■劉研 黃妍 陳韌 李曉亮 曹藝 王艷 趙巖（遼寧科技學院 遼寧省本溪低品位非伴生鐵礦優(yōu)化應用重點實驗室）

近年來，我國高度重視新材料產業(yè)的發(fā)展，先后將其列入國家高新技術產業(yè)（高新技術產業(yè)“十一五”規(guī)劃）、重點戰(zhàn)略性新興產業(yè)（“十二五”“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃）和《中國制造2025》十大重點領域?！笆糯蟆眻蟾嬉裁鞔_提出，我國必須從制造大國轉向制造強國，培育若干世界級先進制造業(yè)集群?！笆濉币詠恚m然我國新材料產業(yè)發(fā)展迅速，但產業(yè)競爭力依然薄弱，在核心關鍵新材料方面自給率不足，對外依存度較高，且在熱門新材料方面也出現(xiàn)了結構性過剩。

東北老工業(yè)基地具有雄厚的工業(yè)基礎，但是由于計劃經濟來得早、走得晚，造成了國有經濟比重大，傳統(tǒng)產業(yè)偏多，創(chuàng)新不足，管理落后等問題，經濟發(fā)展逐漸落后于東部沿海地區(qū)，急需在原有工業(yè)基礎上發(fā)現(xiàn)新的經濟增長點。而新材料產業(yè)正是老工業(yè)基地傳統(tǒng)產業(yè)升級發(fā)展的機遇。本文以冶金工業(yè)為例，應用資源綜合利用理念，探討在傳統(tǒng)工業(yè)基礎上發(fā)展新材料產業(yè)，構建基于資源綜合利用的新材料綠色產業(yè)鏈的思路。

一、綠色產業(yè)鏈與資源綜合利用

資源、環(huán)境、能源和人口的協(xié)調發(fā)展是當今世界各國共同面臨的重大社會問題[1]。冶金工業(yè)一直是資源型、高消耗、高污染的行業(yè)，資源綜合利用已經成為冶金工業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟，創(chuàng)造經濟效益和社會效益的重要途徑[2]。

資源綜合利用主要有三方面涵義，第一，在礦產資源開采過程中，對共生、伴生的礦物進行綜合開發(fā)與合理利用；第二，對生產過程中產生的廢渣、廢水(液)、廢氣、余熱余壓等進行回收和合理利用；第三，對社會生產和消費過程中產生的各種廢物進行回收和再生利用。對于冶金工業(yè)而言，傳統(tǒng)的經濟模式偏重于資源的粗放式索取利用，挑戰(zhàn)生態(tài)承載力極限。隨著環(huán)境壓力的日益增大，雖然也相繼出現(xiàn)了高爐煤氣回收和余壓發(fā)電、冶金渣制作建筑材料等技術，但利用率不高，缺乏產業(yè)鏈整體布局。據統(tǒng)計[3]，當下我國冶金工業(yè)固體廢棄物年產量已達到4 億噸，而綜合利用率僅為18%，工業(yè)尾礦產生量近3 億噸，但利用率不足2%，鋼鐵生產量為3800 余萬噸，但利用率僅為10%左右。冶金工業(yè)想要進一步創(chuàng)新發(fā)展，不僅要考慮產品升級，創(chuàng)造更大的經濟效益，也要兼顧社會效益和生態(tài)效益。這就需要冶金行業(yè)在調整產品結構的同時，對產業(yè)結構做出有力調整，從而打造可持續(xù)的冶金資源綜合利用與新材料耦合的綠色產業(yè)鏈。

所謂綠色產業(yè)鏈，是指在整個產業(yè)價值鏈中，在各個環(huán)節(jié)均貫徹綠色發(fā)展理念，實現(xiàn)與自然、與社會各相關群體的良性互動，達到短期利益和長期的發(fā)展統(tǒng)一，實現(xiàn)產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。該理念注重對生態(tài)環(huán)境的保護和對資源的有效利用，通過重構經濟系統(tǒng)，使發(fā)展與環(huán)境負荷有機統(tǒng)一，達到生產與環(huán)境協(xié)調發(fā)展的目的[4]。

二、基于資源綜合利用的新材料綠色產業(yè)鏈構建

傳統(tǒng)的冶金工業(yè)的產業(yè)鏈由 “原料——冶煉成型——應用——報廢”構成的線性經濟活動，上游主要是礦山等原料供應產業(yè)，中游為鋼鐵企業(yè)等生產企業(yè)，下游則是銷售以及機械制造、交通運輸、建筑等各行各業(yè)應用。

引入循環(huán)經濟的理念后，產品報廢已經不是終點，通過回收處理，將“垃圾”轉變?yōu)樵偕Y源，作為生產的原料重新進入產業(yè)鏈，使傳統(tǒng)產業(yè)鏈升級為一個循環(huán)的閉環(huán)。

