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　　——寫在國家863計劃課題“氧氣底吹連續(xù)煉銅清潔生產(chǎn)工藝 關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究”產(chǎn)業(yè)化示范項目圓滿完成之際。

　　氧氣底吹熔煉爐排放銅锍

　　氧氣底吹連續(xù)吹煉工業(yè)化應(yīng)用

　　2014年3月20日，中國恩菲工程技術(shù)有限公司（以下簡稱“中國恩菲”）開發(fā)的世界上首條氧氣底吹連續(xù)煉銅工業(yè)化示范生產(chǎn)線全線拉通，產(chǎn)出第一批合格的陽極板，消息傳出，引發(fā)了業(yè)內(nèi)的關(guān)注和轟動。這意味著,中國恩菲承擔(dān)的國家863計劃課題“氧氣底吹連續(xù)煉銅清潔生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究”圓滿完成；這意味著，中國恩菲發(fā)明的氧氣底吹連續(xù)煉銅技術(shù)，自此將在世界范圍內(nèi)邁開產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用的腳步。從氧氣底吹熔煉煉鉛，到氧氣底吹電熱還原法煉鉛，從氧氣底吹煉銅，到氧氣底吹連續(xù)煉銅，如果說，過去，“恩菲品牌”的氧氣底吹技術(shù)憑借其環(huán)保效益和經(jīng)濟效益改寫了世界鉛冶煉、銅冶煉的歷史，那么如今，中國恩菲正以低碳熔煉為方向，開啟銅冶煉領(lǐng)域的新紀(jì)元。

　　研發(fā)：開底吹熔煉技術(shù)之先河
　　中國是金屬生產(chǎn)、消費大國，也是冶煉古國。目前出土最早的銅器，來自仰韶文化時期，距今已有6000余年，司母戊鼎是目前發(fā)掘出的世界最大青銅器，源自青銅時代的煉銅法也傳承至今——不論是用木炭作為燃料和還原劑，通過向熔爐里送風(fēng)產(chǎn)生高溫使孔雀石融化的“火法冶煉”，還是水法煉銅采用的金屬元素置換方法，都能在當(dāng)代的冶煉工藝中得到追溯。
　　進入現(xiàn)代社會，伴隨工業(yè)化進程的推進，火法冶煉工藝技術(shù)水平不斷提升，古時的熔爐早已被各式大規(guī)模冶煉爐取代，用來輸送氧氣的吹管也演變?yōu)檠鯓?，更加重要的是，在資源、能源趨緊的時代背景下，降低冶煉能耗和污染，已成為有色冶煉行業(yè)不斷探求的目標(biāo)。
　　在很長一段時間里，國內(nèi)幾乎全部現(xiàn)代強化冶煉技術(shù)都依靠國外引進，甚至有“世界冶煉技術(shù)的展覽館”之稱。為扭轉(zhuǎn)這一被動局面，提高自主創(chuàng)新能力，實現(xiàn)低碳環(huán)保的綠色冶煉，中國恩菲的冶煉專家持續(xù)開展科技創(chuàng)新，聚焦低碳、環(huán)保、高效的有色冶金新工藝，自上世紀(jì)八十年代起，伴隨氧氣底吹熔池熔煉技術(shù)的基礎(chǔ)研究、探索性試驗和擴大試驗、半工業(yè)試驗相繼獲得成功，中國恩菲自主品牌的氧氣底吹熔煉技術(shù)的行業(yè)影響逐步擴大。
　　2002年，第一代技術(shù)——氧氣底吹熔煉—鼓風(fēng)爐還原煉鉛技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，隨后，秉承“創(chuàng)新是發(fā)展靈魂”的理念，中國恩菲的技術(shù)團隊不斷尋求新的突破，向著更低能耗、更高環(huán)保的方向邁進，形成氧氣底吹熔煉—熔融側(cè)吹還原法以及氧氣底吹熔煉—熔融底吹電熱還原法煉鉛技術(shù)。
