鲁北集团:盐碱地的“拓荒者”

  山东鲁北企业集团总公司 (以下简称鲁北集团 )自1977年建厂,始终坚持科技发展、创新发展,走循环经济之路。公司积极拓展和延伸磷铵—硫酸—水泥及锂电池材料联产、海水梯级综合利用、盐—碱—电—铝联产、钛白粉清洁生产等循环经济产业链,创建的中国鲁北生态工业模式成为我国循环经济发展的一面旗帜,被国家发改委、原环保总局、科技部等授予国家首批循环经济试点企业、国家首批环境友好企业、国家海洋科技产业基地。2020年10月,鲁北集团与国家电投签署合作协议,共建鲁北综合智慧产业园。2020年12月,生态环境部、科技部、商务部批准其为我国唯一一家企业型国家生态工业示范园区。

  鲁北集团靠科技创新撬动传统产业的转型升级,靠技术进步实实在在地解决了传统产业高耗能、高污染难题,使“夕阳”产业变身“朝阳”产业。

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鲁北集团鸟瞰图

  诞生于蛮荒之地 打造“鲁北模式”亮丽名片

  1977年,渤海湾的一处蛮荒之地,8个人怀揣40万元国家试验经费,搭建起几间简易的黄席棚,开始创业之旅。43年后,8个人的队伍壮大到6000名员工,40万元裂变成200亿元企业资产。

  在40余年的改革发展中,鲁北集团始终坚持绿色先行的发展目标,坚定不移地发展生态、低碳、循环经济产业集群,创建了磷铵硫酸水泥联产、海水梯级综合利用、盐碱铝电联产、钛白粉废物综合利用、锂电新材料等生态产业链条,形成一个相对封闭的循环产业格局,是国家首批环境友好企业、国家首批循环经济试点单位、山东省高端功能化学品产业链链主企业,是名副其实的循环经济网络集成设计的引领者。

  我国在2003年将循环经济纳入科学发展观,而鲁北人早在1993年就正式将循环经济作为企业的发展战略,并在绿色发展方面取得了巨大成就,先后被授予“国家环境友好企业”“国家循环经济试点单位”“国家鲁北生态工业示范园区”等荣誉 ,更被联合国环境规划署确定为中国生态工业的典范,为世界贡献了循环经济的“鲁北模式”和“中国方案”。

  硫酸是重要的基本化工原料之一。上世纪七八十年代,我国工农业生产和国防工业急需硫酸,但国内制作硫酸的原料奇缺。于是“盐石膏制酸联产水泥技术”被列入国家“六五”科技研发计划,并由鲁北集团组织技术攻关。这便是公司前身无棣县硫酸厂的起步。1977年,鲁北集团首批创业的8个人组成无棣硫酸厂筹建先遣队,来到地处滨州渤海湾的无棣县。他们在距离无棣县城40千米的渤海湾畔盐碱荒滩马山子乡,开始国家六五重大科技攻关项目——盐石膏制硫酸联产水泥的技术工业性试验。经159次装置改造,历时6载,他们于1983年11月取得盐石膏制硫酸副产水泥试验成功,为中国硫酸工业生产开辟了一条新的原料路线。

  但紧接着,生产磷酸排出的磷石膏废物又成了摆在鲁北人面前的一道难题。为此,科技部又下达了磷石膏制硫酸联产水泥技术攻关任务。鲁北人没有丝毫懈怠,马上投入新的试验中 , 历经一年多刻苦试验又取得成功,并相继完成了山东省科学技术委员会下达的天然石膏制酸副产水泥研发任务。这使鲁北集团从传统化工向绿色化工迈出了关键性的第一步, 成为石膏制酸“中国第一家”。

  鲁北集团发明的磷石膏制硫酸副产水泥技术,采用化学分解法,能实现对磷石膏的规模消纳。如今,鲁北集团年处理工业废石膏100多万吨。“鲁北方案”也成为彻底解决我国磷石膏这一固废的根本方法。在2001年1月召开的国家科学技术奖励大会上,磷石膏制酸联产水泥技术荣获国家科技进步二等奖,成为鲁北集团发展循环经济史册上第一抹绿莹莹的底色。

