅厂大多用此工艺。 优势: 1)采用无烟煤和天然气作为还原剂和燃料,相比焦炭成本降低; 2)鼓入的是65%以上的富氧,烟气量小,通过离子液脱硫的配合,可以实现制酸的目的,大大降低了硫污染风险。 存在的问题: 1)富氧侧吹炉设备昂贵; 2)需配套制氧站,制氧站也较为昂贵。 改进后工艺——再生铅连续富氧侧吹低温熔炼技术 该技术开发了低温熔盐清洁冶金技术,采用“铁-硅-钙-钠”四元渣系,以Na2CO3熔盐为反应介质,充分利用硅酸钠的低熔点特性,将火法炼铅温度从传统工艺的1350℃~1500℃降低至1100℃以下,大大降低了熔炼能耗,减少了碳排放。 此外,该技术中利用硫铁矿与氧气发生氧化反应:4FeS2+7O2=2Fe2O3+8SO2 ΔH=-1654.64 kJ/mol(1000℃),反应放热,补充熔炼所需热量,减少燃料消耗,降低因燃料消耗引起的碳排放。 改进后的工艺——全湿法工艺 湿法炼铅工艺中铅的浸出主要通过酸性条件下的氧化或氯化反应 ,将矿物中的难溶的铅转化为较易溶于溶液的相态 ,如PbS转化为铅离子如PbCl2或PbCl42-络离子等 ;而矿物中的硫则转化为单质S或气态H2S。形成的工艺方案有: 三价铁盐浸出法, 碱浸法, 固相转化法,电化学浸出法、氯盐浸出法、胺浸法、加压浸出法和氨性硫酸铵浸出法。从长远观点看, 湿法炼铅工艺由于将硫转化为元素硫, 不产生SO2,可解决环保问题。而且湿法炼铅对于低品位铅矿和复杂原料的适应性较强。 再生铅行业的具体执行——设备改进 传统设备——反射炉 存在以下弊端: 1)床能力低,处理规模能力小; 2)设备密闭性差, 作业环境差; 3)机械化和自动化程度低, 工人劳动强度大; 4) 热效率低,能耗高; 5)弃渣含铅量高, 金属回收率低环境污染严重; 6)烟气量大,烟气无法制酸。 传统设备——鼓风炉 存在以下弊端: 1 ) 物料需烧结或制块压砖,无法处理粉状物料; 2)返渣量大,有效处理能力低; 3) 采用空气熔炼,工艺烟气量大, 环保治理费用高; 4)设备密闭性差,操作现场环境差; 5) 弃渣含铅量相对较高,环境污染严重。 改进后设备——富氧侧吹炉 富氧侧吹熔池熔炼过程中,富氧空气通过设置于炉体两侧墙铜水套上的一次风口鼓入渣层,使熔池上部剧烈搅动,形成喷流层; 物料、熔剂及燃料等通过炉顶加料口送入富氧侧吹炉内。在喷流层中, 迅速完成熔炼、造渣等冶金物理化学反应,生成的渣、金属落入下部熔池中,在重力作用下澄清分离为炉渣层和粗铅层, 最后炉渣和粗铅分别从渣口和铅口放出。 具有以下优点: 1 ) 铅回收率高,渣含铅量不超过1.0%; 2)搅拌功率高,强化了传质、传热,加速了反应过程; 3)烟气二氧化硫浓度高,有利于硫资源的回收利用。 再生铅行业的具体执行——燃料改进 焦炭 焦炭可以做发热剂,促进炼铅炉内的反应发生,使得内部物质融化,还可以做还原剂,焦炭中的固定碳和它燃烧后产生的CO以及H2与铅矿石中的各级氧化物反应后,将铅还原出来。 但有以下弊端: 1)燃烧产生的CO2释放到大气中会增加大气中CO2浓度,使温室效应加重; 2)会产生SO2、CO、NOX及烟尘等有害物质。 煤 多数情况焦炭价格是燃料煤价格的2倍以上。在某实际生产中,焦炭价格约为3000元/t,燃料煤价格1800元/t。 但有以下弊端: 1)直接燃煤会污染环境,引发酸雨、温室效应和光化学烟雾; 2)会产生SO2、CO、NOX及烟尘等有害物质。 天然气 天然气与煤相比,同比热值价格相当,并且天然气清洁干净,能延长炉子的使用寿命,也有利于减少维修费用的支出。 天然气作为一种清洁能源,能减少SO2和粉尘排放量近100%,减少CO2排放量60%和NOX排放量50%,并有助于减少酸雨形成,舒缓地球温室效应,从根本上改善环境质量。 煤+天然气 煤在铅冶炼过程中作还原剂,将铅还原出来。天然气作为燃料为铅冶炼的反应提供热量。由于天然气的主要成分是methane,具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点。 可根据原料成分的不同,灵活调整煤和天然气的比例,最大程度地减少燃料成本。 “以废制废” 除煤和天然气外,部分危废(如废活性炭等)的主要成分为碳,可以将这类危废作为还原剂代替煤的使用,达到“以废制废”的效果,同时可以减少投资成本。 