　　中國恩菲冶金事業(yè)一部總經(jīng)理、氧氣底吹技術(shù)研發(fā)和推廣團隊負(fù)責(zé)人李東波介紹，氧氣底吹煉鉛技術(shù)，能夠降低能耗和焦炭使用量，有效解決了長期困擾冶煉生產(chǎn)的二氧化硫煙氣和粉塵所帶來的環(huán)保問題，目前已經(jīng)在國內(nèi)外得到廣泛推廣和應(yīng)用，使我國鉛冶煉技術(shù)一舉邁入國際先進水平。該技術(shù)成功應(yīng)用于國內(nèi)30余個鉛冶煉項目，礦產(chǎn)鉛產(chǎn)能超過80%，被國家九部委指定為首選煉鉛工藝。

　　開拓：解決世界銅冶煉難題
　　氧氣底吹煉鉛技術(shù)的成功研發(fā)和推廣，成為恩菲助力有色冶煉綠色發(fā)展的一面旗幟，以此為方向，恩菲又將氧氣底吹的低碳之路，延伸向銅冶煉領(lǐng)域。1992年，中國恩菲獲得“底吹熔池?zé)掋~法及其裝置”專利授權(quán)；此后不斷研發(fā)提升，2006年獲得“氧氣底吹熔煉爐”“氧氣底吹熔煉爐氧槍裝置”專利授權(quán)。2008年，中國恩菲設(shè)計的越南生權(quán)銅采選冶聯(lián)合項目和山東東營方圓有色金屬有限公司氧氣底吹造锍捕金示范工程項目相繼順利投產(chǎn)，標(biāo)志著中國恩菲憑借氧氣底吹煉銅技術(shù)真正實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，繼國外廣為人知的頂吹、側(cè)吹、閃速熔煉之后，再次改寫了世界銅金冶煉技術(shù)格局。隨后，氧氣底吹熔煉技術(shù)在多個新建或改造項目中得到推廣與提升，以其優(yōu)越的經(jīng)濟效益和社會效益受到多國青睞，在銅金冶煉行業(yè)產(chǎn)生很大影響。
　　憑借開氧氣底吹熔煉之先河的強大實力，中國恩菲打破了國外銅冶煉技術(shù)長期壟斷的局面，而這，僅僅是一個開始。當(dāng)前世界煉銅工藝中，吹煉工段80%以上采用已有百年歷史的PS轉(zhuǎn)爐，存在液態(tài)銅锍倒運二氧化硫低空污染難以治理、間斷作業(yè)、爐襯壽命短、送風(fēng)時率低、耐火材料單耗高、煙氣二氧化硫波動大、時斷時續(xù)不利于制酸等嚴(yán)重缺點。為此，中國恩菲持續(xù)研發(fā)氧氣底吹連續(xù)吹煉技術(shù)，早在2006年就提出氧氣底吹連續(xù)煉銅技術(shù)并申請專利，該專利的核心，就是將底吹熔煉爐產(chǎn)出的熔融銅锍通過溜槽直接送入底吹吹煉爐進行連續(xù)吹煉，徹底取消周期性工作的PS轉(zhuǎn)爐，從而避免PS轉(zhuǎn)爐帶來的種種問題。在國家科技部的大力支持下，2009年，由公司總工程師、有色金屬行業(yè)設(shè)計大師尉克儉領(lǐng)銜組織實施了國家863計劃課題“氧氣底吹連續(xù)煉銅清潔生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究”，正式著手將該專利技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中。
　　時至今日，項目工業(yè)化示范生產(chǎn)線成功投產(chǎn)了，也就意味著863計劃課題不但圓滿完成，而且課題成果真正實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。然而，這個令人欣慰的結(jié)果背后，卻飽含艱辛。有人說，科研創(chuàng)新最難得的是堅守，每一次成功開創(chuàng)的背后必定有一個故事，的確，恩菲人用實際行動，演繹了一段漫長而執(zhí)著的堅守，講述了一個曲折又精彩的故事。
　　有創(chuàng)新必有質(zhì)疑，從設(shè)想的提出，到幾十次的反復(fù)論證，一個個問題繼踵而至：
