□文/聶剛

與智利國(guó)營(yíng)銅業(yè)
圍爐論道——山東方圓公司技術(shù)負(fù)責(zé)人與智利Codelco專家對(duì)話側(cè)記

Technical Directors of Fineland with Experts of Codelco on the Road

□文/聶剛

今年8月底，智利國(guó)營(yíng)銅業(yè)公司（Codelco）組織的專家考察團(tuán)一行，再次來(lái)到東營(yíng)。行程早就定了，然而因?yàn)榉N種原因，一拖再拖，終于兩個(gè)月后成行。Claudio·Queirolo，Aquiles·Veas，Patricio·Peralta三位實(shí)踐型技術(shù)專家，從地球的另一端趕來(lái)了。他們此行目的很明確，就是為了與方圓的同行們坐下來(lái)，好好聊一下彼此在多年生產(chǎn)實(shí)踐中感悟出來(lái)、積累下來(lái)的“銅理銅道”，相互學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。

Codelco公司是世界銅業(yè)的“一哥”，歷史悠久，規(guī)模龐大，技術(shù)先進(jìn)，是全球銅業(yè)學(xué)習(xí)的榜樣，前進(jìn)的標(biāo)桿。而方圓集團(tuán)滿打滿算僅有十三歲，年處理五十萬(wàn)噸礦料的規(guī)模，在他們看來(lái)恐怕算不上太大的企業(yè)。然而他們來(lái)了，如此地虛心，放下身架，不遠(yuǎn)萬(wàn)里而來(lái)，總是有原因的。

會(huì)議室里，方圓公司的決策者以最高規(guī)格迎接遠(yuǎn)道而來(lái)的客人——集團(tuán)公司董事長(zhǎng)崔志祥，集團(tuán)首席專家申殿邦，總工程師、生產(chǎn)總廠廠長(zhǎng)李維群，副總經(jīng)理王智，技術(shù)中心主任邊瑞民等魚(yú)貫而入，悉數(shù)出席。

地域文化的不同和語(yǔ)言障礙在交流中的阻礙好像被降到了最低，大家對(duì)彼此的心情都非常了解，希望對(duì)方進(jìn)一步了解自己的心情都非常迫切。人同此心，心同此理。

交流范圍很明確，主要集中在對(duì)各自銅冶煉流程及指標(biāo)的對(duì)比上。特尼恩特爐，底吹熔煉爐，從不同角度來(lái)看，這兩種世界領(lǐng)先工藝的優(yōu)勢(shì)都非常明顯，但又都還有繼續(xù)提高、進(jìn)步的空間。相互借鑒，取長(zhǎng)補(bǔ)短，因而成為可能。與此同時(shí)，對(duì)相關(guān)工藝如冶煉煙氣中余熱的利用情況，冶煉煙氣制酸情況，以及火法精煉情況等進(jìn)行了交流探討。

會(huì)談伊始，智利專家們就非常謙虛地表示，此行旨在了解和學(xué)習(xí)先進(jìn)的方圓底吹工藝，以便為其現(xiàn)有冶煉工藝的改造升級(jí)做好充分準(zhǔn)備。

作為“世界第四代煉銅新工藝”的代表，氧氣底吹熔煉多金屬捕集技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在方圓公司獲得了最集中、最明顯的體現(xiàn)。方圓人切身感受到了這項(xiàng)工藝的先進(jìn)性，但是他們不想“小氣的”據(jù)為己有——在一定程度上講，任何先進(jìn)工藝都是人類文明的成果，都應(yīng)當(dāng)用于進(jìn)一步推動(dòng)全人類的福祉。方圓人希望更多的同行能夠采用這一工藝。

方圓人先是盡心盡力地探索和嘗試，終于使這項(xiàng)工藝趨于完善；現(xiàn)在，他們又再盡心盡力地鼓吹和宣傳，希望大家都能使用這項(xiàng)工藝。在他們看來(lái)，這是歷史的必然選擇。他們對(duì)于這項(xiàng)在他們手中艱難誕生，并一步步成長(zhǎng)起來(lái)的工藝技術(shù)充滿了信心。因此，崔志祥董事長(zhǎng)經(jīng)常自信滿懷地說(shuō)：“誰(shuí)要是用了這項(xiàng)工藝后覺(jué)得不如其他工藝，損失了算我的！”因此，在介紹底吹工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)時(shí)，就非常詳細(xì)具體，富有鼓動(dòng)性。

底吹爐的第一大優(yōu)勢(shì)，是對(duì)礦料的適應(yīng)性強(qiáng)。其他冶煉工藝不能處理的復(fù)雜、低品位礦，方圓能很好地處理，這在一定程度上就提高了原料的保障程度。礦料混合后含水份6%~8%，不需經(jīng)過(guò)磨碎、干燥等工序便可直接入爐熔煉，省去大量成本。

