铬盐行业亟待产业升级
产品多样化 生产清洁化
□ 中国无机盐工业协会 王佩琳
行业稳步发展
铬化合物是我国无机化工主要系列产品之一,目前国内常用的无机铬化合物系列产品约30多种,其中重铬
酸钠是铬化物系列的基础产品,其他铬化物均以重铬酸钠为母体衍生而成。“十一五”期间我国铬化物品种和质
量有了很大的提高,传统无机铬化合物产品继续发展,近年来开发的有机铬化物,如乙酰丙酮铬、甲酸铬、醋酸
铬、碱式醋酸铬、吡啶甲酸铬(皮考啉酸铬和烟酸铬)、柠檬酸铬、乳酸铬、葡萄糖酸铬以及多种氨基酸铬等发展
很快,使我国铬化合物生产向更高层次、高附加值方向发展。产品质量和规格可满足国内各行业生产的需求,达
到国外先进国家质量标准。但产品品种规格档次少,一些国外常用的铬化物品种如水性木材防腐剂铬砷酸铜等尚
无生产,不能满足不同用户的需要。
“十一五”期间我国铬盐产业结构发生了很大变化。2006~2009年,我国重铬酸钠总产能从364万t/a增至
380万t/a,生产企业从19家降至15家,平均产能从1.9万t/a增至为2.5万t/a。
近年来我国铬盐产量稳步提高,2005~2009年我国铬盐产量年均增长幅度为1.2%,详见表1。
我国是铬盐净进口国,近年净进口量(折重铬酸钠,下同)在1.2万~2.7万t, 5年来净进口量呈现出倒
V型,其中2008年净进口值最低,仅1100t; 2007年净进口量最大,达到2.7万t。详见图1。
近年我国铬盐消费增长趋缓,重铬酸钠消费量由2005年的26.7万t增加到2009年的28.7万t,年均消费
增长率为1.44%,相对于2000~2005年的12.3%高增长率,增长速度明显降低。其中铬酸酐是最主要的消费用户,
约占总消费量的60.0%左右。其他铬化工产品以盐基性硫酸铬为主,还有氧化铬绿、铬酸盐和重铬酸盐以及其衍
生的有机铬化合物,其他铬化工产品消费重铬酸钠量由2005年的10.2万t增加到2009年的13.5万t,年均增
长率为5.74%。近年我国铬盐产品消费统计见表2。
表1 我国近年铬盐产量统计 万t
年份 2005 2006 2007 2008 2009
重铬酸钠 25.9 28.3 28.4 22.9 27.5
铬酸酐 10.6 11.2 11.8 9.3 9.1
表2 近年我国主要铬盐产品消费统计 万t
年份 2005 2006 2007 2008 2009
铬酸酐 10.3 10.8 12.4 8.9 9.5
折重铬酸钠 16.5 17.3 19.8 14.2 15.2
其他铬产品(折重铬酸钠) 10.2 11.9 11.3 8.7 13.5
合计 26.7 29.2 31.1 23.0 28.7
存在问题仍然突出
1.清洁生产工艺推广力度不够 我国基础铬盐产品(重铬酸钠)生产工艺仍以高能耗、高污染的传统焙烧
法为主,其中有钙焙烧工艺占国内总产能的69%。目前虽然新开发了一些清洁生产工艺,但还处于中试阶段,尚
未实现规模化生产。
2.行业总体能耗较高 以重铬酸钠为例,我国5个重点生产企业平均能耗与国外先进的无钙焙烧法工艺相
比,吨重铬酸钠的电耗高100kWh/t、汽耗高0.25t,仅电耗、汽耗两项,我国铬盐企业的综合能耗就比国外高约
0.3t标煤/t重铬酸钠。此外,环保设施不配套,不具备处理扩大生产所产生的污染物的能力,超标排放情况时
有发生。
3.宏观管理不够完善 目前重铬酸钠单线1万t/a以下生产装置仍在运转;一些企业新改扩重铬酸钠装置
不按国家规定办理审批手续(或越权审批),改头换面私自建设,甚至仍采用淘汰的有钙焙烧工艺,违法建设、
生产;个别现有生产企业未能在限期内完成遗留铬渣的治理任务,铬渣污染仍很严重。
