釩，因其被發(fā)現時(shí)呈現五光十色，而被冠以北歐女神凡娜迪斯的殊名。
其不僅有剛柔并濟的性質(zhì)，活潑多變的價(jià)態(tài)，艷麗多彩的光澤，還具備延展性好、不易氧化、質(zhì)量輕等特性，釩在鋼鐵工業(yè)、航空航天、新能源電池等領(lǐng)域均有重要應用，為“金屬維生素”。
儲量居亞洲第一、世界第二，山陽(yáng)縣的釩產(chǎn)業(yè)可謂是“老天爺賞飯吃”。
這些深埋于地下的稀有金屬，給秦嶺深處的山陽(yáng)縣帶來(lái)財富的同時(shí)，也帶來(lái)環(huán)境保護的壓力。如何讓釩產(chǎn)業(yè)不僅“看上去很美”？
山陽(yáng)選擇延伸全釩產(chǎn)業(yè)鏈，通過(guò)資源整合、產(chǎn)品升級、技術(shù)創(chuàng )新，使釩產(chǎn)業(yè)實(shí)現提檔升級，釩產(chǎn)品占到全國市場(chǎng)份額15%以上。
改造設備，耗能減少七成
走進(jìn)陜西五洲礦業(yè)公司片釩廠(chǎng)釩鋁合金項目現場(chǎng)，操作人員正有條不紊地進(jìn)行著(zhù)點(diǎn)火反應、噴砂、破碎、篩分，隨著(zhù)最后一道工序的完成，一粒粒銀灰色金屬光澤的釩鋁合金就生產(chǎn)出來(lái)了，經(jīng)過(guò)包裝便可以交付客戶(hù)。
釩產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)車(chē)間
釩鋁合金是生產(chǎn)鈦合金的重要中間合金，可以顯著(zhù)改善鈦合金的強度、韌性、延展性、耐腐蝕及耐高溫性。隨著(zhù)我國航空航天等高端制造業(yè)的迅速發(fā)展，鈦合金的市場(chǎng)需求大幅增長(cháng)，也帶動(dòng)了釩鋁合金的快速發(fā)展，國內年消耗量約在5000噸以上，市場(chǎng)前景可觀(guān)。
過(guò)往在釩的“鋼鐵時(shí)代”，頭部供應商多是四川攀西、河北承德等地鋼鐵企業(yè)。而隨著(zhù)釩在新材料領(lǐng)域應用推進(jìn)，山陽(yáng)釩產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新機遇。
山陽(yáng)縣的釩礦深藏于寒武系水溝口組的碳質(zhì)黏土巖內，不僅層位穩定、礦化均勻，而且礦體延伸穩定，礦帶分布面積廣。過(guò)去，山陽(yáng)釩處于產(chǎn)業(yè)鏈底端，依賴(lài)釩上游產(chǎn)品的開(kāi)采冶煉，含金量不高，環(huán)保問(wèn)題更是懸在其頭上的達摩克利斯之劍。
在任何加工行業(yè)，越到產(chǎn)業(yè)鏈后端，附加值越高。通過(guò)科技創(chuàng )新發(fā)展附加值更高的產(chǎn)品，乃至高精端產(chǎn)品，是所有低端原材料行業(yè)的破局之道，山陽(yáng)向全產(chǎn)業(yè)鏈方向做著(zhù)努力。
近年來(lái)，山陽(yáng)通過(guò)外出調研考察、外請專(zhuān)家以及和相關(guān)科研院所合作，進(jìn)行了大量的實(shí)驗。目前，采用生產(chǎn)成本低廉、操作簡(jiǎn)便的“爐外法”，五洲礦業(yè)已經(jīng)能夠生產(chǎn)五種牌號的釩鋁合金產(chǎn)品，質(zhì)量?jì)?yōu)于中國有色金屬釩鋁中間合金行業(yè)標準。
不僅宇航級釩鋁合金規模化生產(chǎn)走在全國前列，山陽(yáng)縣的釩氮合金產(chǎn)能居全國第一，99.95%高純金屬釩產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)打破了進(jìn)口依賴(lài)。
“釩產(chǎn)品常用于航空航天領(lǐng)域，其中釩氮合金是一種優(yōu)秀的煉鋼添加劑，能提高鋼的強度、韌性、延展性等，還能讓鋼具有良好的可焊性。”陜西豐源釩業(yè)科技發(fā)展有限公司副總經(jīng)理沈永德隨手撿起一塊釩氮合金，“你摸摸試試，這上面還散著(zhù)余溫呢。”
這些成品的釩氮合金為菱形狀，呈現銀灰色，像一顆飽含著(zhù)甘甜的糖果。伴著(zhù)機器的轟鳴聲，這些金屬塊將被快速包裝好，隨后運往全國各地。
為提升產(chǎn)品精度，山陽(yáng)縣對現有企業(yè)進(jìn)行擴能技改，建成高純金屬釩、釩鋁合金等項目九個(gè)，釩產(chǎn)品從初級加工，到延伸為全釩產(chǎn)業(yè)鏈。