总结与思考 “十四五”时期,我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向,主要有以下几点思考: 1、碳减排不能只考虑碳的排放量,需综合考虑运行成本、安全系数等指标; 2、单纯从碳排放量考虑,全湿法冶炼工艺的碳排放量要小于火法冶炼工艺,但湿法冶炼工艺存在直收率低、工艺流程长、运行成本高、废水难处理等问题,所以目前70%以上的废铅酸蓄电池回收工艺,采用全火法工艺,约25%以上的回收工艺,采用湿法+火法相结合的工艺,只有不到5%的回收工艺,采用全湿法流程; 3、应充分尊重火法熔炼工艺简单、成本低、回收率高等优点的事实,故如何在火法冶炼中降低碳的排放量是实现碳减排的重要课题,主要包括以下几个方面。 ①将传统炉窑更换为熔池熔炼炉,可以有效降低碳的使用量;采用替代能源或二次能源替换原生能源,可以有效降低生产成本;以生物质燃料代替部分化石燃料,降低碳排放,提升能源利用效率,推动能源资源高效配置、高效利用; ②通过各种方式降低熔炼温度; ③寻求新的还原剂和燃料代替碳燃烧,例如氢冶金; ④进一步探索和研究全湿法冶炼工艺工业化的可行性。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 “双碳”下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会 - 锌市场高质量发展论坛 上,SMM有色及再生咨询部门 高级咨询顾问李蒿对中国再生锌行业现状进行分析,并对行业未来做出展望。她表示,预计2020-2025年中国再生锌产能或将逐步上升达到291万吨左右。不过目前再生锌行业也面临着原料来源较为分散、产业集中度低、回收体系不成熟、缺少政策强力扶持并有来自环保方面的压力等问题。 再生锌行业背景 再生锌行业发展主要驱动因素 受国家政策、下游需求以及供应端增量空间的驱动,再生锌行业未来发展前景乐观 具体来看,政策驱动方面,包括《“十四五”循环经济发展规划》再生新目标计划产量150万吨,2030碳达峰、2060年碳中和目标以及国家环境保护等相关政策。具体如下: 再生锌需求 2020-2025年中国再生锌下游需求 整体来看,在终端下游消费领域,由于国内下游终端对于原生锌和再生锌的产品品质需求基本无差异,故再生锌与原生锌的终端下游消费领域完全一致,均应用于基建、房地产、交通和家电等行业。 以2022年为例,在再生锌下游需求中,基建领域在中国再生锌终端消费中的占比最高为33%,主要包括管廊建设、油气运输、电子通信、城市轨道、水利管理、电网等应用;其次为房地产领域占比为23%,主要包含房地产土地开发,房屋建设等应用;交通领域占比为15%,主要包含公路建设、铁路建设、交通工具等应用;家电领域占比为14%,主要包括洗衣机、冰箱、空调等应用。 再生锌终端需求-基建行业 在电力建设方面,“十四五期间”,国家电网计划投资2.4万亿元, 2022年国网电力工程累计完成额约5,094亿元,预计2023-2025年仍有1.9万亿元的投资计划。从项目周期来看,电网线路建设周期为1-3年,随着新核准线路建设的陆续推进,2023年实际开工建设项目将逐步增加。整体来看基建方面仍值得期待,特别是当前是基建投资发力稳增长的重要窗口期。伴随各地基建项目加快形成实物工作量以及一系列稳增长稳投资政策加码,基建投资增速将延续加快势头。 再生锌终端-房地产行业 锌(镀锌、压铸锌合金、黄铜)主要用于竣工环节,从新开工至竣工的时间周期一般为1-3年,在房地产市场信心未恢复前,房地产新开工项目施工进度将较为缓慢,预计房地产行业对锌消费将有所延后,但同时考虑到2022年下半年国家各项“保交楼”和各地政府的回购房政策支持,叠加四季度各地终端项目的陆续启动,预定一定程度上修补市场信心。 综合来看考虑到房地产占锌消费大约在23%左右,由于房地产市场对锌产业影响的滞后性短期内预计2023年房地产对锌消费同比减少4%-8%左右,随着房产慢慢恢复未来3年可大幅上升。 再生锌供应 2020-2025年中国再生锌产能产量 当前国家大力支持循环经济产业发展, 2020-2025年中国再生锌产能将逐步上升达到291万吨左右。 随着我国环保政策及碳达峰政策日趋严格,中国对锌二次废料回收利用的逐渐重视、工艺流程的逐步成熟、市场发展的持续规范,绿色低碳循环发展的要求使得再生锌产业集中度不断提高,规模企业迅速发展。 