4.缺乏有效的市场化运行机制和激励机制 铬渣的无害化处理综合利用,需要依赖建材和钢铁等行业的特
殊生产工艺,如利用水泥立窑、钢铁烧结矿等。由于没有建立起铬渣产生企业和综合利用企业之间的利益桥梁,
承担综合利用铬渣的企业没得到相应的补偿而不愿意承担污染风险和设备改造成本,致使铬渣综合利用工作十分
被动。一些综合利用方式,如用铬渣作水泥矿化剂,对环境的影响尚不清楚,也还需要国家制定相关行业标准进
行认定。此外,随着能源、水电、人工等成本的提高,处理、处置成本提高较多,企业成本压力过大,也是制约
铬渣治理的一个重要因素。
5.铬矿对外依存度大 铬盐生产的主要原料铬铁矿一直是我国最短缺的矿产品种之一。近年来,我国铬矿
进口量逐年增加,进口地区趋于集中。印度、南非是我国铬矿主要进口地区,越南、巴基斯坦、菲律宾等也是我
国铬矿比较主要的进口国。因此,国内铬盐行业的发展对国外铬矿依存度大,近年受国外相关矿产资源政策的影
响,铬铁矿价格涨幅大,对铬化物产品生产成本有较大的影响。
市场需求将小幅增长
铬的主要价态为0、3、6价,其中零价的金属铬及含铬合金(如不锈钢)应用正不断增加;三价铬是人体和动
植物所必需的微量元素,作为医疗保健和饲料用的三价铬盐正迅速发展;由于六价铬有毒,对机体有强腐蚀性,
锶、锌、钙的铬酸盐还有致癌作用,故六价铬化合物的应用越来越受到严格的限制。对铬盐总的需求,发达国家
已经并将继续处于下降状态,发展中国家短期内消费量会有所增加。从全球看,在相当长一段时期内,铬盐需求
量将在小幅增加后逐渐过渡到平稳状态。
目前重铬酸铵、硫酸铬钾、硝酸铬在国内有少量生产。铬黄颜料,即铅、锌、锶、钡、钙、锌钾的铬酸盐,
由于有致癌性,在国外的消费受到限制,国内主要生产铅铬黄,锌、锶、钡、钙铬黄几乎不生产。
氯化铬和硫酸铬是国外用量较大的铬化合物,主要用于电镀(特别是三价铬电镀)及石油开采,以及用作染料
中间体、媒染剂、催化剂,是制备多种有机及无机铬化合物的原料。
铬砷酸铜、氟铬酸盐及其他含铬木材防腐剂是国外使用的主要水溶性木材防腐剂,基于砷对人体的毒害,美
国环保局规定自2003底起限制铬砷酸铜的应用范围(禁止用于处理与人体接触的木材,不限制处理电杆、枕木、
公路隔离栅、隔音障等工业用木材),1997~2006年美国木材防腐剂消费重铬酸钠量由4.2万t降至2.2万t。
尽管如此,木材防腐剂消费仍是美国铬化合物的最大用户。我国森林覆盖率低,年砍伐木材量约6000万m3左右,
如果每年有10%的木材用铜铬砷(CCA)处理,将年消费铬盐(以重铬酸钠计)4.8万t。因此,一旦木材防腐在
我国推行,必将拉动我国对铬盐的需求。
醋酸铬及碱式醋酸铬也是国外用量较大的铬化合物,主要用作媒染剂、烯烃聚合及氧化催化剂,是制备多种
有机铬化合物的原料,亦用于石油开采及制革业。国内已有工业化生产。
甲酸铬可用于电镀及鞣革;氟化铬可用作木材防腐剂、羊毛媒染剂、毛棉防蛀剂、氟化剂(制其他氟化物)及
氟化催化剂等;磷酸铬及磷酸铬铝是良好的防锈颜料;乙酰丙酮铬可用于合成其他有机铬化合物,制除爆剂、火
箭燃料的燃烧控制催化剂、氧化催化剂。以上铬化合物我国尚待开发。
吡啶甲酸铬(皮考啉酸铬和烟酸铬)、丙酸铬、柠檬酸铬、乳酸铬、葡萄糖酸铬以及多种氨基酸铬(如L-蛋氨
酸铬、L-亮氨酸铬、谷氨酸氯化铬、赖氨酸铬)等等,可用作医药和保健品以及饲料添加剂。这些有机酸铬部分
国内已有生产,部分还在研发中。
综上所述,预计今后五年我国重铬酸钠、铬酸酐消费增长将趋于缓和;三价铬电镀和水溶性木材防腐剂应用
将取得突破性进展,成为我国铬化合物消费的潜在市场。预计到2015年我国重铬酸钠消费量将增至35万~36