　　比如，氧槍吹進的氧氣首先和粗銅反應(yīng)，生成的氧化亞銅會侵蝕耐火材料，對氧槍的燒損程度無法預(yù)測，氧槍壽命無法保證；比如，在熱態(tài)銅锍計量方面，底吹連續(xù)吹煉所需的熱態(tài)銅锍通過流槽從熔煉爐進入吹煉爐，相較于將熱態(tài)銅锍水碎后再干燥磨細(xì)的閃速吹煉，計量的準(zhǔn)確度和氧料比的控制都引發(fā)了擔(dān)憂；再如，粗銅終點判斷的問題。采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐方法吹煉粗銅，需要靠熟練工人看火焰、靠取樣形態(tài)來判斷終點，連續(xù)吹煉工藝的終點如何判斷？比如，連續(xù)吹煉粗銅質(zhì)量問題。目前已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的連續(xù)吹煉工藝，粗銅含硫量無法滿足傳統(tǒng)陽極爐作業(yè)要求；再如，吹煉爐壽命問題。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐壽命一般是3個月，諾蘭達連吹爐9個月左右，底吹連續(xù)吹煉爐壽命能達到多少？
　　質(zhì)疑聲中，方案搖擺間，恩菲團隊沒有動搖，更不會放棄，從認(rèn)識的加深，到技術(shù)構(gòu)想的形成，從啟動立項申請，到持續(xù)完善工藝，在質(zhì)疑和阻力中，恩菲人攻堅克難，艱難前行。
　　2012年年初，恩菲人與豫光金鉛、東營方圓和中南大學(xué)攜手組成的“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合開發(fā)團隊，再度來到王屋山下。2012年5月9日至6月3日，短短26天時間里，冷銅锍底吹連續(xù)吹煉半工業(yè)試驗在豫光取得成功；之后，他們又來到黃河入?？?，在東營方圓開展熱銅锍工業(yè)試驗，并取得滿意結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，世界上首條氧氣底吹連續(xù)煉銅工業(yè)化示范生產(chǎn)線的建設(shè)正式啟動，并于2014年3月投產(chǎn)，中國恩菲的863課題圓滿完成并成功將其成果應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中，世界銅冶煉歷史就此改寫。

　　提升：“世界冶金技術(shù)史上新的奇跡”
　　有人用“世界冶金技術(shù)史上的奇跡”來形容中國恩菲的氧氣底吹技術(shù)，其原因就在于技術(shù)特色鮮明的“全能表現(xiàn)”：底吹煉鉛，可以搭配處理多種二次鉛原料；底吹煉銅，可以處理各種品位的硫化銅精礦，或搭配處理含金的黃鐵礦以及多種二次銅原料。總之，氧氣底吹技術(shù)不僅原料適應(yīng)性強，在節(jié)能環(huán)保方面的優(yōu)勢也非常明顯，而其對經(jīng)濟效益的保障，更堪稱“既叫好又叫座的技術(shù)”，被英國著名的《金屬導(dǎo)報》評價為“技術(shù)指明了金屬冶煉行業(yè)乃至多個領(lǐng)域未來十年、數(shù)十年，乃至上百年的發(fā)展方向”。世界上首條氧氣底吹連續(xù)煉銅工業(yè)化示范生產(chǎn)線投產(chǎn)以后，行業(yè)內(nèi)又產(chǎn)生了“新的奇跡誕生”的贊嘆之聲，這一次，中國恩菲和氧氣底吹技術(shù)，再度站上了行業(yè)的制高點。