  面对当时进口磷铵垄断国内市场的状况,鲁北人又把目光投向磷铵、硫酸、水泥一体化联产技术的开发。1987年初,我国第一套年产万吨料浆法磷铵配套磷石膏制硫酸联产水泥的装置在鲁北集团建成,并通过国家级鉴定和验收。很快,原国家计委、原化工部批准鲁北集团建立年产3万吨磷铵、4万吨磷石膏制硫酸联产6万吨水泥(三、四、六PSC装置)的国家级示范装置。该联产装置把磷铵、硫酸、水泥三套装置有机组合,利用生产磷铵副产的磷石膏制硫酸联产水泥,硫酸用来制磷铵,硫酸尾气回收后制取液体二氧化硫用于生产溴素,废水封闭循环利用,4种产品同时产出。一个无“三废”排放的高科技绿色产业循环就此诞生。

  1991年,原国家计委和原化工部对鲁北集团的“3/4/6”装置工程进行了为期一个月的考核论证,最后确定这是中国历史上第一套年产3万吨磷铵配套采用副产磷石膏制硫酸联产水泥国家示范装置。这一生产技术既解决了废渣占地、污染环境、制约磷复肥工业发展的难题,又为硫酸和水泥找到新的原料来源。因此被原环保部命名为“鲁北模式”。

  打通多条产业链 构建循环经济发展模式

  经过多年探索,现在的鲁北集团拥有数10万亩盐田,实现了初级卤水养殖、海水冷却、中级卤水提溴、溴开发医药中间体,生产出溴系染颜料中间体、溴系阻燃剂等产品;饱和卤水盐碱联产,原盐达到百万吨生产规模,废渣盐石膏制硫酸和水泥。“一水多用”将鲁北集团的循环经济模式发挥到极致,产业链越做越长、越做越大,生产成本大幅降低。多条循环经济产业链成功运行,形成了有很高关联度的生态工业产业链网络,不仅让传统产业焕发生机,也为我国化工行业树立起了一面绿色旗帜。该模式还被国家发改委认定为中国首批循环经济典型案例。

  在鲁北集团,无论是总调室,还是各个分厂的操控室,随处可见一张绘制精美的椭圆型网状链条图。从这张图上不难看出,一种产品的废料,可以是另一种产品的原料;两个表面上看似毫不相关的产业板块之间,通过产品却能关联在一起,在将原料“吃干榨尽”的同时,实现“三废”零排放。

  但是他们并没有满足于此,而是将磷铵—硫酸—水泥联产(PSC)产业链加以拓展,并将园区几乎所有产业整合在了一起:先是将热电产业融合进来,使脱硫石膏、煤渣得到综合利用(用于生产水泥),形成了磷铵—硫酸—水泥—热电联产产业链。在此基础上,在可持续发展大背景下,盐—碱—电—铝及高端化学品铝联产、钛硫磷钙锂联产及钛白粉清洁生产等产业链在鲁北集团应运而生。国际国内领先的生态工业发展模式——中国鲁北生态工业模式也开始在海内外叫响。

  “鲁北集团的生态工业系统是世界上为数不多的,具有多年成功运行经验的生态工业系统,比国际上推广的卡伦堡模式的企业间联系更加紧密,比杜邦模式的产业链关联度更高,对我国实施可持续发展战略、推广循环经济,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子,将起到重要的示范作用。”这是专家们在中国鲁北生态工业模式论证会之后给出的评价。