万t,铬酸酐(以重铬酸钠计)消费量将增至20万~22万t。
借鉴国外发展经验
当前国外铬化物工业的发展趋势是:①发达国家多年来不再扩大产能,并且由于环境和经济方面的压力,关
闭了部分生产装置,仍在运行的装置则集中力量加强设备改造、完善生产工艺,增加产量和产品品种和规格,提
高企业效益。如近年由于中国铬盐生产迅速增长,加上印度Vishnu铬盐公司(9万t/a)和哈萨克阿克纠宾斯克
铬盐公司(13万t/a)的激烈竞争,全球最大的铬盐生产企业艾利门梯斯铬公司的收益恶化,2009年初其将英国
的Eaglescliffe铬盐厂关闭,仅保留美国北卡罗来纳州的Castle Hayne铬盐厂,该公司设在中国上海的办事处
亦缩减了铬化合物方面的业务。英国成为继意大利、德国和日本之后退出重铬酸钠生产的又一发达国家。②以资
本或技术输出方式在第三世界铬矿资源丰富和消费市场大的国家和地区投资建厂,如艾利门梯斯铬公司在哈萨克
斯坦投资。③盛产铬矿的国家如南非、印度、土耳其、巴西、伊朗、菲律宾等引进国外先进技术建厂,大力发展
本国的铬盐工业。④发展新工艺和新技术,生产高附加值铬化合物。英国艾利斯梯门公司用电解法生产重铬酸钠
和铬酐,采用热结晶法制高质量晶体铬酸酐,该公司所生产的低硫氧化铬占世界高品质冶金氧化铬市场的90%左
右。
发达国家铬化物行业发展趋势为我国铬化物健康发展提供了借鉴。另外,应当引起国内铬盐企业注意的是,
由于盛产铬矿国家开始发展铬化物工业,将会不断加大对铬矿出口的控制,出口铬矿价格将提高,从而促使铬化
物生产成本提高,不利于我国铬化物行业的发展。
未来发展设想
1.统一规划,合理布局 基础铬化合物生产要从满足国内市场需求为基本出发点,研究确定合理的基础铬
化工产品的生产能力,坚决杜绝盲目发展,以牺牲环境换取经济效益;鼓励进口重铬酸钠、铬酸酐等铬化物初级
产品,鼓励国内重铬酸钠产品深加工,严格控制铬化物初级产品出口;实行统一规划,合理布局,淘汰落后和新
改扩建相结合,加强宏观调控,促进行业结构调整,调整产业布局,解决好环境敏感地区污染问题。加快实现生
产的规模化、集中化、自动化,为行业可持续发展奠定基础。
2.品种、规格要有较大幅度增加 适度发展铬系列水溶性木材防腐剂,积极开发多种型号、多规格的铬酸
酐、二氧化铬、铬酸盐、重铬酸盐产品,开发硝酸铬、氟化铬、醋酸铬的新工艺。加速三价铬电镀专用产品如硫
酸铬、氯化铬、甲酸铬开发。加强有机铬产品品种开发及在石油、医药、饲料等行业推广应用,满足日益增长的
市场需要。
3.源头减量,清洁生产 推进铬盐生产技术进步与强化铬污染防控工作并举。以源头减量为出发点,引导
企业进行技术改造,提高技术水平,实施清洁生产,鼓励采用含铬污染物产生量少的先进生产工艺如无钙焙烧、
连续液相氧化、铬铁碱熔等,促进行业整体技术进步。提高入门门槛,禁止建设生产规模5万t/a及以下的重铬
酸钠生产装置。
4.加强技术进步 采用先进、节能、环保技术改造现有生产装置,淘汰有钙焙烧生产工艺,发展下游后加
工产品,增加铬化工产品规格、品种,以满足不断发展的市场需要。
5.进一步摸清遗留铬渣及受污土壤情况 根据铬盐生产企业所处区域和生产工艺技术及铬渣堆存地点、数
量、造成水土污染的严重程度,制定综合治理方案,分轻重缓急,分步实施,整体推进。切实加强对含铬污染物
综合利用和解毒无害化处置为核心,通过技术、管理、资金等综合措施,多途径实施综合防治。
6.解决铬铁矿产原料供应问题
由于国内铬化工生产规模较小,难以一次性大量进口铬矿原料,多数企业通过中间商进口原料,解决好铬矿
供应对行业稳定发展具有重要意义。