　　氧氣底吹連續(xù)煉銅工業(yè)化示范生產(chǎn)線采用氧氣底吹熔煉+氧氣底吹連續(xù)吹煉工藝，與以往差別較大之處在于，氧氣底吹熔煉產(chǎn)出的高品位銅锍通過熱態(tài)流入氧氣底吹連續(xù)吹煉爐，富氧空氣從爐底的氧槍鼓入，使銅锍中的鐵氧化造渣，爐內(nèi)熔體形成粗銅層、白銅锍層和渣層，打眼放粗銅，溢流放渣，吹煉的送風(fēng)過程實現(xiàn)連續(xù)化，吹煉煙氣連續(xù)化。而這正是中國恩菲在2006年申報的專利中提出的技術(shù)設(shè)想。
　　中國恩菲冶金事業(yè)一部副總經(jīng)理顏杰說，氧氣底吹連續(xù)吹煉和傳統(tǒng)的PS轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)相比，擁有諸多優(yōu)勢：
　　1. 富氧空氣直接吹入粗銅層，容易得到含硫低的粗銅；
　　2. 可采用較高氧濃，熱強度高，可用于處理殘極和廢雜銅，降低生產(chǎn)成本；
　　3. 操作和控制得當(dāng)，可以獲得遠高于PS轉(zhuǎn)爐的爐壽命，降低耐火材料單耗；
　　4. 爐子密封好，解決PS轉(zhuǎn)爐吹煉的低空污染問題，環(huán)保效果突出；
　　5. 連續(xù)吹煉煙氣穩(wěn)定，煙氣量小，有利于降低制酸成本；
　　6. 用1臺連續(xù)吹煉爐代替3臺轉(zhuǎn)爐，系統(tǒng)簡單，投資省。
　　針對生產(chǎn)運營成本，顏杰拿出這樣一組分析數(shù)據(jù)：例如，建設(shè)一座年處理60萬噸銅精礦的冶煉廠，需建設(shè)1臺直徑4.5×18米的氧氣底吹連續(xù)吹煉或3臺直徑4×11米的 PS轉(zhuǎn)爐吹煉；由于氧氣底吹連續(xù)吹煉運行設(shè)備少，投資省，電耗、人員和折舊費用低，所以每噸生產(chǎn)成本可相對降低15%左右。
　　事實上，為克服PS轉(zhuǎn)爐低空污染、間斷作業(yè)、爐襯壽命短、耐火材料單耗高、送風(fēng)時率低、煙氣波動大等問題，自上世紀(jì)五十年代起，國內(nèi)外就開展了銅锍連續(xù)吹煉的相關(guān)研究。但是到目前為止，成功用于工業(yè)生產(chǎn)的只有三菱法和“雙閃”工藝。與這兩個技術(shù)相比，氧氣底吹連續(xù)吹煉技術(shù)又具有獨特的優(yōu)勢：和三菱煉銅工藝相比，氧氣底吹連續(xù)煉銅工藝取消了貧化電爐，采用渣選礦工藝，棄渣含銅量由0.6%—0.8%降至0.3%左右，銅回收率高出約1個百分點；與“雙閃”煉銅工藝相比，氧氣底吹連續(xù)吹煉爐可直接處理熱態(tài)銅锍，取消了閃速吹煉工藝中銅锍水碎或?；ば蛞约袄溷~锍干燥、研磨等工序，流程短，投資少，即使處理冷態(tài)銅锍，對銅锍的粒度和水分也沒有苛刻要求，還可以利用吹煉過程富余熱處理電解殘極等冷料和廢雜銅，無需像閃速工藝一樣，另設(shè)冷雜料熔化爐。
　　此外，氧氣底吹連續(xù)吹煉技術(shù)和頂吹連續(xù)吹煉工藝相比，可以在吹煉過程中處理殘極和廢銅料，且無需分周期作業(yè)，可實現(xiàn)連續(xù)送氧，氧槍壽命更長；和諾蘭達連續(xù)吹煉工藝相比，可將熱態(tài)銅锍通過流槽直接送至吹煉爐，減少了用包子輸送對環(huán)境的影響，操作工序簡化，對富氧濃度沒有特別限制。

　　引領(lǐng)：開啟低碳熔煉新紀(jì)元
　　當(dāng)前，國家加大力度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，淘汰落后產(chǎn)能，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級?！?ldquo;十二五”節(jié)能減排規(guī)劃》中要求，“加快運用高新技術(shù)和先進適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進信息化和工業(yè)化深度融合”；加強工業(yè)節(jié)能減排，實施 “節(jié)能重點工程”“污染物減排重點工程”和“循環(huán)經(jīng)濟重點工程”。