“過(guò)去生產(chǎn)一噸產(chǎn)品需要耗電四五千度，如今通過(guò)設備改造，耗能減少了70%。”沈永德說(shuō)，“自主研發(fā)的一步法氮氣氛保護雙推板窯制取釩氮合金技術(shù)，將合金中的釩、氮占比進(jìn)一步提升，高于市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品，這些都極大提升了我們產(chǎn)品的競爭力。”
綠色轉型是礦業(yè)的“自我革命”
走進(jìn)位于中村鎮的陜西五洲礦業(yè)股份有限公司，整座礦山掩映在郁郁蔥蔥的綠樹(shù)中，大部分熾熱的陽(yáng)光都被茂密的樹(shù)林遮住，只投下星星點(diǎn)點(diǎn)的光斑。
環(huán)保，也曾是山陽(yáng)釩產(chǎn)業(yè)面臨的主要的問(wèn)題之一。
戶(hù)家塬鎮茶園
張濤是中村鎮人，1991年就進(jìn)入山陽(yáng)的釩礦打工，那時(shí)他才18歲。他記得，當年只要一刮風(fēng)，在家里都能聞到刺鼻的味道，甚至“連樹(shù)都死了不少”。
村上沒(méi)有主導產(chǎn)業(yè)，像張濤一樣的年輕人不是在挖礦，就是外出務(wù)工。
礦山養活了自己，但隨之而來(lái)的環(huán)境污染，讓張濤有些困惑：釩究竟是這片土地的財富，還是包袱？
在生態(tài)保護與礦業(yè)開(kāi)發(fā)沖撞中尋找共贏(yíng)，在新的理念中探索脫胎換骨的發(fā)展模式，不僅是“張濤”們的愿望，更是擺在山陽(yáng)甚至整個(gè)中國地礦行業(yè)面前的重大課題。
石煤提釩主要采用濕法提取工藝，廢水排放量大，且廢水中金屬離子含量高。
我國含釩廢水排放有嚴格控制，處理過(guò)的含釩廢水也應該盡量回收利用。工業(yè)含釩廢水的無(wú)害化處理既是對環(huán)保的要求，又能實(shí)現有價(jià)值資源的回收利用，意義十分重大。
為了解決這一問(wèn)題，山陽(yáng)縣將礦山廢水治理列為重點(diǎn)工作，通過(guò)爭取相關(guān)項目，建設起專(zhuān)門(mén)的污水處理站。“這樣，礦區產(chǎn)生的廢水直接引流，再統一集中處理，達標后才能排放。”
作為典型的頁(yè)巖釩企業(yè)，五洲礦業(yè)也在為綠色生產(chǎn)進(jìn)行科技攻關(guān)。
針對頁(yè)巖釩行業(yè)全過(guò)程污染防治清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，五洲礦業(yè)發(fā)明的含Ca介質(zhì)替代氨水中和高酸浸出液法、無(wú)銨沉釩工藝，從源頭消除了氨氮產(chǎn)生，并大幅度降低萃原液中SO42?，氨氮排放削減99.5%，實(shí)現了廢水氨氮污染源頭控制和循環(huán)利用。
“堅持綠色發(fā)展，公司里兩個(gè)污水處理設施將廢水全部回收利用，降低了能耗，‘基于頁(yè)巖釩行業(yè)全過(guò)程污染防治的短流程清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)’在2017年獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。”陜西五洲礦業(yè)公司總經(jīng)理郝文彬說(shuō)。
五洲礦業(yè)也在積極推進(jìn)綠色礦山建設，礦山采用平硐溜井開(kāi)拓、窄軌運輸、地下開(kāi)采方式，釩選冶采用短流程高效清潔提釩生產(chǎn)工藝，減少礦山開(kāi)采對土地資源的壓占、最大限度地降低對自然環(huán)境的影響。
“礦業(yè)綠色轉型和創(chuàng )新發(fā)展已不是簡(jiǎn)單的漸變和修補，而是一種革命性變化。”金鉬集團副總經(jīng)理兼五洲礦業(yè)黨委書(shū)記、董事長(cháng)陳超說(shuō)。
綠色礦山建設追求的是人與自然的和諧，需要優(yōu)先解決資源環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現以?xún)?yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、節能降耗、生態(tài)保護為核心的綠色發(fā)展模式。
豐源公司則先后對八條生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)改造，用電量降到原來(lái)的一半左右，粉塵、煙氣處理率和固體廢物處理率均達到標準要求。產(chǎn)品包裝系統、冷卻水循環(huán)系統以及制氮系統也全面升級改造，產(chǎn)品制造成本降低近八個(gè)百分點(diǎn)，實(shí)現了環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展雙贏(yíng)。
