2019年05月14日 星期二
打破技术瓶颈 有色冶炼有了“中国方案”
□ 周 丽

    一项技术推广应用如此之快,在世界冶金史上实属罕见。

    中国科技人员在有色金属冶炼方面独辟蹊径,提出氧气底吹全新技术解决方案,彻底改变了我国有色冶炼的落后面貌,其中,有色金属铅的冶炼技术突破之路最有代表性,随着“中国方案”的提出和应用,我国在铅冶炼的竞争力一举跃居世界第一,近十年世界铅产量增长几乎100%为我国所为,目前我国已占世界矿铅总产量的2/3。

    “实际上,氧气底吹炼钢与炼有色金属有较大差异。底吹炼钢的成熟技术,不能有效移植于熔炼有色金属。需针对有色金属不同品种的冶炼特点一一进行开发。”中国有色金属工业学会理事、中国恩菲工程技术有限公司高级顾问蒋继穆说。

    上世纪80年代前,世界铅冶炼几乎都采用烧结——鼓风炉熔炼工艺,SO2及粉尘低空污染十分严重。发达国家致力于研发新的炼铅工艺。其中德国鲁奇公司申报了QSL氧气底吹一步炼铅专利,并于1984年进行了产业化示范试验。

    蒋继穆说,当时中国恩菲工程技术有限公司前身——北京有色设计院研究提出研发“氧气底吹熔炼——电热还原炼铅”新工艺。1985年底在湖南水口山建成3000t粗铅/a的半工业试验装置,先后进行了17批试验,因产不出合格弃渣,1987年底试验告一段落。

    为急于解决铅冶炼环境污染难题,有色总公司决定引进鲁奇的QSL一步炼铅技术在白银有色公司建厂,1994年建成试产,是世界第一家试图将氧气底吹用于有色金属生产的企业,但因部分技术不成熟,投产不久即关闭。

    蒋继穆介绍说,氧气底吹炼钢与炼有色金属有较大差异。有色金属原料常为多金属共生矿,难以彻底分选,熔炼工艺需考虑多金属综合回收利用,冶炼反应机理复杂。所以底吹炼钢的成熟技术,不能有效移植于熔炼有色金属,事实也表明,上世纪末我国氧气底吹技术应用于有色冶炼,不管是自我研发还是引进技术,均未取得成功。

    “分析水口山试验及白银引进QSL炼铅失利原因后,我们发现问题均出现在还原阶段。而烧结-鼓风炉炼铅工艺的污染点主要在烧结过程SO2的逸散与烧结块返粉破碎的粉尘飞扬。我们提出利用底吹熔炼替代铅精矿烧结,将熔炼渣铸锭送鼓风炉还原,不但能解决炼铅的环保与铅渣还原两道技术难题,还对现有铅厂改造可充分利用原有还原设施,能大幅降低投资。”

    2002年,我国分别在河南豫光和安徽池州建成两条示范生产线,大获成功。从根基上解决了老工艺SO2污染与粉尘飞扬,环境极大改善,加上铅银回收率更高,投资又省,深受用户欢迎。

    2003年,氧气底吹有色冶炼技术获中国有色金属工业科技进步一等奖,2004年获国家科技进步二等奖。国家九部委发文指定该新工艺为我国首选炼铅工艺。之后,科研人员又开发了底吹热渣不铸锭,直接通过侧吹或底吹炉还原的第二代炼铅技术。推广应用仅12年,采用氧气底吹炼铅技术的铅冶炼已占我国总产能的87%,并已出口国外建厂成功投产。

    有色金属铅的冶炼技术实现突破之后,蒋继穆带领恩菲科研团队完成新建和改扩建大、中型冶炼工程30多项。以闪速炉炼镍、诺兰达炉炼铜、顶吹炼铜、炼铅、炼锡等新工艺替代了传统的鼓风炉、反射炉、电炉熔炼技术,并开发了10万t/a大型沸腾焙烧、高温高酸浸出的炼锌工艺及装备。

    仅十来年时间,我国铜、镍、铅、锌、锡的冶炼产能、产量、自控水平、劳动生产率大幅度提高,单位产品能耗成倍下降,环保和安全卫生条件显著改善。我国重有色冶炼行业实现了跨越式发展,步入世界先进行列。

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