優(yōu)勢(shì)之二是安全、環(huán)保、操作簡(jiǎn)單。方圓的專家曾參觀過(guò)智利的丘基卡馬塔冶煉廠和超達(dá)公司冶煉廠。與他們相比，方圓在煙氣、粉塵和噪聲控制方面做得更好。安全方面，底吹爐不易產(chǎn)生“泡沫渣”。4月份在Codelco公司考察時(shí)，他們?nèi)詴r(shí)刻擔(dān)心會(huì)產(chǎn)生Fe3O4泡沫渣，造成安全事故。其實(shí)，方圓在試生產(chǎn)階段也擔(dān)心產(chǎn)生“泡沫渣”，冰銅品位控制在40%～45%，并在加料口備有碎煤，以備不時(shí)之需。但隨著生產(chǎn)實(shí)踐的深入，冰銅品位提高到60%～65%，F(xiàn)e/SiO2高達(dá)1.8～2.0時(shí)，都未產(chǎn)生“泡沫渣”。是底吹工藝本身決定了不易產(chǎn)生泡沫渣——“底吹”吹的是冰銅層，而且攪動(dòng)劇烈，不像側(cè)吹、頂吹工藝在吹渣層。所以，熔體中總有FeS存在，也就不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的Fe3O4，乃至產(chǎn)生“泡沫渣”。目前，方圓的熔煉渣含銅保持在2%～3%。底吹熔煉技術(shù)工藝操作簡(jiǎn)單易行，自動(dòng)化程度高，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

優(yōu)勢(shì)之三是熔煉強(qiáng)度高、能耗低，爐體及氧槍壽命長(zhǎng)。頂吹、側(cè)吹都是吹渣層或者是混有冰銅的渣層，而底吹則完全吹冰銅層。由于冰銅的流動(dòng)性比渣子要好約100倍，所以底吹爐內(nèi)熔體的流體力學(xué)狀態(tài)要優(yōu)越得多。方圓的專家計(jì)算過(guò)代表熔體流動(dòng)狀態(tài)、傳質(zhì)傳熱系數(shù)的雷諾數(shù)、修正的弗勞德準(zhǔn)數(shù)、努歇爾準(zhǔn)數(shù)等參數(shù)，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他熔煉技術(shù)。據(jù)方圓公司2010年生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，從精礦到粗銅能耗僅為4 751.8MJ/t（包括制氧能耗）。底吹生產(chǎn)控制較高的氧濃氧壓，氧濃控制在70%～75%，氧槍壓力0.5～0.65Mpa。按理說(shuō)，高氧壓氧濃勢(shì)必造成能耗較高，但他們?cè)?jīng)計(jì)算過(guò)不同氧濃氧壓下能耗的比較，分別是氧濃40%、壓力0.2MPa和氧濃75%、壓力0.6 MPa，然后計(jì)算離爐煙氣帶走的熱量。經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)40%氧濃時(shí)，離爐煙氣量較大，帶走熱量多；75%的氧濃比40%氧濃能耗更低。熔煉區(qū)域集中在熔體中部，而且攪動(dòng)劇烈，所以不會(huì)導(dǎo)致局部溫度太高，從而延長(zhǎng)了爐襯及氧槍壽命。方圓自主研發(fā)的特殊結(jié)構(gòu)氧槍使用壽命可長(zhǎng)達(dá)720天。

與熔煉工藝相配套的余熱鍋爐，是一個(gè)讓智利朋友頭痛的環(huán)節(jié)。Codelco冶煉廠上升煙道與爐體煙道口的連接部位漏風(fēng)率太大，熱利用效率太低。在進(jìn)入余熱鍋爐時(shí)，煙氣量高達(dá)130 000m3/h，而溫度僅有680℃。山東方圓公司余熱鍋爐入口處煙氣溫度則達(dá)到900℃，漏風(fēng)率僅為30%～50%，所以熱利用率非常高。智利專家對(duì)山東方圓的余熱鍋爐系統(tǒng)有很大的興趣，詳細(xì)詢問(wèn)了相關(guān)細(xì)節(jié)。該套鍋爐系統(tǒng)是山東方圓自己設(shè)計(jì)制造的，方圓公司的負(fù)責(zé)人表示，如果智利朋友愿意，方圓愿全力協(xié)助他們進(jìn)行改造。

