《鈷冶煉企業產品能源消耗限額》行業標準制訂研究報告一、背景與目的鈷，英文名稱Cobalt，是一種金屬元素，元素符號Co，原子量為58.93，鈷的熔點為1,495℃，沸點為2,870℃。鈷在常溫的空氣中比較穩定，高于300℃時，鈷在空氣中開始氧化。鈷為一種銀白色金屬，在元素周期表上位于第VIII副族，處于鐵和鎳、銅之間，因此在自然界中多與上述金屬密切伴生存在。鈷具有鐵磁性和延展性，電化學性能良好，故鈷可應用于電池材料、磁性材料、化學制品等領域。鈷與其他金屬的合金具有高溫強度高、耐熱性好、硬度大、耐腐蝕性高等特點，故鈷是制造高溫合金、硬質合金、金剛石工具等的重要原料。鈷因其具有的獨特性能而被廣泛應用于航空、電子、機械制造、汽車、化工、新能源、高端裝備等領域。我國的鈷工業起步相對較晚。1952年，江西省南昌市五金礦業公司用簡易鼓風爐熔煉鈷土礦產出鈷鐵。1956年按此工藝建設了江西冶煉廠，產出的鈷鐵送至上海三英電冶廠（上海冶煉廠前身）處理。廣東梅縣也用同樣工藝從鈷土礦熔煉出鈷鐵送潮州冶煉廠處理生產工業氧化鈷。1954年，沈陽冶煉廠以濕法煉鋅鈷渣為原料產出首批電鈷，拉開了我國電鈷生產的序幕，沈陽冶煉廠鋅系統采用黃藥法除鈷產出黃原酸鈷渣，該廠以此鈷渣為原料，通過還原溶解、氧化沉鈷產出含鈷30%-40%的氫氧化鈷，然后再經干燥、焙燒、電爐還原熔煉成粗金屬鈷，最后用電解精煉法得到電鈷。1958年，贛州鈷冶煉廠從當地的鈷土礦中生產出氧化鈷。由于當地鈷土礦資源分散，無法大規模開采，在冶金工業部安排下，贛州鈷冶煉廠于1960年開始處理從摩洛哥進口的砷鈷礦，這是我國用進口鈷原料生產鈷的開始。全球已知的含鈷礦物約100種，主要有四種類型：①銅鈷礦、②鎳鈷礦，包括硫化礦和氧化礦、③砷鈷礦、④含鈷黃鐵礦，這些鈷礦含鈷量均較低。從鈷金屬的儲量來看，全球鈷金屬儲量分布非常不均衡。地殼中鈷金屬儲量約為2,500萬噸，根據USGS（美國地質勘探局）數據顯示，2015年，探明鈷礦儲量710萬噸，按照2015年12.4萬噸/年開采量估算，可開采年限約為60年。鈷金屬資源主要集中在剛果（金）、澳大利亞、古巴等地區，總共占據全球儲量的70%左右。其中，剛果（金）儲量340萬噸，占據已探明儲量的47.89%，澳大利亞、古巴分別為110萬噸、50萬噸，分別占探明總儲量的15.49%、7.04%。2015年全球鈷資源分布（金屬噸）2015年，我國已探明鈷資源儲量為8萬噸，占全球總儲量的1.13%。目前已知的鈷礦產地有170余處，分布于24個?。▍^），主要分布在甘肅、山東、云南、湖北、河北、青海、山西等7省，以甘肅省儲量最多，約占全國的30%，以上7省儲量之和約占全國總儲量的70%，其余30%的儲量分布在新疆、四川、西藏、海南、安徽等?。ㄗ灾螀^）。我國鈷礦分布地區較廣，但鈷資源仍相對匱乏，具體表現為儲量小、礦石品位低、貧礦多、伴生成礦多，鈷資源主要依賴于進口。在過去的20多年里，世界精煉鈷的主要產地由歐洲轉向了中國。上世紀90年代末，芬蘭為全球最大的精煉鈷生產國，2001年芬蘭精煉鈷產量占到全球總產量的21.27%3，其次為俄羅斯的12.08%和挪威的8.71%；近年來，國內鈷行業由于下游鋰電池及合金行業的帶動，同時還受到冶煉、深加工產能向中國集中的影響，鈷產品的消費量呈快速上升的態勢，中國成為鈷的主要生產國，已經連續10余年成為第一大精煉鈷供應國，根據CDI（鈷發展協會）資料顯示，2015年中國精煉鈷產量4.87萬噸，占全球總產量的49.66%。但由于中國鈷礦資源相對貧乏，鈷原材料主要依賴從剛果（金）進口。鈷礦物多伴生于其他礦物之中，常以砷化物、硫化物和氧化物存在。主要鈷礦有四種類型：鎳鈷硫化礦和氧化礦、銅鈷礦、砷鈷礦、含鈷黃鐵礦；再生資源主要是指廢舊的硬質合金、廢舊電池等含鈷廢料。