2020-2025年中国再生锌产能地域分布 据SMM了解,中国再生锌产能区域分布集中度较高,主要集中在云南、湖南、四川、江西等地区。2022年该四个省份再生锌产能合计占比高达75%。头部再生锌企业均分布于以上四省,例如祥云飞龙、文山鑫路锌业等均位于云南省。 以上地区产能集中度高的原因有两方面,一是国内回收的废锌主要集中在云南、湖南、四川、江西等地,靠近原材料地可以有效的降低运输成本;二是云南、四川、贵州等西南地区多以为水电为主,能耗成本较低。 2022年中国再生锌主要生产企业介绍 中国再生锌企业数量约为70余家,行业集中度低头部企业前四名所占市场份额仅为18%。2022年,产能大于10万吨的企业仅4个,包括云南祥云飞龙、泸溪县鸿运锌业、澧县华峰锌业、文山鑫路锌业,产能合计为49.5万吨,占2022年全国再生锌总产能的18%; 再生锌供应 再生锌各原材料的回收工艺 中国再生锌原材料主要包括钢铁烟尘、高炉瓦斯灰、锌渣、锌灰等含锌废料。目前在原材料处理上主要利用火法工艺转换二次原材料成为次氧化锌及锌焙砂。之后,各家企业再使用火法处理和湿法处理生产再生锌锭,湿法工艺即有酸法、碱法、氨法,火法工艺即电炉法。 再生锌火法工艺与湿法工艺对比 SMM整理了再生锌火法工艺与湿法工艺对比,具体如下: 再生锌湿法工艺对比 由于火法工艺普遍存在锌回收率低,环保差的问题,未来再生锌工艺的发展方向以碱性体系处理工艺为主,碱浸,氨浸将是未来中国锌回收工艺的主流发展趋势。碱性体系处理工艺成本低,锌回收率高(基本可达到70%以上),根据SMM调研,国内新增再生锌产能采取的工艺以碱浸,氨浸为主。 再生锌未来展望 再生锌行业面临问题 从原材料,政策、产业集中度、环保以及回收体系等五个方面阐述再生锌行业面临的问题。 原料来源较为分散: 大部分企业规模很小,分布散乱,大部分再生锌企业全国范围内采购,环保差,产品质量低; 产业集中度低: 无论是和国内的再生铜、再生铝、再生铅产业相比,还是和国外的再生锌产业相比,我国的废锌回收都存在较大差距; 回收体系不成熟: 锌废料管理上没有形成统一的标准和强制性要求,使得行业管理混乱;锌二次物料品位低,在环保高标准的压力下,固定资产投入多,低品位物料的回收吸引力不足; 缺少政策强力扶持: 行业准入条件低;适当推出优惠扶持政策,政策支持低含品位含锌二次物料的回收。 环保压力: 环保压力较大,硫酸电解产生废液,氨法电解产生氨气。 再生锌行业规划 原料企业及再生锌企业集中度更高: 目前原材料企业分布分散,但随着再生锌产业集群分布逐渐形成,原材料也应形成产业集中化。 原材料供应困扰: 废钢短缺以及电弧炉开工率将直接影响原材料情况,供应量有所下滑,且随着钢灰的短缺利用高炉瓦斯灰品质相对较差。 环保问题愈加重要: 再生锌行业随着国家绿色发展需要前景广阔,但再生锌生产过程中出现的环保问题也更加突出,环保问题影受到再生锌企业的重视。 绿色创新技术需要突破: 再生锌行业中氨法电解相对来说成本更加低,但目前氨法电解不够完善,电解液的配置以及结晶浸出率等问题仍需新的创新技术解决。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 “双碳”下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-铅市场发展论坛 上,理士国际技术有限公司高级工程师高士元分析了国内外储能市场发展前景,并对铅酸蓄电池的应用做出了展望。他表示,理士国际技术有限公司高级工程师高士元:全球储能市场将迎来爆发式增长,新型储能未来的装机增速主要同步于光伏、风电等清洁能源的发展趋势,为平衡新能源发电装机容量,未来全球将有更多的地区出台支持储能发展的政策。预计未来5年,年度新增储能装机呈平稳上升趋势。保守场景下,年平均新增储能装机为16.8GW;理想场景下,年平均新增储能装机为25.1GW。 储能技术主要包括机械储能、化学储能、电磁储能和电化学储能四种类型。 其中,电化学储能技术由于其高效、环保、灵活等特点,被广泛应用于储能领域。电化学储能技术的核心是电池,它利用化学反应将电能储存为化学能,再通过反向反应将化学能转化为电能。目前,常见的电池类型有铅酸蓄电池、锂离子电池、钠离子电池等。 