　　中國恩菲高級顧問專家、全國勘察設(shè)計大師蔣繼穆已年逾古稀，他見證了我國冶煉行業(yè)的發(fā)展歷程，也帶領(lǐng)中國恩菲的技術(shù)團隊，數(shù)十年如一日地為行業(yè)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新貢獻著力量。蔣繼穆說，技術(shù)應(yīng)“先立后破”，但只有“破”字當(dāng)頭，才能為有色金屬行業(yè)的技術(shù)升級提供動力。所謂“‘破’字當(dāng)頭”，就是不斷用創(chuàng)新思維改進既有技術(shù)，所謂“先立后破”，就是不斷通過實踐驗證新的思維，而后推廣。在國家環(huán)保要求日益嚴(yán)格，節(jié)能減排持續(xù)深入的大背景下，中國恩菲的氧氣底吹熔煉、還原吹煉等技術(shù)的不斷深入研發(fā)和廣泛推廣應(yīng)用，都被賦予了更加深刻的意義，也必將“為中國有色金屬行業(yè)復(fù)興走出一條持續(xù)創(chuàng)新、不斷發(fā)展的新路來”。
　　在“要金山銀山，更要綠水青山”的目標(biāo)指引下，氧氣底吹連續(xù)吹煉技術(shù)展現(xiàn)了其技術(shù)的優(yōu)越性和顯著的節(jié)能效益：
　　氧氣底吹工藝煉銅全過程能夠百分之百實現(xiàn)自熱平衡，無需添加任何燃料（但在開爐初期，操作不熟練，作為安全措施，加入1%的煤粒，防止產(chǎn)生泡沫渣噴爐），單位能耗降低明顯；在吹煉工段，熔煉爐和吹煉爐之間采用流槽連接，熱料直接流入，消除了二氧化硫煙氣低空污染，硫的捕集率將達99.8%以上，極大地改善了生產(chǎn)環(huán)境。以投產(chǎn)示范線為例，相比采用氧氣底吹熔煉+PS轉(zhuǎn)爐吹煉工藝，項目每年可減排二氧化硫1600噸，硫酸增收達2450噸；冶煉、化工過程中產(chǎn)生的余熱全部用于余熱鍋爐蒸發(fā)，不僅降低了煙氣溫度，還能產(chǎn)生大量飽和蒸汽和低壓蒸汽，用于發(fā)電和直接加熱電解液、干燥亞硫酸鈉產(chǎn)品；對污酸污水進行合理處理，進行循環(huán)利用，實現(xiàn)“廢水零”排放。

　　追求：攻堅克難后繼有人
　　任何技術(shù)的研發(fā)，都要經(jīng)歷科研攻關(guān)的漫長過程，從理論到實踐，從試驗到產(chǎn)業(yè)化，其中艱辛，非常人所能想象。但是，為什么中國恩菲能夠不斷前行，持續(xù)突破？因為恩菲人深知自己肩負(fù)的責(zé)任，這個責(zé)任，是行業(yè)和國家賦予的，是使命，也是動力。氧氣底吹技術(shù)的誕生，就是恩菲人責(zé)任和使命的體現(xiàn)，持續(xù)不斷的提升和超越，是恩菲人為底吹“代言”的最大動力。
　　注重人才培養(yǎng)，是中國恩菲諸多核心專長技術(shù)得以積累并不斷提升的重要原因，正如蔣繼穆所言，技術(shù)的發(fā)展，靠的是后繼有人。中國恩菲設(shè)有博士后科研工作站，以此為依托，結(jié)合國家863課題，蔣繼穆和尉克儉全程指導(dǎo)李兵等博士后研究生，共同開展工作。蔣繼穆說，對年輕人的培養(yǎng)必須嚴(yán)格，要求他們在尊重科學(xué)、遵守客觀規(guī)律的前提下，敢于開拓創(chuàng)新，不斷突破。