與余熱鍋爐緊密相關(guān)的就是煙氣制酸系統(tǒng)。由于漏風(fēng)率太大，Codelco的熔煉煙氣在經(jīng)過(guò)余熱鍋爐、電收塵之后，SO2濃度從20%降到了10%，與轉(zhuǎn)爐煙氣混合后就更低，對(duì)轉(zhuǎn)化吸收工段造成了很大影響。而且熔煉爐、轉(zhuǎn)爐煙氣連接部位也不理想，給煙氣輸送帶來(lái)了很多麻煩。在參觀了山東方圓的煙氣制酸工藝現(xiàn)場(chǎng)后，Codelco專家感慨萬(wàn)千——總吸收率達(dá)99.99%，轉(zhuǎn)化率達(dá)99.86%，尾氣排放小于50PPm，年產(chǎn)40萬(wàn)噸工業(yè)硫酸。

山東方圓公司不斷致力于科技創(chuàng)新，最近新上了自主研發(fā)的“污酸熱風(fēng)濃縮”項(xiàng)目。該工藝?yán)弥扑徇^(guò)程中SO3冷卻器的熱風(fēng)對(duì)污酸進(jìn)行濃縮處理，簡(jiǎn)化了污酸處理流程，投資成本低，且避免了先硫化除砷及重金屬的Na2SO4、NaHSO4結(jié)晶問(wèn)題。采用“熱風(fēng)濃縮”工藝處理冶煉煙氣制酸產(chǎn)生的污酸，尤其對(duì)含As、F、Cl等較高的污酸是一項(xiàng)全新的工藝技術(shù)，屬污酸處理的集成創(chuàng)新工藝，該技術(shù)是冶煉污酸處理領(lǐng)域的一項(xiàng)技術(shù)性突破。在煙氣制酸工藝上，所取得的成績(jī)讓智利來(lái)的專家頷首致敬。

參觀山東方圓的精煉車間時(shí)，智利朋友們驚奇于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件之好，幾乎看不到一點(diǎn)黑煙，他們連聲詢問(wèn)這是怎么做到的，他們的精煉爐在作業(yè)時(shí)經(jīng)常冒出大量黑煙。其實(shí)，主要原因在于還原劑的選擇——他們用重油，而方圓用的則是固態(tài)炭質(zhì)還原劑，并配入其他活性劑。這是中國(guó)國(guó)內(nèi)才生產(chǎn)的，如果他們想采用，這也是一個(gè)合作點(diǎn)。

通過(guò)交流了解，方圓的專家認(rèn)為，Codelco下屬Salvador冶煉廠存在的問(wèn)題和丘基卡馬塔冶煉廠、超達(dá)公司差不多。根據(jù)方圓的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)Salvador冶煉廠的改造、升級(jí)，方圓的專家提出了一攬子建議，其核心就是基于底吹爐的各項(xiàng)工藝優(yōu)勢(shì)及其生產(chǎn)實(shí)踐中的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，方圓的冶煉專家建議智利朋友將其特尼恩特爐進(jìn)行適當(dāng)改造，把特尼恩特爐改造成底吹爐。此舉在工程和工藝上均簡(jiǎn)便易行，而且在若干改造方案中，屬于投資最省，性價(jià)比最高的一種。用底吹熔煉技術(shù)來(lái)改進(jìn)提升特尼恩特工藝，這是一項(xiàng)令人值得期待的、具有歷史意義的行動(dòng)。底吹爐的熔煉強(qiáng)度如此之高，的確讓人振奮。方圓的專家稱：據(jù)保守估計(jì)，在原爐體上進(jìn)行改造后，其產(chǎn)能能夠擴(kuò)大一倍。

智利專家的心中是否涌起了“后生可畏”的感嘆，不得而知，可從與會(huì)專家們的歡聲笑語(yǔ)、先是疑慮，后是釋然的表情變化中就可以看出此次交流活動(dòng)的真切意義。

作為國(guó)內(nèi)外唯一成熟的“氧氣底吹熔煉多金屬捕集技術(shù)”工程研發(fā)與示范基地，方圓的同行們非常愿意幫助他們進(jìn)行改造。他們說(shuō)，方圓不僅有此愿望，也有此實(shí)力。方圓集團(tuán)新近成立的技術(shù)服務(wù)公司，專門(mén)從事底吹爐、轉(zhuǎn)爐、精煉爐、制酸、電解、余熱利用、稀貴稀散金屬綜合提取與利用等冶煉領(lǐng)域的技術(shù)推廣工作。目前已成功開(kāi)展了10多項(xiàng)技術(shù)服務(wù)，得到了用戶的一致好評(píng)。技術(shù)服務(wù)的合作方式靈活多樣，可以是部分工序的工程設(shè)計(jì)、技術(shù)指導(dǎo)及人員培訓(xùn)，也可采取合同能源管理模式。利益分享的形式也可以多種多樣，可以直接付款，也可根據(jù)改造前后節(jié)約能源的利益分享，還可以通過(guò)原料替代貿(mào)易。