我国硼工业生态化研究

论文摘要

1956年,新中国建立了自己的硼工业,经过50多年的发展,我国硼工业虽然取得了很大进步,但在发展过程中也存在着很多问题。随着我国国民经济的发展,硼的需求量在不断增长,而具有工业价值的硼矿资源相对缺乏,硼工业的可持续发展受到威胁。我国硼工业要想提高资源利用效率,改善环境问题,走上可持续发展道路,就必须对整个工业系统进行生态化改造,使工业系统向良性方向发展。本论文将工业生态学理论引入我国硼工业,开展相关的理论与实践研究,目的在于探索我国硼工业生态化建设的方法与途径,为管理者和决策者提供理论依据。首先对硼工业生态化研究的几个关键问题进行了分析。仿照工业生态系统的概念,提出硼工业生态系统的定义,分析了我国硼工业生态系统的发育状况,依据工业代谢分析的基本原理构建了硼工业系统物质代谢示意图,提出了硼工业生态化研究的战略重点和工业生态化建设存在的障碍。采用生命周期评价方法对我国硼工业中的关键技术——硼砂和硼酸的生产技术以及硼铁矿火法分离技术进行了环境影响评价。首先对各项技术的物质消耗以及生产过程的污染物排放进行分析,在此基础上,根据环境影响分类及相应特征化因子进行环境影响评价。研究结果表明：硼砂、硼酸生产过程基本不对地表水环境造成影响；除了矿产资源耗竭和固体废物产生量外,以硼精粉为原料生产硼砂产生的影响最大,以硼镁矿和富硼渣为原料生产硼砂产生的环境影响均较小；硼镁矿浮选分离法生产硼酸产生的总环境影响最小,其次是硼精粉浮选分离法,第三是两步法,硼铁矿盐析法产生的总环境影响最大；硼铁矿火法分离工艺采选矿环节固体废物产生量最大,高炉分离环节生产过程对酸化、光化学臭氧形成和固体废物的影响较小,其它环境影响均较大,硼砂生产环节对酸化和光化学臭氧形成的影响最大；和生产过程相比,能源带入系统的环境影响占有相当的比例,降低能源的消耗量对降低整个系统的环境影响可起到双重作用；将各种环境影响进行加权求和后比较,加工1万吨原矿生产出初级产品的过程对环境的总影响最大的是硼铁矿火法分离工艺,其次是硼镁矿生产硼酸工艺,对环境的总影响最小的是硼镁矿生产硼砂工艺。构建了硼工业生态化评价的指标体系,采用层次分析法确定了指标权重,并以辽宁硼工业为例,采用模糊综合评价方法进行了实证研究。结果表明：资源系统对硼工业系统的支撑用作最大,主要影响的指标是硼资源保有储量、生态环境质量、硼矿质量、初级产品比例和新技术研发能力；辽宁省硼工业生态化水平属于3级“中等”水平,正处在传统模式向生态化模式转变的中间阶段,也是进行生态化建设的关键时期；辽宁省硼工业生态化建设的优势是资源储量丰富,政府扶持力度大,存在的问题是企业清洁生产水平低,硼泥排放量大,经济效益有待进一步提升。鉴于硼铁矿资源开发的相关技术已日趋成熟以及资源产地具有良好的工业背景,提出了硼铁矿资源综合利用生态工业园建设的构想。对园区生态工业链进行了规划,主要包括三部分：一是以硼精矿为龙头的硼工业链,二是以含硼铁精粉为龙头的铁工业链,三是以硼泥为龙头的废物循环利用工业链。最后提出硼铁矿资源综合利用生态工业园建设的具体思路：结合当地特色,建设虚拟型工业园；适当培育和发展大型企业,稳定生态工业链；实行清洁生产,推行企业生态化战略；发展精细化学品,延长精细化工生态工业链；建立完备网络信息平台,确保园区稳定运行；政府加大扶持力度,建立孵化机制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 世界硼资源及工业发展概况
• 1.1.2 我国硼矿资源分布概况
• 1.1.3 我国硼工业发展及存在问题
• 1.1.4 工业生态化建设的必要性
• 1.2 研究意义
• 1.3 工业生态学研究综述
• 1.3.1 工业生态学的发展史
• 1.3.2 工业生态学的概念
• 1.3.3 工业生态学的理论基础
• 1.3.4 工业生态学研究内容及进展
• 1.3.5 工业生态化建设的层次
• 1.4 论文研究内容
• 1.5 技术路线
• 1.6 论文创新点
• 第2章 硼工业生态化研究的几个关键问题分析
• 2.1 硼工业生态系统
• 2.2 硼工业系统发育状况
• 2.3 硼工业物质代谢分析
• 2.3.1 工业代谢分析的基本观点
• 2.3.2 工业代谢分析基本要素构成
• 2.3.3 含硼产品应用领域及物质代谢分析
• 2.4 硼工业生态化研究的战略重点
• 2.5 硼工业生态化建设的障碍分析
• 2.5.1 资源障碍
• 2.5.2 认识障碍
• 2.5.3 技术障碍
• 2.5.4 成本障碍
• 2.6 本章小结
• 第3章 硼工业关键技术环境影响评价
• 3.1 关键技术工艺流程
• 3.1.1 硼砂生产技术
• 3.1.2 硼酸生产技术
• 3.1.3 硼铁矿火法分离技术
• 3.2 评价方法
• 3.2.1 生命周期评价技术框架
• 3.2.2 生命周期影响评价
• 3.3 系统边界
• 3.4 物质消耗
• 3.5 污染物排放清单
• 3.5.1 采矿和选矿污染物排放清单
• 3.5.2 硼砂、硼酸生产污染物排放清单
• 3.5.3 火法分离工艺污染物排放清单
• 3.5.4 能源产品污染物排放清单
• 3.6 环境影响分类及特征化
• 3.7 评价结果及分析
• 3.7.1 硼砂、硼酸生产工艺评价结果及分析
• 3.7.2 火法分离工艺评价结果及分析
• 3.7.3 能源带入系统环境影响分析
• 3.7.4 比较分析
• 3.8 本章小结
• 第4章 硼工业生态化评价
• 4.1 指标体系的构建
• 4.1.1 指标体系构建原则
• 4.1.2 指标体系构成
• 4.1.3 指标描述
• 4.2 指标权重确定
• 4.2.1 指标权重确定方法
• 4.2.2 硼工业生态化评价指标体系权重
• 4.3 综合评价方法
• 4.3.1 模糊综合评价概述
• 4.3.2 评价等级
• 4.3.3 隶属度
• 4.4 辽宁省硼工业生态化评价
• 4.4.1 隶属度矩阵确定
• 4.4.2 评价计算
• 4.4.3 评价结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 硼铁矿资源开发工业模式研究
• 5.1 硼铁矿资源开发的必要性
• 5.2 硼铁矿资源开发技术支撑
• 5.2.1 铁硼分离技术
• 5.2.2 硼泥综合利用技术
• 5.3 硼铁矿资源开发的背景分析
• 5.4 硼铁矿资源综合利用生态工业园建设研究
• 5.4.1 生态工业园的类型
• 5.4.2 生态工业园建设的方法
• 5.4.3 硼铁矿资源开发生态工业链
• 5.4.4 生态工业园建设思路
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文和研究成果
• 致谢
• 作者简介