  纵观鲁北集团的生态工业模式,这是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式。

  首先,通过工艺联产,将资源在高效循环中充分利用。尤其是鲁北集团3项“中国首创”技术,让上一道工艺产生的废弃物成为下一道工艺的原料,变废为宝,改变了传统产业消耗资源、制造产品、排出废物的线性生产模式,形成了结构紧密的共生集成化网络。一是工业副产石膏化学分解法综合利用工程技术,开发了适用于含硫工业固废石膏化学分解法协同处理新工艺,解决了多种工业固废石膏的综合处理难题,在国际上首次实现了多种工业废石膏协同处理体系的规模化稳定运行。二是含硫类固液废物协同处理体系创建和清洁工业模式产业化,开发了石膏制硫酸分解系统协同处理有机废酸技术、磷酸络合脱钛和硫酸浓差结晶除铁技术,解决了大宗有机废硫酸难处理、钛白废硫酸难利用的世界性难题。三是综合利用钛白粉副产硫酸亚铁废渣和工业磷酸、硫酸等低附加值产品,生产碳酸锂、磷酸铁及磷酸铁锂等锂电池新材料,按照全产业链开发的思路布局,进一步拉伸了产业链条。

  其次,通过过程耦合,产业在高效循环中互联互通。循环经济发展模式让鲁北集团硫酸、化肥、水泥、铝、钛、水、热等产业产能实现全面链接互通,形成了完整有效、科学合理的循环经济产业链条。磷铵—硫酸—水泥联产,将化肥、水泥、硫酸产能聚合连接,同时有效解决了含硫固液废弃物协同处理难题;海水梯级综合利用,构建了“初级卤水养殖、海水冷却—中级卤水提溴—饱和卤水盐碱联产,废渣盐石膏制硫酸和水泥”产业链;盐—碱—电—铝及高端化学品铝联产、钛硫磷钙锂联产及钛白粉清洁生产等产业链关联紧密,既解决了工业废物处理难题,又提升了产能效益。

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山东省委书记李干杰(右)考察鲁北集团,鲁北集团党委书记、董事长(左)吕天宝汇报循环经济发展情况

  获7项技术成果 绿色发展之路如虎添翼

  2020年以来,鲁北集团又将企业型国家生态工业示范园区的建设向前推进了一大步。他们在石膏制酸、废酸综合利用、循环经济、赤泥资源化、锂电新材料等领域取得了7项技术成果,并已全部实现产业化,产生了较好的经济、社会和环保效益。其中2项成果属于国内外首创,达到国际领先水平。

  一是钛白副产硫酸亚铁生产电池级磷酸铁联产磷酸铁锂关键技术。公司通过自主研发“一种钛白固废生产电池级正磷酸铁的方法”和两步法均相沉淀工艺技术,实现了硫酸亚铁的综合利用。2020年1月,该技术通过中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。专家组的鉴定意见是:该技术通过自主研发,首次利用钛白副产硫酸亚铁生产电池级磷酸铁联产磷酸铁锂,技术创新性强,具有自主知识产权,达到了国际先进水平。

  二是开展了废硫酸煤粉炉与石膏分解水泥窑协同制酸技术及产业化研究。该技术是在研究烷基化等有机废硫酸特点基础上,创新性地研发、设计并建造了以煤粉为燃料的立式废硫酸燃烧裂解炉,炉内建立了均匀稳定的温度场,降低了硫酸生产成本。2020年11月,中国石油和化学工业联合会组织召开科技成果鉴定会,委员会专家认为:该成果技术的产业化应用,将废硫酸变废为宝,既实现了废硫酸的资源化利用,又解决了制约行业发展的难题,具有较大的推广应用价值。该成果属国内外首创,整体技术达到国际先进水平,建议加快相关行业推广力度。

  此外,他们还创新性地开发了钛白废酸连续酸浸生产人造金红石技术。2020年4月,通过中国循环经济协会组织的成果评价,专家组综合评价结论认为:该成果思路创新、理论创新和多项技术自主创新,达到同类技术国内领先水平。

  另外,他们还自主开发了副产或废盐酸生产工业级磷酸的装置和方法、废硫酸煤粉炉与石膏分解水泥窑协同制酸技术及产业化、赤泥综合利用制建材的关键技术研究、钛石膏及废酸资源化高效利用关键技术研究及应用等创新技术,整体达到了国内领先水平,让这个国家生态工业示范园区在绿色发展之路上如虎添翼。

