山东鲁北企业集团总公司是伴随改革开放成长起来的，今年满41岁。历经41年艰苦拼搏，鲁北集团从一个只有8名员工、40万元试验经费的小厂，发展成为了拥有5000多名员工、200亿元资产的国有控股大型企业集团。
更令人瞩目的是，鲁北集团成功研发了含硫类固液废弃物协同处理技术，实现了盐石膏、磷石膏、钛石膏、天然石膏、脱硫石膏、钛白废酸、烷基化废酸的协同处理，为国际首创，而且创建了独具特色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、原国家环保总局、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称号。
图：鲁北集团总公司鸟瞰图(付端强摄)
创新成果解世界难题
目前,我国以磷石膏、钛石膏、脱硫石膏等为主的工业副产石膏年排放总量约2亿吨。这些工业副产石膏受到雨水的冲洗流失后，其中的可溶性有害物质会溶于水，从而严重污染地表水以及地下水;经日晒风吹以粉末状飘散于大气中或沉降到可能接触到的外物表面后，既污染环境又会威胁人类健康。但我国工业副产石膏利用仍以生产低端建筑材料为主，且受市场容量和产品销售半径限制，很难被大规模消纳。随着环保压力加大，国家已经不再新批渣场，研究开发石膏利用技术并推广运用已刻不容缓。
此外，我国废硫酸年排放量约1亿吨(相当于6个多西湖的蓄水量)，其中具有代表性的是烷基化废硫酸和钛白废硫酸，不仅难利用、污染环境，而且严重浪费硫资源。
只有高瞻远瞩，才能决胜未来。自1977年建厂之初，鲁北集团就没有打算走先污染后治理之路，上马项目即瞄准工业固废石膏制硫酸联产水泥技术的研究和开发。在总结国内外技术的基础上，他们先后取得利用盐石膏、磷石膏、天然石膏、脱硫石膏、钛石膏化学分解制取硫酸与水泥攻关试验成功。1990年，他们建成投产了国内首套年产3万吨磷铵、副产磷石膏制4万吨硫酸联产6万吨水泥装置(简称“三四六”工程)，1991年通过了原化工部组织的45天考核考评。该装置于1994年和1995年度在回转窑分别成功运转348天和352天，年生产能力达到6万吨硫酸、7万吨水泥。
不过，装置规模还不能满足现实处理的需要。鲁北集团于1997年5月又开工建设了年产15万吨磷铵、副产磷石膏制20万吨硫酸联产30万吨水泥大型示范装置(简称“15·20·30”工程)，1999年相继建成投产，使装置年处理能力再上新台阶。2001年，该技术荣获国家科技进步二等奖。
2005年，鲁北集团承担了山东省科技厅下达的工业领域循环经济关键技术研究——脱硫石膏制硫酸联产水泥技术研究与工程示范重大科技攻关课题，取得成功，并通过了鉴定验收，2009年荣获中国石油和化学工业协会科技进步一等奖，2010年荣获山东省科技进步二等奖。
一步一个脚印，他们的创新之路越走越宽。
2011年他们又开发了钛白废酸混合、净化制备湿法磷酸、副产钛石膏制硫酸和水泥技术，实现了钛白废酸的高效、高值、清洁利用。依托2013年中国石油和化学工业联合会批准认定的全国石油和化工行业石膏化学分解综合利用工程研究中心创新平台，他们利用“15·20·30”装置处理烷基化废酸工业试验又取得成功。
由于传统石膏制硫酸与水泥项目存在着投资较高、能耗较大、较难操作等弊端，鲁北集团将近10年的研发创新重点放在技术改进上，并取得了重大突破，不仅装置生产能力翻番，而且烘干能耗降低了50%，熟料热耗由原来的7900千焦/千克降低到6140千焦/千克，成为世界石膏制酸史上技术最先进、规模最大的联产装置，2016年获得了山东省科技进步一等奖。该技术共获国内发明专利20多项，欧亚、印度、突尼斯发明专利4项。2014年8月工信部对鲁北最新创新成果进行了鉴定，并组织全国磷石膏技术交流现场会与会人员120余人到公司参观考察。
目前，鲁北集团大型石膏制硫酸和水泥装置年可处理工业石膏废渣100万吨，采用半水或二水烘干石膏流程、单级粉磨、生料混化、悬浮预热器窑分解煅烧、窑尾静电除尘、封闭稀酸洗涤净化、两转两吸工艺，年可生产40万吨硫酸和60万吨水泥产品。同传统工艺相比，该工艺年可节约硫铁矿40万吨、石灰石50万吨，减排二氧化碳9万吨。
更为重要的是，鲁北集团利用石膏制硫酸和水泥装置处理烷基化废硫酸，掺加量是硫酸产量的40%～50%，硫黄及有色冶炼制硫酸吨成本在220～280元，而传统的裂解处理烷基化废硫酸制硫酸吨成本高达650元以上。
就这样，鲁北石膏制酸技术的应用解决了工业副产石膏堆存占地、污染环境的难题，能够实现硫资源的循环利用，并创造了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。
图为中国石油和化学工业联合会副会长傅向升与参加中国钛白粉行业节能绿色制造及应用论坛会议的代表一起，考察参观鲁北集团循环经济及资源综合利用现场。(付端强摄)
发展模式成循环典范
“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大，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。”这是专家们在考察过中国鲁北生态工业模式之后给出的评价。
鲁北集团的生态工业系统到底有哪些独到之处呢?