截至2022年底,全球已投运电力储能项目累计装机规模237.2GW ,年增长率15%。 抽水蓄能累计装机规模占比首次低于80%,与2021年同期相比下降6.8%。 新型储能累计装机规模达45.7GW,年增长率80%。 锂离子电池仍占据绝对主导地位,年增长率超过85%,其在新型储能中的累计装机占比与2021年同期相比上升3.5个百分点。 全球主要储能市场分布 2022年,全球储能市场继续高速发展,新增投运电力储能项目装机规模30.7GW,同比增长98%。其中,新型储能新增投运规模首次突破20GW,达到20.4GW,是2021年同期的2倍。 中国、欧洲和美国继续引领全球储能市场的发展, 三者合计占全球市场的86%,比2021年同期上升6个百分点。 欧洲:继续引领全球家储市场发展 受国际能源形势推动,欧洲的户用储能在2022年呈现爆发式增长。 一方面,受俄乌冲突影响,加剧了欧洲能源供应的不确定性,屋顶光伏+储能的家储系统模式受到市场青睐; 另一方面,欧洲去年夏季高温不退,对电力生产也带来严重的影响,天然气和电力价格飙升,户用储能的成本也更容易被市场接受; 据欧洲光伏产业协会(SPE)预测,2026年欧洲家储市场规模将达到44.4GWh,实现近5倍的增长。 美国:IRA法案将会推动美国储能进入全新发展阶段 2022年,美国新增装机规模突破4GW,同比增长39%,尽管增速同过去两年相比有所下降(2020、2021年增速均超过100%),但美国依然是全球最重要的储能市场之一。 2022年8月,通过的《通胀削减法案》(InflationReduction Act of 2022),不仅延长了光储项目ITC税收抵免政策至2032年,且允许独立储能享受ITC政策,可以预计未来10年美国的储能产业将持续增长。 全球储能市场将迎来爆发式增长 根据彭博社新能源财经(BNEF)预测,到2030年年底全球累计部署的储能系统将达到 411GW/1194GWh,到2040年全球电力储能市场将累计增长到942GW/2857GWh。 全球能源署(IEA)在《世界能源展望2022》报告中预测 :在全球既定政策、已承诺目标、2050实现净零排放三种情景里,到2030年全球储能电池累计装机容量分别为270GW、425GW、780GW。新型储能未来的装机增速主要同步于光伏、风电等清洁能源的发展趋势,为平衡新能源发电装机容量,未来全球将有更多的地区出台支持储能发展的政策。 全球储能市场发展前景 1、可持续能源在发电中的份额不断上升 太阳能和风能等可持续能源在发电市场中的份额不断增加。预计可持续能源占全球发电量的百分比将由2021年的6.5%大幅增加至2050年的22.0%,这将同时增加电网的波动性。在可持续能源产能提升的推动下,未来对储能系统的需求将显着增长。 2、能源需求在电气化趋势下,从传统能源转向清洁电力能源 这一转向体现为化石燃料汽车向电动车的转变,其中许多新能源汽车由分布式可再生能源提供动力。随着清洁电力成为越来越重要的能源,对储能的需求将继续上升,以解决间歇性问题,并平衡电力的供需。 3、储能成本下降 储能成本的下降主要是由电池技术的进步推动,包括能量密度的提高、制造成本的降低及电池寿命周期的增加。储能成本的持续下降将刺激储能行业的增长。钠离子电池和氢储能技术是未来具备应用潜力的新型储能技术。 4、新型储能技术、产业链供应链以及储能项目受到各国政府和大型企业的日益重视 当前,美、欧、日、韩等国已将新型储能产业上升到战略产业的层面加以发展,并开展全球性竞争,在技术研发与商业化应用上给予重要的政策扶持和资金支持。 国内储能市场发展前景 中国储能市场规模 截至2022年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW,占全球市场总规模的25%,年增长率38%。 抽水蓄能累计装机占比同样首次低于80%,与2021年同期相比下降8.3%; 新型储能继续高速发展,累计装机规模首次突破10GW,达到13.1GW/27.1GWh,功率规模年增长率达128%,能量规模年增长率达141%。 新型储能技术多元化发展态势明显 2022年,中国新增投运电力储能项目装机规模首次突破15GW,达到16.5GW。 