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鲁北石膏制酸联产水泥装置区

  自投项目强势开局 打造减碳“双控”示范样板

  按照“畅通国内大循环”“促进国内国际双循环”战略,贯彻落实习近平总书记关于“四个革命、一个合作”能源安全新战略和“双碳”“双控”目标,强抓山东省实施新旧动能转换重大工程的机遇,跟进滨州市打造世界级高端化工产业基地和无棣县建设千亿级鲁北产业园的部署,鲁北集团制定了符合企业发展实际的“十四五”发展规划。

  该规划立足以锂电、钛白、铝业、海洋产业等自有投资项目强势开局,以与行业头部企业合作推进的招商引资项目助力区域经济总量和质量强力提升,加快推进山东省“十四五”新旧动能转换12个重点支撑产业项目之一的“鲁北综合智慧产业园”的实施;以鲁北高端化工循环经济产业园为依托,引进湖北万润、国电投、上海晋瑄、北京空天、中交碧水源等多家头部企业为战略合作伙伴;以源网荷储一体化为绿色能源带动,建设以锂电新能源、钛产业为主的新材料集群基地,打造成千亿级鲁北综合智慧产业园,提供减碳“双控”示范样板,带动当地经济高质量发展。

  “十四五”期间,鲁北集团在持续巩固、提升现有产业,不断拓展做优鲁北生态工业体系的基础上,把创建“6+1”产业架构,打造“1+1+5”综合智慧园区作为发展目标。“6+1”即6个基地+1个中心,分别是锂电池新材料基地、大型钛产业基地、多式新能源互补基地、高端化学品铝产业基地、新型海洋科技产业基地、新型有机化工材料基地和工农业废物综合处置利用中心;“1+1+5”即智慧大脑+大数据中心+以综合智慧能源为支撑和纽带的五大智慧板块(智慧化工、智慧能源、智慧海洋、智慧物流、智慧小镇)。目前,鲁北集团智慧园区建设项目已被列入山东省“十四五”期间重大支撑性项目。

  在公司所规划的几大板块中,在锂电池新材料板块方面,公司与锦江集团、四川大学和中南大学等合作,注册成立了中国鲁北国际锂电材料科学研究院,做大做强锂电系列新材料产业;在高端钛产业板块方面,公司将在年产31万吨钛白粉清洁生产高效运行基础上,继续提高产业规模,同时拓展海绵钛、钛合金等项目,打通全产业链,跻身中国大型钛产业基地之一;在石墨烯新材料板块方面,将跟踪新材料发展方向,建设石墨烯生产线,实现锂离子电池的快充快放;在氟化工新材料板块方面,将从磷化工中提取氢氟酸,发展氟树脂、氟塑料等含氟高分子新材料;在新型煤化工板块方面,则利用背靠黄骅港煤码头的地缘优势,将神华煤引入厂区,择期发展新型煤化工。

  这样做的目的,一是实现减碳“双控”和经济效益共同发展。二是生态工业和循环经济产业体系做大做强。鲁北人深知,想真正把鲁北园区作出名气、做成名片,需要持续不断的拓展循环经济产业链体系,开展延链、补链、增链、强链。项目实施后,可实现原有化工产业链延伸和升级转型,鲁北集团生态工业体系和资源综合利用产业将不断发展壮大,以智慧新能源发展为支撑,同步实施钛产业、锂电新材料的大型化。下一步,他们还将通过招引行业战略投资者,拓展氢能全产业链和绿电交通物流产业;拓展钛产业下游大型高档特种涂料系列项目和引入储能电站,打通从上游的锂电原辅料材料到下游电池生产,以及废旧电池资源化回收全产业链开发模式,打造国内外具有广泛影响力的“源网荷储一体化”新能源试点示范基地、钛产业基地和智慧锂电新材料基地。

  “面对新形势、新挑战,鲁北集团将按照滨州市建设4个千亿级产业规划和建设更高水平小康社会的要求,继续融合各方资源,加快新旧动能转换,使产业结构不断优化升级。”鲁北集团党委书记、董事长吕天宝表示。

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2022年春季重大项目集中开工活动

  (图片由企业提供)

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