而基于資源綜合利用理念，是將傳統(tǒng)產業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)產生的次生產品依據不同的用途分類利用，形成一個復雜的開閉環(huán)結合的體系。就冶金工業(yè)而言，從礦產開采出來的礦石經選礦處理作為冶金原料開始，在傳統(tǒng)產業(yè)鏈中作為廢棄物堆積的尾礦可以用于建材等行業(yè)[5]；作為冶金燃料的焦炭在生產過程中產生的焦爐煤氣，回收其中的焦油和粗苯可以作為化工原料，衍生出了煤化工產業(yè)；冶煉成型過程中產生的爐渣、煤氣、煙塵等，可以用于建筑、能源、交通等多個行業(yè)；金屬材料應用后產生的廢鋼可以直接回收至冶金行業(yè)；由此形成了一個各行業(yè)交叉融合的工業(yè)體系。

可以將冶金工業(yè)產生的廢棄物簡單分類成固廢資源和氣廢資源，固廢資源包括尾礦、爐渣、冶金塵泥、廢鋼等，氣廢資源包括焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煙氣等，且往往含有余熱資源。在固廢資源綜合利用方面，目前廢鋼利用等比較成熟，但在冶金渣利用方面還有很大的提升空間。我國每年大約產生1 億噸冶金渣，在現(xiàn)階段，主要用于路基材、預拌砂漿、多孔磚、混合材、砌筑水泥以及等各類附加值不高的建筑產品，且利用率不高。氣廢資源方面，除了焦爐煤氣的利用比較成熟外，高爐和轉爐煤氣只有部分余熱、余壓利用，氣體往往經凈化處理后直接排入大氣，由于其中含有大量的二氧化碳，溫室氣體給環(huán)境帶來了極大的負擔。

最近幾年國家格外注重節(jié)能減排事業(yè)的推進，積極落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。單純依靠目前的基于資源綜合利用的冶金產業(yè)鏈已經不能滿足冶金工業(yè)的長遠發(fā)展，尤其是在著手對傳統(tǒng)產業(yè)改造升級方面，規(guī)劃一定要立足于長遠目標。

新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料，或是傳統(tǒng)材料改進后性能明顯提高和產生新功能的材料。傳統(tǒng)產業(yè)升級和新興產業(yè)發(fā)展離不開新材料的支撐，冶金工業(yè)要實現(xiàn)產業(yè)升級，除了調整產品結構，將產品轉向以基礎零部件用鋼、高性能海工鋼等先進鋼鐵材料為代表的先進基礎材料，也應該考慮建筑產業(yè)升級對輕量化材料、新型建材的需求，以及新能源、節(jié)能環(huán)保等新興產業(yè)發(fā)展對能源材料、結構材料、節(jié)能環(huán)保材料的需求，將傳統(tǒng)的冶金工業(yè)耦合入新興的新材料產業(yè)，綜合發(fā)展各項產業(yè)。國內外已經有許多成功案例可作為經驗，如美國的美國鋼鐵公司、歐盟的米爾塔鋼鐵、俄羅斯的謝韋爾鋼鐵集團、日本的住友金屬、韓國的浦項鋼鐵公司等，既是傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)，又是國際知名的新材料企業(yè)。以日本住友為例[2]，涉足新材料產業(yè)已經有30多年，主攻方向為電子信息材料、瀝青基碳纖維、化工新材料、鈦合金、鋼鐵渣材料等，開發(fā)出了系列產品，可滿足半導體、鋰電池、平板顯示、航空航天、建筑和海洋環(huán)境保護等市場的需求，一些產品甚至已經占據了全球領先地位。

根據“十三五”規(guī)劃，從政策引導和市場來看，未來輕質材料、動力電池材料、節(jié)能環(huán)保材料是需求重點，屬于成長性市場，冶金企業(yè)可以重點耦合汽車輕量化產業(yè)、電動汽車產業(yè)以及節(jié)能環(huán)保產業(yè)協(xié)同發(fā)展。

三、結論

為促進東北老工業(yè)基地傳統(tǒng)冶金產業(yè)升級，更好的地向綠色化方向發(fā)展，應用資源綜合利用理念，充分利用冶金生產中的固廢、氣廢資源，發(fā)展輕質材料、動力電池材料、節(jié)能環(huán)保材料等未來成長性市場，引導傳統(tǒng)產業(yè)與汽車輕量化、電動汽車以及節(jié)能環(huán)保產業(yè)協(xié)同發(fā)展，產生產業(yè)耦合效應，以促進冶金工業(yè)的經濟效益和生態(tài)效益均衡發(fā)展。