其中,抽水蓄能新增规模9.1GW,同比增长75%; 新型储能新增规模创历史新高,达到7.3GW/15.9GWh,功率规模同比增长200%,能量规模同比增长280%; 中国储能市场规模 截至2022年底,全国已投运新型储能项目装机规模达870万千瓦,平均储能时长约2.1小时,比2021年底增长110%以上。 分省域来看,截至2022年底,累计装机规模排名前5的省份分别为:山东155万千瓦、宁夏90万千瓦、广东71万千瓦、湖南63万千瓦、内蒙古59万千瓦。 2022年新增装机规模排名前5名的省份分别为:宁夏89万千瓦、山东89万千瓦、湖北53万千瓦、湖南50万千瓦、内蒙古33万千瓦。 中国储能企业竞争格局 目前国内储能行业涉及抽水蓄能、飞轮储能、空气压缩储能、超级电容、电池材料环节、储能技术提供商、储能逆变器、储能系统集成商等多环节,代表上市公司主要有比亚迪(002594)、国轩高科(002074)、南都电源(300068)、亿纬锂能(300014)、阳光电源(300274)等。 中国储能企业竞争格局 2022年度,全球市场中,储能电池出货量排名前十位的中国储能技术提供商,依次为: 宁德时代、比亚迪、亿纬储能、瑞浦兰钧、鹏辉能源、海辰储能、派能科技、远景动力、南都电源和国轩高科。 中国储能行业趋势预测 根据中国储能行业发展现状及市场情况来看,中国储能行业产品发展趋势特点为大容量、大型化、安全化、易回收、数字化。具体如下: 国内储能市场发展前景 装机规模预测 保守场景下,预计 2027年新型储能累计规模将达到97.0GW, 2023-2027年复合年均增长率( CAGR)为 49.3%; 理想场景下,预计 2027年新型储能累计规模将达到138.4GW, 2023-2027年复合年均增长率( CAGR)为 60.3%。 发展前景预测 预计未来5年,年度新增储能装机呈平稳上升趋势。保守场景下,年平均新增储能装机为16.8GW;理想场景下,年平均新增储能装机为25.1GW。 无论是保守还是理想场景的预测,储能产业快速发展的大势不可逆。储能技术与产业的前期积累,使其具备顽强的生命力和持续发展的基础。新型电力系统的构建,特别是可再生能源和分布式能源的大规模利用,对储能有巨大的需求。能源革命的逐步深入,也给未来储能深度参与市场化的电力运营铺平了道路。 铅酸蓄电池应用展望 中国电化学储能发展状况 近年来,国内新能源发电规模大幅增长,电化学储能装机规模保持增长趋势。 截至2022年,中国电化学储能累计装机规模达到7GW,同比增长68.5%。 随着分布式光伏、分散式风电等分布式能源的大规模推广,电化学储能行业市场前景广阔,预计2023年累计装机将达9GW。 新型储能的应用场景分布 1. 发电侧储能 主要和光伏或风力等新能源融合,平滑发电曲线,满足电网系统的接入要求,解决弃电问题。 2. 电网侧储能 主要用于调峰调频,削峰填谷,增加电网稳定性。 3. 用户侧储能 主要是通过用户变压器利用谷电来储能,通过削峰填谷实现电价套利,同时还可以带来备用电源、虚拟增容、绿电交易的价值。 储能电池行业发展前景 “双碳”助力储能电池行业发展 在“双碳”目标背景下,加大力度推广新能源已成为大趋势。由于新能源发电存在供应随机性,发电功率不稳定,并网困难等问题,发展新能源储存技术尤为重要。 国家发展改革委和国家能源局联合印发《“十四五”新型储能发展实施方案》提出,到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段。这将会是我国储能电池行业发展的一大机遇,未来,我国储能电池将会成为新型储能产品中占据主导地位。 5G基站拉动储能电池需求 5G基站是5G网络的核心基础设备,能耗为4G时期的数倍,需要能量密度更高的储能系统支持,其中宏基站内可采用储能电池,充当基站应急电源并承担削峰填谷作用。 《“十四五”信息通信行业发展规划》提出,2025年每万人将拥有5G基站26个,按照我国14亿人口测算,2025年将建成5G基站不少于360万个。随着5G基站进入大规模集中建设期,将带来储能电池需求大幅增长。 储能电池将成为拉动储能行业的主要细分市场 随着锂离子电池成本在快速下降,使其在多个主要能源市场成为天然气发电厂的有力竞争对手。 预计到2030年其装机成本将不断下降,因此,电化学储能将成为中国储能装机容量的核心增长动力。 在此背景下,储能电池将保持快速增长态势,预计未来几年装机规模有望超过60GWh,市场规模有望突破干亿,成为拉动我国储能行业的主要细分市场。 