原来，鲁北集团一直遵循“循环经济”发展理念，坚定不移地发展生态、低碳、循环经济产业集群。在公司董事长吕天宝的带领下，成功开发创建了以磷铵—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、钛白粉清洁生产及钛硫磷钙锂联产等多条循环经济产业链为核心的中国鲁北生态工业模式，被联合国环境规划署确定为“中国生态工业的典范”，被国家发改委、原国家环保总局、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、全国第一家生态工业示范园、国家海洋科技产业基地等称号，堪称我国资源综合利用和循环经济发展的一面旗帜。
让我们看一下该公司循环经济产业链构建的特点。
首先是磷复肥—硫酸—水泥及锂电池材料联产。公司用生产磷复肥排放的磷石膏、电厂排放的脱硫石膏、硫酸法钛白粉产生的钛石膏、盐场排出的盐石膏分解水泥熟料和二氧化硫窑气，水泥熟料与锅炉排出的煤灰渣配制水泥，二氧化硫制硫酸，硫酸返回生产磷复肥和钛白粉。
“目前，钛白废酸、烷基化废酸处理装置已成功运行，而以硫酸为原料开发建设碳酸锂、以磷酸和钛白粉产生的硫酸亚铁废渣为原料开发建设磷酸铁以及下游磷酸铁锂电池新材料项目正在进行当中。该产业链年资源综合利用磷石膏等工业副产石膏约100万吨、粉煤灰渣15万吨、烷基化废硫酸24万吨、钛白废硫酸50万吨，同时借此进军新材料产业。”吕天宝谈到。
其次是实现了海水梯级综合利用。鲁北拥有百万吨原盐的生产规模，实现了初级卤水养殖、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的海水梯级综合利用产业链，目前正在利用工业余热资源扩大海盐和溴素产量，开发溴系医药中间体、溴系染颜料中间体、溴系阻燃剂等新产品。
再次，实现了盐—碱—电—铝联产。该产业链是利用百万吨盐场丰富的卤水资源和热电厂的电力生产烧碱;热电厂采用海水冷却、电和蒸汽用于生产单位生产，排放的煤灰渣、脱硫石膏用作生产水泥的混合材料;氧化铝装置采用进口铝土矿，以拜耳法工艺生产，所需烧碱来自氯碱厂，蒸汽来自热电厂。该产业链氧化铝装置年排放的赤泥废渣约100万吨，通过氧化铝赤泥废渣资源化利用项目用于提取铁矿粉和生产赤泥陶粒等。
最后是实现钛白粉清洁生产。公司依托硫酸规模优势，以钛矿为原料，采用成熟的硫酸法钛白粉生产工艺制得高质量金红石型钛白粉，副产废酸经净化、提浓后用来萃取磷酸制复合肥、副产磷钛石膏制硫酸和水泥，滤渣进入硫铁矿制酸系统进行掺烧制硫酸，酸性废水中和处理后回用、压榨后的钛石膏用来制水泥，副产的废渣硫酸亚铁与磷酸生产磷酸铁，消除了资源化利用过程中副产品对下游产品的影响，实现了钛白粉的清洁生产和钛、硫、磷、钙多体联产。该产业链钛白粉装置年排放钛白废硫酸约90万吨，硫酸亚铁废渣约45万吨。废硫酸一部分用于萃取磷酸，另一部分处理回用用于钛白粉酸解工序;硫酸亚铁目前用于生产聚铁和一水亚铁出售，下一步还将提高其资源综合利用附加值，全部用于生产磷酸铁及下游锂电池新材料。
公司几大循环经济产业链的有机融合以及基础管理的持续强化，使得节能减排成效显著。
在节能方面，磷酸萃取由原二水法改为二水-半水法工艺，副产石膏由原来的二水基转化成半水基，石膏烘干采用了新型气流干燥机，淘汰了原来笨重的圆筒烘干机，降低石膏烘干能耗40%;水泥余热和硫酸反应热进行回收;应用新型节能变频技术，淘汰高能耗机电产品;采用海水冷却后浓缩温排水送鲁北盐场制盐，缩短了制卤时间，提高了原盐、溴素产量，低温余热利用率达71.4%。2017年，其万元产值能耗0.56吨标煤，比上年降低18.12%，实现节能量12.79万吨标煤。
在减排方面，他们加强了环保设施建设，完善除尘、脱硫脱硝设施，配套酸性废气治理设备，二氧化硫、氮氧化物、烟尘、粉尘、酸性废气均实现达标排放。
与此同时，固废资源全部实现综合利用。该公司依托自主研发的适用于含硫工业固废石膏化学分解法协同处理新工艺，解决了工业固废石膏的综合处理难题，固体废物综合利用率、工业废水再生率、中水回用率、危险废物处理处置率等全部达到100%，COD、二氧化硫排放量均低于当地政府下达的污染物排放总量指标。