鈷冶煉的特點是原料品位低，提取流程長，方法多。主要的冶煉方法有以下四種：高溫熔煉富集后濕法提取鈷，硫酸化焙燒后浸出提煉鈷，還原焙燒氨浸法和加壓浸出法。主要步驟有四部，先由鈷礦石或者再生資源冶煉得到普通的化工中間產品，如氯化鈷、硫酸鈷等，該步驟技術含量較低，基本所有的鈷行業公司均能生產；以中間產品為原料合成制備得到氧化鈷、碳酸鈷、草酸鈷等化合物；進一步生產制備四氧化三鈷材料，最終得到金屬鈷粉、鈷酸鋰等材料。近年來，因其環保、節能、成本等原因，濕法提取工藝已成為生產鈷的主要方法。中國各鈷加工廠主要從非洲進口氧化銅鈷混合礦，采取濕法提取工藝生產鈷產品。1992年，中國開放了鈷產業，外資、民營資本都可以進入，擺脫了所有制的桎梏，又恰逢20世紀未21世紀初鋰離子電池的爆炸式增長的機遇，中國一批鈷企業獲得了驚人的發展。目前中國已成為全球最大的鈷生產國家。金川有色金屬公司的鈷產量已經達到6000噸/年，成為中國最大的鈷生產基地，浙江華友鈷業股份有限公司產量已經達到4000噸/年，是中國第二大鈷加工企業。北京當升科技股份有限（生產鈷酸鋰為主）、深圳格林美科技股份有限公司（生產鈷粉為主）這二家生產鈷新材料的企業已經分別于2010年和2009年在中國深圳交易所上市。一大批鈷生產企業，如金川，華友、凱力克、巴莫、瑞翔等均在做上市的準備。鈷產品生產需經溶解、萃銅、除鐵、萃取以及電積等生產工序，生產流程長，冶煉工藝復雜，能耗高，且在冶煉生產過程中產生有害氣體。鋰電池消費在未來十年內將為鈷消費領域增長的主要驅動力。目前，國內外尚未發布有關鈷冶煉產品能耗限額標準。為規范鈷冶煉生產企業能源消耗指標的計算與考核評定，淘汰落后生產工藝，提高能源利用效率，需制定鈷冶煉生產企業能源消耗限額標準。二、任務來源及計劃要求為了進一步提高我國終端用能產品能效市場準入門檻和高耗能行業能耗準入門檻，充分發揮能耗標準的引領作用，推動鈷冶煉企業工藝創新和節能技術進步，提高節能管理水平，加快產業結構調整和優化升級，促進節能減排，有效指導和規范企業用能統計，促進企業內部進行合理用能考核，推動企業節能降耗工作的深入開展，必須對有色金屬產品的能耗標準進行深入研究，建立和完善科學合理的有色金屬能耗標準體系，達到節能減排和提高能源利用效率的目的，滿足國家宏觀調控和市場需求。根據工信部《工業和信息化部辦公廳關于印發2017年第二批行業標準制修訂計劃的通知》（工信廳科［2017］70號）和有色金屬工業協會《關于下達2017年第二批協會標準制修訂計劃的通知》（中色協科字［2017］76號）的文件精神，在全國有色金屬標準化技術委員會的安排下，由金川集團股份有限公司負責制訂《鈷冶煉企業單位產品能源消耗限額》行業標準，并于2020年5月前完成。三、工作過程簡述金川集團股份有限公司在接到《鈷冶煉企業產品能源消耗限額》標準的任務后，十分重視此項工作，專門成立了標準修訂項目組，成員由鈷冶煉單位從事生產工藝技術人員和具有豐富經驗的能源管理人員組成，確定工作內容，制訂工作計劃，確保制訂質量和工作進度。為了使《鈷冶煉企業產品能源消耗限額》科學、合理，力求先進，促進企業進行工藝技術創新，提高資源綜合利用率，強化用能考核，推動企業節能降耗工作的深入開展，實現綠色發展，在全國有色金屬標準化委員會的領導下，標準修訂項目組開展了電話、信函、網絡以及現場考察等方式進行調研，收集了浙江化友鈷業股份有限公司等冶煉企業能耗指標數據、主要生產工藝以及對標準的制訂意見。并對金川集團股份有限公司2016~2018年三年期間鈷冶煉能耗進行了分類整理和統計，為標準修訂提供了數據基礎。四、標準編制原則及依據（一）標準修訂原則1、本標準制訂執行國家標準《標準化工作導則》GB/T1.1-2009。