储能电池行业发展前景 储能系统解决方案——储备一体化 电池储能系统(battery energy storage system,BESS)从负荷侧对电网负荷峰谷差进行调节。合理利用储能系统可有效解决峰谷差日益增大的问题,实现削峰填谷并有效降低负荷曲线的大幅波动,还可提高设备利用率。 电网一次调频服务储能模式: 利用储能具备响应迅速,精确跟踪的优势,改善区域电网的暂态频率特性。该模式不仅拥有技术上的优势和成本上的优势,相较于传统火电机组调频而言,更环保节能。 配网侧的“增置配网+储能”模式: 利用储能具备“虚拟电厂”优势,实现用电精准化管理,调节负荷峰值平衡,提供智慧节能用电与应急供电,实现需求侧管理。 IDC“储能+备电”系统模式: 将原UPS电池替换为储能电池,原固有容量一部分做备电,剩余部分做储能。 新能源与储能技术融合: 直接采用新能源发电实现能源供给。而新能源与储能技术融合能够有效提升新能源供电的稳定性,解决可再生能源系统应用过程中的供电不平衡、稳定性差等问题。 铅酸蓄电池在储能行业的应用展望 铅酸蓄电池在用户侧储能应用方面具有极大的竞争力 环保方面: 铅酸铅碳电池采用了自动生产线及负压过滤式生产环境,铅污染得到了有效控制,原材料回收率高达99%以上,使电池从生产、使用到回收再利用形成了一个完整的成规模的工业化闭环,大大降低了原材料开采带来的环境破坏,其对环境污染的要远低于锂电池。 安全性方面: 铅酸铅碳电池是目前电化学储能电池中安全系数较高的一种电池。电池内部全部物质为高温不可燃物质,在国际消防准则(IFC2018)中,铅酸铅碳电池是唯一不受单堆容量、系统容量、电池点阵隔离间隔等限制条件的常用电化学储能电池,单个40尺集装箱内最大可安装铅酸铅碳电池可达3MWh以上。 耐用性方面: 铅酸电池中加入特种活性炭,可以解决硫酸盐化问题(即硫酸铅结晶颗粒长大而失去充放可逆性),在安全环保的基础上使电池寿命大幅延长,并实现最高0.5C的充放电性能。 铅酸蓄电池在储能行业的应用展望 铅炭电池成为锂电池强大竞争对手 铅炭电池是一种电容型铅酸电池,它是在铅酸电池的负极中加入新型碳添加剂,从而显著提高铅酸电池的寿命。 传统铅酸电池在“平行机理”效应下,实现了铅离子到铅的转换,从而使电化学反应 循环往复,但难溶的硫酸铅会阻断反应的进行,致使反应中止, 即负极板硫酸盐化。 碳材料(石墨烯、碳纳米管等)作添加剂,通过减小PbSO4晶体尺寸来促进PbSO4还原为活性Pb,有效地缓解硫酸盐化问题,使电池寿命延长,性能得到综合提升。 铅炭电池对比锂离子电池成本具有成本优势,严重威胁锂电扩张。近年来,锂离子电池发展速度非常快,给很多人一度造成了“铅酸电池落后应该被淘汰”的印象。然而实际上,随着铅炭电池技术的推出与改进,其核心竞争力:低廉的成本(0.6~0.8rmb/Wh)与较好的寿命使其在储能领域取得不小的成果,成为了锂电等技术的强劲对手。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
》查看SMM铅产品报价、数据、行情分析 》【峰会直播中】大咖谈:2023年铅锌、储能市场前景 “双碳”下铅锌企业的思考 回收现状及污染控制对策 在 2023年第十八届SMM国际铅锌峰会暨铅锌技术创新大会-铅市场高质量发展论坛 上 , 郑州瑞泰耐火科技有限公司李沅锦分享了铅锌冶炼用耐火材料的研究与应用的内容。他主要从铅锌冶炼炉用砖现状和关键产品技术研发能力等角度进行了详细地阐述。 铅锌冶炼用砖主要问题 铅锌冶炼用砖主要问题 1、砖质量不够稳定。原料成分、配料重量、烧成温度波动等; 2、施工团队不够专业。,首先取决于施工单位的素质。有的施工企业领导不按客观规律办事,瞎指挥;有的盲目追求进度而忽视质量;有的盲目追求外在质量,而对隐蔽工程敷衍了事等; 3、关键部位用砖易损耗。熔池砖与砖之间的热位移;渣线位置冲蚀损伤模式高速气流和沿壁面流动的炉渣冲刷和磨损;氧枪部位的损伤。 用砖分析 铅锌冶炼对于耐火材料的要求比较复杂,既要有足够的耐高温性,还需具备一定的高温机械强度,同时需具备良好的抗渣侵蚀及抗炉渣、烟气冲刷的能力,因此对于炉内耐火材料的选择非常严格的要求。 