图为中国石油和化学工业联合会会长李寿生一行在鲁北集团党委书记、董事长吕天宝(左)陪同下考察参观集团新旧动能转换情况及鲁北生态工业示范园区建设现场。(付端强摄)
循环发展欲再上台阶
在吕天宝看来，循环经济型企业同样面临着压力，鲁北集团要保持良好的发展势头，必须要积极应对产业竞争格局，大力推进产业结构调整、产品转型升级及项目建设，不断提升企业创新能力和运营质量，切实推动循环经济产业的新旧动能转换。
自2016年6月与杭州锦江集团完成增资扩股混合所有制改革以来，鲁北集团规划并已部分开工建设了一批具有区域影响力的新能源、新材料、新水源、钛产业、石墨烯等重点项目，向新兴产业领域拓展延伸发展。
目前已开工建设的有金海湾锂业公司年产2万吨电池级碳酸锂新材料项目、鑫动能锂电公司年产3万吨磷酸铁联产3万吨磷酸铁锂项目、鲁北化工公司石膏与废硫酸资源化利用及节能项目、聚杰环保公司年产40万吨聚合硫酸铁项目、鲁北碧水源公司日产10万吨海水淡化项目、蓝洁公司日产2.5万吨污水处理及中水回用项目、祥海钛业年产6万吨氯化法钛白粉项目等。正在报批即将启动开工的项目有长凯新能源公司“30·20·3·1·5”锂电池新材料产业园项目、祥海钛资源公司氯化法钛白粉项目(一期年产6万吨、二期年产30万吨)、鲁北钛业公司年产10万吨金红石型钛白粉搬迁入园项目、鲁北化工年产2500吨年溴素搬迁项目、蓝锦公司年产5万吨镍钴锰酸锂项目、鲁北化工年产10万吨盐酸萃取工业磷酸项目、朗海公司年产20万吨锂精矿项目、金海湾锂业公司年产5万吨碳酸锂二期扩建项目，以及与锦江集团合作的生物质及垃圾发电项目、与无棣洁能公司合作的天然气供热项目。
按照“建设一批、启动一批、筹备一批”的原则，纳入储备项目库的有：含氟高分子新材料项目、年产400吨石墨烯项目、年产400万吨煤制甲醇联产240万吨烯烃、20万吨丙烯腈等项目、年产10万立方米海水淡化二期扩建工程、年产60万吨硫酸铝及聚氯化铝项目等。
吕天宝强调，以上项目均以现有产业链为载体，各产业上下游产品间能够较好地实现衔接，上游产品产生的“三废”等经处理后能够最大限度地回用于其他产品生产或回收利用，使资源利用率达到最高。
吕天宝表示，在企业转型升级的新起点上，鲁北集团将以新旧动能转换为契机，强势进军锂电池新材料、石墨烯新材料、含氟高分子新材料、新型煤化工等高端化工领域，并做大做强钛产业和水产养殖业，5年内投资300亿元，初步形成500亿级产业规模，强力打造鲁北高端化工循环经济产业园，早日建成具有广泛影响力的“六个基地”和“一个中心”，即：大型钛产业基地、高端化学品铝产业基地、锂电池新材料基地、海洋科技产业基地、风光渔藻互补新能源基地、新型煤化工基地和含硫废弃物协同处置示范与推广中心，打造国际知名的生态工业园区。
在公司所规划的几大板块中，锂电池新材料板块将与锦江集团、宁德时代、万向控股、四川大学和中南大学等合作，注册成立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;高端钛产业板块将在年产25万吨金红石型钛白粉清洁生产高效运行基础上，分两期建设年产42万吨氯化法钛白粉装置，年总产能达到67万吨，同时建设年产20万吨海绵钛、年产10万吨钛合金项目，形成全产业链开发，跻身中国大型钛产业基地之一;石墨烯新材料板块，将跟踪新材料发展方向，建设石墨烯生产线，作为锂电池正负极涂层基料，实现锂离子电池的快充快放;氟化工新材料板块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;新型煤化工板块则利用背靠黄骅港煤码头的地缘优势，将神华煤引入厂区，发展新型煤化工。
“面对新形势、新挑战，鲁北集团将继续发扬不懈进取、爱岗敬业、敢想敢干、追求卓越、锐意创新、无私奉献的鲁北精神，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。”吕天宝表示。
图：鲁北集团循环经济关键技术集成网络