節能與儲能并行
過(guò)去的一年，在能源危機、材料價(jià)格高漲、減碳步伐加快的多重效應下，越來(lái)越強烈的市場(chǎng)信號都在暗示，電化學(xué)儲能賽道的下一程，要有新玩家入局了。
在儲能市場(chǎng)愈發(fā)強調“安全第一”的當下，釩一路爆火。
釩從一開(kāi)始便是工業(yè)領(lǐng)域的座上賓，含釩鋼可以說(shuō)是優(yōu)質(zhì)鋼鐵的代名詞，山陽(yáng)釩的主要客戶(hù)也多為鋼廠(chǎng)。而釩的另一重大應用新領(lǐng)域是釩電池，其或將成為新能源理想的儲能選擇。
為了少走彎路，2018年，山陽(yáng)縣領(lǐng)導和企業(yè)負責人聚焦釩儲能領(lǐng)域，多次前往四川攀枝花、湖南長(cháng)沙等地考察學(xué)習。
釩電池是負極電解液全使用釩鹽溶液的液流電池，具有容量大、充電快、安全性高、壽命長(cháng)等特點(diǎn)，且建設選址容易、周期短，對環(huán)境影響低，非常適用于大型靜態(tài)儲能，是目前發(fā)展勢頭強勁的綠色環(huán)保蓄電池，成為當前最具發(fā)展前景的大型儲能技術(shù)之一。
在五洲礦業(yè)，年產(chǎn)1000立方米的電解液生產(chǎn)線(xiàn)正在抓緊生產(chǎn)。
“電解液主要用于釩液流電池儲能，每年五氧化二釩的用量將近2萬(wàn)多噸，電解液要生產(chǎn)十幾萬(wàn)方，市場(chǎng)潛力很大。”陜西五洲釩產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院負責人張明明說(shuō)。
自五洲礦業(yè)與西安交通大學(xué)合作成立釩產(chǎn)業(yè)研究院以來(lái)，張明明積極開(kāi)展全釩液流電池研發(fā)工作，從電源、電極、膜、電解槽材質(zhì)等方面著(zhù)手，經(jīng)過(guò)不斷努力完成0.5立方米電解槽的設計方案。
了解到釩儲能的優(yōu)勢后，山陽(yáng)藝美包裝制造有限公司有了建設釩儲能電站的想法。
作為一家涉及加工設計、包裝制造的輕工業(yè)公司，藝美的這次嘗試立刻吸引了山陽(yáng)縣高新區管委會(huì )的關(guān)注。在縣經(jīng)貿局和管委會(huì )的協(xié)調幫助下，五洲礦業(yè)和藝美達成合作意向。
很快，一座小型釩儲能電站在藝美建了起來(lái)，公司房頂的太陽(yáng)能電板吸收能量，充滿(mǎn)釩電解液的電站完成儲存和發(fā)電。
“對企業(yè)來(lái)說(shuō)，釩儲能電站還可以實(shí)現錯峰用電。”山陽(yáng)縣經(jīng)貿局副局長(cháng)吳勇說(shuō)，例如在晚上零點(diǎn)以后電價(jià)低時(shí)儲存電能，到白天再釋放使用，可節約用電成本。
目前，以釩資源清潔利用為方向，山陽(yáng)聯(lián)合陜西有色旗下金鉬集團在五洲礦業(yè)產(chǎn)業(yè)園打造釩儲能基地，并開(kāi)始建設釩材料研發(fā)中心和一期1萬(wàn)立方米釩電解液生產(chǎn)線(xiàn)，與湖南銀峰、華電集團開(kāi)展合作，建設100兆瓦釩儲能電站，實(shí)現用能向供能轉變。
除此之外，山陽(yáng)還有更大的“雄心”——成立釩交易中心平臺，從而逐步掌握市場(chǎng)的定價(jià)權、話(huà)語(yǔ)權和主導權。
去年，豐源公司出現流動(dòng)資金問(wèn)題，陜西鴻瑞集團看中了釩的發(fā)展潛力，便主動(dòng)與豐源達成合作，計劃在低價(jià)期間及時(shí)買(mǎi)入收儲全國市場(chǎng)的氧化釩，形成釩交易中心平臺。
“釩產(chǎn)品市場(chǎng)供需基本平衡，除2018年高價(jià)波動(dòng)外，2019年至今市場(chǎng)總體運行平穩。”吳勇說(shuō)，今年國內釩產(chǎn)業(yè)總體向好，價(jià)格高于去年。
在吳勇看來(lái)，2023年隨著(zhù)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，釩產(chǎn)品需求或小幅增加，同時(shí)用于生產(chǎn)全釩液流電池電解液的高純五氧化二氮和用于航空業(yè)的釩鋁合金會(huì )有比較大的發(fā)展，對釩產(chǎn)品的需求也將持續增加，“釩礦資源由此成為業(yè)界香餑餑。”
（原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/RUAE2iYxlKZdJ3DjHEJ9VA)