底吹炉耐材使用选择 •氧枪区用:高dang电熔再结合镁铬砖-24 •出铅口用砖:电熔再结合镁铬砖-20 •围砖:电熔再结合镁铬砖-22 目前转炉内衬均普遍采用高温强度高、抗渣性和抗热震性好的镁铬质耐火材料砌筑,在筒体和端墙部位的内衬选用电熔再结合镁铬砖砌筑,炉口和风眼部的内衬选用直接结合镁铬砖或电熔再结合镁铬砖砌筑,而内衬与锅壳之间一般捣打50mm厚的镁质捣打料作为炉衬。 底吹炉为间断式生产设备,间断式生产设备波动大,风口处温度波动更大,也更频繁,由于吹炼过程中需经受高温熔体剧烈的机械冲刷、炉渣和石英熔剂的严重侵蚀以及炉温周期性的波动、炉口清理和风眼维护时的机械碰撞和磨损等等,作业条件极为恶劣,特别是炉口、风眼和端墙渣线三部分既是耐火材料最易损部位,又是砌体结构强度最薄弱的环节,还是筑炉施工中要求技术含量最高的部位。这三部分的同步寿命在很大程度上代表着转炉的炉龄。并且在最近一次青海西豫我们用在底吹炉上的镁铬砖已经连续开炉5个月。 侧吹炉耐材使用选择 •氧枪区以及弧底砖用:高dang电熔半再再结合镁铬砖-24 •围砖:电熔半再再结合镁铬砖-22 侧吹炉耐火材料需要具备耐高温、热稳定性强、荷重变形温度高、耐压强度高、抗氧化性、不参与造渣的特点。结合耐火材料的特性,侧吹炉应选择镁质耐火材料。镁质耐火材料中Cr₂O₃的含量増加可以提高材料的抗渣侵蚀性,因此侧吹炉炉缸、渣室和烟道的耐火砖选择Cr₂O₃含量较高的镁铬质耐火材料。 由侧吹炉工作原理可知,侧吹炉炉缸、渣室会受到熔体的侵蚀和冲刷,烟道会受少量熔渣的喷溅侵蚀和含尘烟气的冲刷。在正常炉况下,这3个区域的温度为1100~1300℃;但在炉况不稳定情况下,这3个区域的温度可达1400℃以上。在实际生产过程中,侧吹炉需供入富氧1次风和2次风,并在局部形成强氧化气氛,因此侧吹炉应选择不易被氧化的耐火砖。熔渣的主要成分为FeO、SiO₂、CaO、AI₂O₃,高铝质耐火材料和硅石耐火材料会参与造渣,不适合侧吹炉使用。 烟化炉耐材使用选择 •底砖:电熔再结合镁铬砖-20 烟化炉炉膛熔渣温度达1350~1450℃,通常是间断性生产,岗位操作也具有间断性,如进料——放渣——清理进料溜槽——清理放渣孔和渣槽——转入下一炉进料吹炼,其中清理进料溜槽、清理放渣孔和渣槽均要采用强行发水冷却方式,会出现水量控制不当可能流入炉膛,因此选择用砖一定要选用热震性能好的镁铬砖。因此有些设计院把烟化炉用砖设计成高dang铬刚玉砖就没有考虑到真实的冶炼环境。 水量控制不当可能流入炉膛导致出现明火或水蒸气直接伤人;生产过程中发现炉体水冷水套缺水发红,如果立即通水,先进入的冷却水可能快速转化为水蒸气,体积迅速膨胀,轻则导致水套变形,重则产生爆炸;如果水套浸没入高温熔渣内,水套内冷却水瞬时转化为水蒸气, 体积急剧膨胀将产生爆炸。 锌电炉耐材使用选择 •底砖+围砖:中档铝铬砖 锌电炉外形酷似蒙古包,底部为平底的炉缸、渣室会受到熔体的侵蚀和冲刷,渣线上部会受到少量熔渣的喷溅侵蚀和含尘烟气的冲刷。在正常炉况下,炉内温度为1050~1150℃;但在炉况不稳定情况下,局部温度可达1250℃以上。在实际生产过程中,他的顶部浇注料中心是温差最大的地方,渣线部位是侵蚀最严重的部位。 锌挥发窑耐材使用选择 •围砖:低导热高抗蚀铝铬砖 锌挥发窑中炉渣物料中生成的低熔点硫化物,使炉衬砌体腐蚀面膨胀疏松。渣体极易渗透到炉衬材料中,而且在高温情况下腐蚀程度更大。受到冲刷侵蚀的耐火砖会剥落。 不同炉料对炉衬的腐蚀程度差别很大,比如预热带用粘土砖,锌浸挥发窑寿命为60天,锌挥发窑的高温反应带黏土砖寿命仅为7-10天左右,高铝砖15-20天,镁铝砖30-40天。镁砖为60-80,铝镁砖100天以上,现在市场上有用磷酸盐复合砖的,体密在2.8以上,用90天左右。锌浸出渣回转窑,内衬选用确实不是一件易事,因为侵蚀性太强,用高铝砖、黏土砖寿命不到一个月。为此其公司研发团队就锌挥发窑用砖特研究三个月,攻克了新挥发窑用砖短寿问题,并且兼顾了筒体散失热量多,最终做出低导热高抗蚀铝铬砖。并在豫光锌业用了七个月有余。 关键产品技术研发能力 以铅冶炼底吹炉寿命最短的氧枪砖的研究应用为例 3.1-研究背景与意义 底吹炉炼铅目前在国内铅冶炼中应用非常广泛。但就底吹炉熔炼用耐火材料而言还存在一定问题,喷枪附近的砖砌体由于喷枪的搅拌作用,渣的机械冲刷和化学侵蚀渗透较其它部位严重,此处的砖砌体寿命也短,只有7-14 天);因更换氧枪造成停炉较为频繁,大大降低了设备运转率。 