现如今,进出口贸易已日益成为关系国计民生的重要环节。自愿平等是贸易的核心,但为什么50年前一群日本人愿意用钢材来换取我国的一堆炉渣?炉渣真的比钢材更加值钱吗?便宜交易未必好,我方废物对方宝 自从1972年中日关系正常化以来,中日交流日益紧密。在我方派出代表团访日学习的同时,国内也迎来不少日本的考察团。当时位于我国西南,在三线建设时期重点建设的攀钢就迎来日本客人。 虽说日本侵略者曾在过去为我国带来无尽的苦难,但毕竟当时双方关系刚刚解封,出于增进双方友好关系的目的,攀钢人还是热情地招待他们,尽量满足他们的需求。 当日本访问团提出希望前往攀钢锻造车间时,我方也提供最大程度的便利。毕竟当时日本冶钢技术发达,访问团中也有不少冶炼和矿物专家,攀钢人们希望从他们身上学到一招半式。 不曾想,日方代表在参观后对攀钢规模和工艺不置可否,唯独对高炉产出的炉渣情有独钟。几个日本专家对着一堆废土上下其手,时而仔细观察炉渣上的形态和颜色,时而相互交流,窃窃私语。 攀钢人事后才明白,那些日本人当时不仅发现这些炉渣成分的奇特之处,竟然还暗暗藏下几块炉渣带回国仔细研究。不久后,我方接到一件奇特的请求,日方希望以日本钢材换取攀钢的高炉渣。 日方过于优渥的条件实在有悖常理,立刻引起厂区,甚至是中国政府的警觉。毕竟用被我们当做废物丢弃在一边的炉渣,换取当时国内严重稀缺的优质钢材,这事太过蹊跷。毕竟世上没有免费的午餐。 而且我们印象中的日本人狡诈精明,肯做亏本买卖吗?天知道他们会从炉渣里回收出什么东西?因为日本在历史上就是一个善于废物利用的国家,所谓的大便宜,背后必然意味着大陷阱。 受困于国内物资贫瘠,日本各类资源对外依存度一直很高。除却持续不懈地参与世界各地的矿产资源开发之外,日本工业还在资源回收技术上领先全球。 早在二战期间,除了从东北和朝鲜半岛掠夺铁矿石外,日本还从英美等国进口大量废旧钢铁。他们将这些废铁重新煅烧,用以支持国内建设和军事扩张需求。 仅以太平洋战争为例,日本之所以敢于丧心病狂地偷袭美国,挑起战争,就是因为到1940年10月,日本累计从美国手里购买并囤积95万吨废钢铁,在短期内拥有与美国一较长短的工业潜力。 所以在收到日方诡异的交易请求后,攀矿厂区和政府都觉得日本这等善举实质上是黄鼠狼给鸡拜年没安好心。在收到我方婉拒的消息后,日方只能恨恨作罢。 在政府的指导下,攀钢方面将日本人眼热的高炉渣整装封存,收拾河山待后人。事实上,外国企图以优厚的条件交换我国物资并非是日本一者所为,美国人同样玩过这等把戏。 上世纪70年代,我国考古工作者对马王堆汉墓进行大规模研究挖掘,出土的文物和科研成果震惊世界。 我们姑且不提,仅49克重,可以折叠入火柴盒中,纺织工作者至今都未能复制的素纱禅衣。单是墓中拥有2千年历史的辛追女尸都可以称为考古防腐学上的奇迹。 整具女尸历经上千年时光流逝,非但没有僵硬破损,肢体反而极富柔韧度,且皮下血管清晰可见,防腐效果惊人。说句笑话,棺椁中积水的防腐效果要比广泛使用的福尔马林好上千百倍。 而且我们还在棺椁中发现数量惊人的木炭,这些木炭中有着不少笼状碳。因为笼状碳当时刚刚出世10年,学界对其功能和潜力一无所知。却不想中国先贤在2千年前就把笼状碳用于防腐。 当得知马王堆汉墓中发现笼状碳后,西方学界对这黑炭充满兴趣。甚至著名美总统特使基辛格在访华时,曾提议用等量的月球土壤交换马王堆中的木炭。 月球的土石固然是十分的珍贵,但终有一天中国人会去月亮上自己取来。可若是把祖宗的秘密这般轻易地送人,那便是彻彻底底的不孝。因此,我方拒绝美方的请求,并对马王堆木炭严加保密。 这些事例也从侧面验证,在弱肉强食的国际社会,并没有多少便宜可占。之所以会出现我方废物换珍宝的案例,更多在于我方未能认识到废物的价值,吃下认知上的亏。