　　蔣繼穆指出，底吹連續(xù)煉銅工藝在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化前必須通過半工業(yè)及工業(yè)化試驗，以解決工藝和工程上沒有把握的問題，包括工藝、工程、操作、實驗步驟的各個方面和環(huán)節(jié)，這個過程，是從理論到實踐的重要轉(zhuǎn)變，而且，還能幫助年輕的科研工作者開拓思路，在順利完成任務(wù)的過程中得到升華。對此，尉克儉也頗有感觸。他說，新的工藝技術(shù)的研發(fā)過程中，工藝本身可行僅僅是第一步，核心裝置的開發(fā)非常關(guān)鍵，還有生產(chǎn)操作經(jīng)驗的積累。從氧氣底吹連續(xù)煉銅清潔生產(chǎn)工藝的開發(fā)來看，863項目完成，是為產(chǎn)業(yè)化提供支撐，產(chǎn)業(yè)化示范性的建設(shè)，則意味著工藝取得了跨越性的進展，也開啟了新的改進提升、成熟完善之路。但是，噴槍和爐襯的壽命需要經(jīng)過長期運行才能最終確定。這需要整個團隊，以及代代相傳的技術(shù)團隊持續(xù)地投入和跟進，創(chuàng)新沒有終點。
　　尉克儉說，新工藝的實施，只有將每個環(huán)節(jié)都銜接好、協(xié)調(diào)到位，才能談及成功，所以在此過程中，人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。而且，評價一個技術(shù)的好壞，要以所耗成本和所創(chuàng)造價值為前提，要確保能夠連續(xù)穩(wěn)定地運行，各項指標(biāo)參數(shù)合格，再來對其先進性和優(yōu)越性進行評價。當(dāng)前，中國恩菲已擁有強大的底吹技術(shù)開發(fā)專業(yè)團隊，未來，將以恩菲技術(shù)研究院為依托，以博士后科研工作站為支撐，進一步加強工程與人才培養(yǎng)相結(jié)合，持續(xù)開展研發(fā)，一方面提高銅冶煉應(yīng)用和推廣水平，不僅在國內(nèi)，也要走向世界，參與國際先進的銅冶煉工藝的角逐；另一方面，以此為基礎(chǔ)，中國恩菲也將嘗試進一步開發(fā)與拓展底吹技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，并在其工業(yè)化應(yīng)用中不斷挖掘潛能支持與支撐包括有價金屬的綜合回收在內(nèi)的循環(huán)經(jīng)濟與綠色發(fā)展要求。
　　《“十二五”產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新規(guī)劃》中指出，有色金屬工業(yè)將重點開發(fā)銅、鉛、鋅的短流程連續(xù)化節(jié)能環(huán)保冶金技術(shù)。而這正是中國恩菲技術(shù)發(fā)展所追求的目標(biāo)。尉克儉說，未來將通過將熔煉和吹煉更多地融和，實現(xiàn)短流程生產(chǎn)和一體化冶煉裝置方向發(fā)展。“這是一個持續(xù)挖潛不斷超越的過程”。
　　艱難困苦，玉汝于成。863課題圓滿完成，以及世界上首條氧氣底吹連續(xù)煉銅工業(yè)化示范生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，這些光榮，對于恩菲人來說，都已經(jīng)成為歷史。新的征途已經(jīng)啟程，他們正向以責(zé)任為信仰、以創(chuàng)新為主題的探索提升之路邁開腳步。
　　或許，他們早已忘記，粗銅第一次噴涌而出的時候，火光映襯下，他們的眼中閃爍著晶瑩；但是，我們不會忘記，是他們的堅守和擔(dān)當(dāng)，使這光芒更加耀眼；時代不會忘記，是他們的忘我和投入，鑄就了中國恩菲的榮耀；世界銅冶煉史不會忘記，是中國恩菲，正以氧氣底吹技術(shù)為旗幟，追尋著低碳冶煉的新方向，創(chuàng)造著有色冶金的新輝煌！