喷枪附近的砖砌体由于喷枪的搅拌作用,渣的机械冲刷和化学侵蚀较其它部位严重,此处的砖砌体寿命也短,故设计特殊结构的内外套砖(图),以便于更换。喷枪内套砖是梯形台形,小头尺寸为130~200mm。外套砖由七块或两块组成,其内孔径与内套砖的外径相配合。 原因:氧枪砖原料杂质(硅、钙、铁)含量过多,渣的机械冲刷和化学侵蚀渗透较其它部位严重。 枪砖寿命与什么有关的呢,应该是以下几点,首先就是渣的机械冲刷和化学侵蚀渗透较其它部位严重。其次氧枪砖原料杂质(硅、钙、铁)含量过多,在铅的熔炼锤炼过程中更易与渣生成低熔点相、还有就是砌筑火泥品味不好,比如用废砖粉或收尘粉做耐火泥等。 产品材质——高纯度且热震稳定性优良的原料 制造底吹炉氧枪砖的关键是寻找优质原料,在耐材微观结构中形成致密结合砖体是制备特种底吹炉氧枪砖的关键。使氧枪砖具有良好抗侵蚀及抗渗透性能下依旧具有较好的热震稳定性。本实验采用的是控制变量镁砂原料材质。 通过对电熔镁砂、烧结高纯镁砂,西藏高纯镁砂、青海高纯镁砂性能的对比分析,及高纯度氧化铬(氧化铬绿、电熔氧化铬、低铁电熔镁砂)引入量的研究分析,在耐材微观结构中形成致密结合砖体是制备特种底吹炉氧枪砖的关键。使氧枪砖具有良好抗侵蚀及抗渗透性能下依旧具有较好的热震稳定性。 3.2.1实验过程与结果 几种镁砂原料的化学分析对比,我们可以看到青海盐湖镁砂的硅钙含量都是最低的,且钙硅比达到3.3,远大于低共熔点2;而硅钙含量是制约耐材寿命的关键原因。 几种镁砂原料的体积密度和气孔率对比,理论上气孔率要选用低的,体积密度高的,这两项指标直接制约了耐火砖最终指标。 不同氧化镁的XRD谱图,可以看出杂质含量都较少,主晶相都是方镁石。 不同氧化镁团的平均晶粒尺寸,越大证明晶粒发育越完好,缺陷越少,理论上对于之后和铬矿生成优质镁铬尖晶石奠定基础,但实际上是否如此,实际使用效果如何是需要进行现场应用验证的。 实验原理 实验以多种镁砂和电熔镁铬砂、巴矿、南非矿为主要原料,选用木质素溶液和氯化镁溶液做结合剂,采用高压成型,高温烧制而成,并对其微观结构与性能展开研究。 关键技术:通过四种镁砂(3-0mm)的引入,研发出寿命高的氧枪砖。 结果分析:加入唐山电熔镁砂的体积密度最高、气孔最低,青海盐湖镁砂次之。 结果分析:常温耐压强度相差的并不多,都超过国家标准(50ZPa);但再热震效果上青海盐湖镁砂的氧枪砖热震10次,远优与唐山电熔镁砂。 综合分析:虽然加入唐山电熔镁砂的体积密度最高、气孔最低,但热震很低。最后采用青海盐湖镁砂进行后续实验。 实验以青海盐湖镁砂和低铁熔块、巴矿、南非矿、氧化铬绿、电熔氧化铬为主要原料,选用木质素溶液和氯化镁溶液做结合剂,采用高压成型,高温烧制而成,并对其微观结构与性能展开研究。 关键技术:通过氧化铬绿、电熔氧化铬的引入,提高原料纯度降低杂质(硅、钙、铁),降低低熔点相产生更好结合成镁铬尖晶石。 结果分析: 通过氧化铬绿、电熔氧化铬的引入,气孔率逐渐降低;体积密度也随之增长;耐压强度也有增加,热震次数都在8次左右。 不同氧化钐的含量与试样常温耐压强度的关系由图可见,当试样中氧化钐的加入量在0~1.5wt%范围内时,试样的常温耐压强度与氧化钐含量的变化成正比。当试样中氧化钐的含量为1.5wt%时,试样的耐压强度为最大值,与没有添加氧化钐的试样相比,耐压强度明显增加。但当氧化钐的含量超过1.5wt%时,常温耐压强度开始下降。说明了适当添加氧化钐可以提高镁铝尖晶石轻质骨料的常温耐压强度。 渣侵分析:将四种实验砖坩埚样品砖中装入底吹炉炉渣100克(粒度<3mm),并用火泥加盖密封后置于高温重烧炉中1450℃保温6小时 结果分析:随着氧化铬绿、电熔氧化铬的引入抗侵蚀能力逐渐增强。 原因在于:青海盐湖镁砂特殊的生产工艺,在保证高纯度情况下,晶体尺寸大小适中,并保有较好的抗热震性能。 实验结论: 青海西豫公司2022年4月-5月上窑使用特种氧枪砖,应用在底吹炉,连续32天运行稳定。随后多次使用,平均寿命达28天,较之前提高5-8天,其最低寿命23天。 》查看2023 SMM (第十八届) 国际铅锌峰会专题报道 》在线观看SMM (第十八届) 国际铅锌峰会视频直播
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