分析研究技不熟,舍本逐末殄天物 上世纪70年代,国家局势不稳,国内百废待兴,所以未能及时发现攀钢高炉渣的价值。待改革开放,我国冶炼工艺,特别是分析科学突飞猛进之后,我们才发现这些炉渣的宝贵。 原来是因为攀枝花地区由于特殊的地质条件,导致大量伴生矿脉的产生。攀枝花矿脉除却铁矿之外,还有大量富含钒钛元素的矿石。 攀钢在大炼钢铁之时,产生大量钢渣、炉渣,不想这些固体废物中含有大量钒钛元素。过去由于矿石分析和冶炼技术的落后,当时的攀钢人既没能发现更没能回收提炼这些金属。 当时前往攀钢的日本访问团正是利用本国先进的检验检测技术,发现攀钢炉渣中富含钒和钛等元素。如果辅以先进的金属冶炼技术,日本就可以以极低的代价得到稀缺的钛、钒金属。 其中尤以钛金属最为珍贵,因为钛金属机械强度非常大,坚固耐磨。更为难得的是,钛金属重量轻,且具有良好的可塑性、延展性。得益于优良的特性,钛金属经常用于军工,航天和医疗器械领域。 钛金属虽好,而且分布广泛,但是单独冶炼非常困难。直到1940年,卢森堡科学家W。J。Kroll才第一次制造出纯钛,人们也得以大规模生产钛金属。 因此世界各国对钛矿石格外重视。我国在1956年时将钛列为战略金属研究,20世纪70年代,中国成为美苏日之后,第四个构建完整钛工业体系的国家。 由于攀钢地区的钛矿石是以伴生矿的形式出现,以我国当时的冶炼能力并无法对这些伴生矿石做到较好的利用。这才给日本人可乘之机。 其实伴生矿指的是某种含有其他矿产的矿藏,在我国分布广泛。在我国矿产,特别是有色金属矿脉中,含有2种及2种以上成分的矿脉占到全部矿脉的82。 比如我国钨矿石中,常常伴生有铜、铅、锡、钼、铋等20多种稀有元素。在我国储量丰富的煤矿中也经常有粘土矿、铝土矿、黄铁矿等伴生矿产。北京附近的八宝山就因为盛产多种矿产而得名。 在我国较为出名的伴生矿有内蒙古白云鄂博的稀土矿、甘肃金昌金川的镍矿伴生矿和四川攀枝花的铁矿钒钛伴生矿。 尽管矿产丰富算是一件好事,但国内伴生矿过多也一度成为一种桎梏,限制我国矿业和金属冶炼事业发展。 其一,伴生矿单位矿石的有效含量较少,特定矿产的开采花费大。 因为矿石中除却有效成分外,含有大量杂质,导致冶炼固定数量的金属需要更多的矿石,这无疑增加冶炼厂生产的成本,同时也迫使矿山花费更多金钱和时间挖掘矿石,延长实现盈利的时间。 而且在国外优质矿石的冲击之下,国内很多伴生矿石并不受市场青睐,很多矿山都因为无力承受国外矿石的打压而倒闭。 如,世界上最好的铁矿石是澳大利亚铁矿石,含铁量为5662。而国内铁矿石多以贫矿为主,杂质较多,含铁量仅能达到30。这便导致国产铁矿在澳洲和巴西铁矿面前毫无优势。 其二,伴生矿冶炼技法复杂,金属材料锻造成本高。 因为伴生矿石中含有大量物理和化学性质不同的金属元素,为分离出不同的成分,迫使冶炼企业不得不投入更多的设备,设置更多的工序。这都使得冶炼成本大幅提升,严重限制企业冶炼的规模收益。 其三,冶炼伴生矿石会造成大量的浪费。 因为伴生矿冶炼的复杂性,工序和处理措施远超优质的单一矿,这就导致冶炼企业在生产中稍有不慎就会造成大量有效成分被浪费。 如抗美援朝后,为增进双方友谊,苏联曾对我国进行156个项目的援建。当时很多苏联专家来到我国企业指导生产建设,其中就包括很多金属冶炼厂。 当时新中国刚刚建立,民众以超人的热情投入工作中去。但是当看到我国冶炼车间中内部情况时,很多苏联专家都不禁慨叹。他们表示我国工人丢弃废物的价值要远胜过炼出来的钢铁。 造成这一情况的原因是因为当时工厂多以铁锰伴生矿石冶炼钢铁。但当时我国检测和工厂技术都较为落后,为片面追求钢铁产量,不惜强行冶炼含铁量较低的矿石。 工厂虽然炼出大量钢铁,但是造成大量锰伴生矿的浪费。钢铁固然可以建屋搭桥,但是锰是重要的合金添加剂。