2、本標準制訂以實際可操作性為前提，滿足合理性、適應性、先進性等為原則。3、本標準制訂同時應符合國家有關法律、法規、政策和相關標準要求。4、符合有色行業標準編制要求。5、滿足國家淘汰落后產能的要求，促進鈷企業的技術進步和新工藝、新設備的使用。6、促進行業技術進步，擴大應用消費市場，加強國際產能合作，創造良好營商環境，推動有色金屬工業調結構、促轉型、增效益。（二）標準制訂依據1、本標準制訂以國家重要產業政策和有色金屬行業供給側改革為指導。2、本標準以2016-2018年我國鈷冶煉企業能耗實績以及世界鈷冶煉企業能耗先進水平為依據。3、本標準以國家標準GB2589-2008《綜合能耗計算通則》等為依據，參考行業規范《中國有色金屬工業能耗統計報表計算方法規定》。4、確?，F有鈷企業持續健康發展，進一步提高鈷冶煉企業準入門檻，優化能耗先進水平為依據。五、工作內容及工作進度安排工作內容：本標準為新制訂，制訂工作遵循國家標準《標準化工作導則》GB/T1.1-2009，以實際可操作性為前提，滿足合理性、適應性、先進性等為原則，符合國家有關法律、法規、政策和相關標準要求，主要內容：1、組織對電積鈷、四氧化三鈷以及硫酸鈷的生產工藝現狀進行調研，了解各生產企業工藝流程、工序以及工序之間的界限劃分；2、收集鈷冶煉生產企業工藝和工序能耗指標數據和對標準制訂的意見。3、以現有鈷冶煉生產企業持續健康發展，進一步提高鈷冶煉企業準入門檻，優化能耗先進水平為依據，制訂鈷冶煉生產企業能耗限定值、準入值和先進值。4、組織對標準討論稿進行討論，廣泛聽取意見，并對合理意見進行采納修改。進度安排：研制時間共24個月2018.1-2月：制訂標準編制方案；2018.3-6月：對國內鈷冶煉生產企業進行調研，了解生產工藝和能耗現狀；2018.7-9月：對金川集團股份有限公司歷年鈷冶煉工藝能耗和調研結果進行整理；2018.10-2019.3月：編制“鈷冶煉企業產品能源消耗限額”（討論稿）；2019.4-6月：將“鈷冶煉企業產品能源消耗限額”（討論稿）提交有色標委會進行討論；2019.7-9月：對“鈷冶煉企業產品能源消耗限額”（討論稿）進行修改完善，將修改后的“鈷冶煉企業單位產品能源消耗限額”（討論稿）提交國內相關鈷冶煉生產企業進行審核，提出修改意見；2019.10-12月：將“鈷冶煉企業產品能源消耗限額”（報批稿）提交有色標委會進行審訂。六、鈷冶煉工藝及能耗指標的規定1、電積鈷和氧化鈷生產工藝的確定金川集團股份有限公司電積鈷生產采用了目前世界上較為先進的氯化體系不溶陽極電積技術。金川集團股份有限公司四氧化三鈷生產采用合成系煅燒技術。2、電積鈷和四氧化三鈷產品能耗指標的規定2.1生產工序劃分2.1.1電積鈷工藝按生產過程和特征分為下列工序。即：漿化、溶解、凈化、萃取、電積等工序。2.1.2四氧化三鈷工藝按生產過程和特征分為下列工序。即：漿化、溶解、凈化、萃取、濃縮、焙燒等工序。2.2生產工藝能耗計算2.2.1為消除鈷原料品位、溶液濃度對產品能耗的影響，便于比較不同企業能耗的高低，氯化鈷各工序能耗按每噸鈷耗能量計算，電積鈷各工序按每噸電積鈷耗能量計算；四氧化三鈷各工序按每噸四氧化三鈷耗能量計算。2.2.2根據本標準規定計算工序能耗,當電積鈷、四氧化三鈷工藝劃分與本標準不一致時，可按實際工序組成計算工藝能耗。3、能耗指標等級的劃分為提高鈷冶煉企業準入門坎，優化能耗指標，使之達到先進水平。本標準能耗指標分為能耗限定值、能耗準入值和能耗先進值。能耗限定值指現有鈷冶煉企業產品能耗必須達到的指標。能耗準入值是指新建和改造鈷冶煉企業能耗準入條件，符合產業政策的鈷冶煉企業必須在國家規定的期限內通過技術改造達到準入條件；能耗先進值，就是國內先進水平，達到或接近世界同類產品能耗先進水平，是節能型鈷冶煉企業能耗指標的要求。4、適用范圍本