在钢铁中添加锰元素,可以大幅度提升合金的强度、硬度和耐磨度,是军工产业的重要物质。 为追求白菜价的钢铁,而浪费大量珍贵的稀有合金元素,这种舍本逐末的行为都是因为我国对伴生矿处理能力的不足。那除却伴生矿石废物外,炉渣是否还有值得回收利用的价值呢?矿石伴生难克服,高效利用方正途 所谓儿不嫌母丑,狗不嫌家贫,一片土地固有的资源是很难改变的。生长在中华大地上的我们无法改变矿脉的性质和质量,我们唯一能做的就是加大对矿石的认识,提高资源的利用率。 根据发改委发布的《2012年资源综合利用年度报告》中显示,全国实现综合开发的矿产,仅占全部伴生矿资源的13。可见,我国在矿产的综合利用上仍有较大进步空间。 其实伴生矿对我国冶炼产业并非仅仅是阻碍,伴生矿有时也是宝贵的财富,比如内蒙白云鄂博的稀土伴生矿。 白云鄂博稀土矿原本是伴随着铁矿被开采的,该矿区最早在1927年由地质学家丁道衡发现。在小小的白云鄂博矿床上足足有170多种不同类型的矿产。 最开始人们只知道白云鄂博生产铁矿,并大加挖掘。却不想经过时间流逝,旧时被丢弃到一边的废土摇身一变成为身价高出钢铁数百倍工业维生素。 在过去,因为技术能力的不足,我国只能以白菜价廉价出口宝贵的稀土原料。直到徐光宪院士以串级萃取理论,极大提升稀土元素的提取利用,我国稀土产业才迎来崛起和腾飞。 目前虽然其他国家也在陆续开采稀土资源,但世界上仅有我国建立完整的稀土产业链。外国公司的稀土矿必须要运到我国才能实现元素的提取,我国已经牢牢捏住稀土产业的生命线。 我国稀土产业的奋斗史,正是伴生矿综合利用的绝佳案例。事实证明,只要潜心研究,过去眼中的废物都会成为未来时代的瑰宝。 我国目前已经是世界钢铁领域当之无愧的龙头。仅仅在2019年我国钢铁企业就产生31。5亿吨的固体废弃物。而通过多年研究,除却回收提炼其他金属元素,我国在高炉渣回收利用上取得长足进步。 高炉渣能起到的作用有很多,例如: 一、用于污水和烟气处理。 因为高炉渣具有粒度小、孔隙度高、比表面积大的特点。其疏松多孔的结构与活性炭一样有较好的吸附作用。 同时炉渣中含有很多如氧化钙,氧化镁的碱性氧化物,可以与污水和烟气中的磷酸根、硫化物等酸性物质反应,形成沉淀,有利于净化处理因冶炼产生的废水和烟尘,进而降低工业污染。 二、用于制作化肥。 高炉渣含有大量氮、硅、镁、铁、硫等元素,有利于农作物的培育和生长。以酸碱沉降法将炉渣中的元素置换出来,制成硅肥、氮肥、复合肥料也是炉渣废物利用的重要途径。 三、用于制作建筑材料。 因为炉渣内部的多孔结构,将高炉渣作为铺路搭桥时的保水材料,道路的降温降噪的效果较寻常材料更好,有效延长道路的使用寿命并减轻噪音污染。 日本一家公司就曾将高炉渣和颜料、水泥等材料混合起来,在道路表面上形成高强度、透水性强的彩色路面。将高炉渣制成的透水砖,在防滑、防寒、防风化等方面也有较大提升。 四、用于微晶玻璃的制作。 高炉渣是火法炼钢的副产品。矿石中大量的硅元素在高温下会凝结形成很多微晶玻璃。这些微晶玻璃机械强度和热稳定性等指标都很好,而且更加耐腐蚀,是良好的新兴材料。 冶炼企业利用高炉渣生产微晶玻璃,既可以加强冶金固体废物的再利用,又能为企业增加创收途径,提升企业的盈利和生存能力。 无论是提取回收金属元素,处理污染还是制作新型材料,在环境保护限制和可持续发展践行的大环境下,综合利用都是冶炼企业生存转型的必由之路。唯有自强不息,方可不负上天的恩赐。 参考文献: 《我国钢铁工业固废处理利用现状及展望》2021年10月《环境工程》陈军召殳哲君 《浅析钢铁工业固体废弃物资源利用技术的应用》2021年10月第5期《山东冶金》司金 《高钛型高炉渣回收的研究》2020年第2期《化学工程与装备》许兴堂韩萍