特約記者 劉夢飛 李兵|文

中國恩菲從20世紀“小馬過河”的初探，到“勝利會師”的收獲，從底吹煉鉛技術(shù)的嘗試，到氧氣底吹銅熔煉技術(shù)、銅锍底吹連續(xù)吹煉技術(shù)的成功，恩菲人依靠奮發(fā)圖強的精神，擎起“中國創(chuàng)新”的大旗，使中國恩菲已成為有色冶金工程建設(shè)領(lǐng)域的國際知名品牌。

“物有甘苦，嘗之者識；道有夷險，履之者知?！彪`屬于世界500強中冶集團的中國恩菲工程技術(shù)有限公司（以下簡稱“中國恩菲”）成立于1953年，60多年櫛風(fēng)沐雨，今天的中國恩菲已成為有色冶金工程建設(shè)領(lǐng)域的國際知名品牌，以核心專長技術(shù)為依托，為承擔(dān)我國冶金建設(shè)行業(yè)國家隊責(zé)任不懈努力。尤其在專有底吹煉鉛、煉銅技術(shù)上，中國恩菲無可爭議地擔(dān)當(dāng)著“旗艦”的角色。

從20世紀“小馬過河”的初探，到“勝利會師”的收獲，從底吹煉鉛技術(shù)的嘗試，到氧氣底吹銅熔煉技術(shù)、銅锍底吹連續(xù)吹煉技術(shù)的成功，恩菲人不辱使命，擎起“中國創(chuàng)新”的大旗，在世界有色冶煉領(lǐng)域書寫了一整套更高效、更節(jié)能、更環(huán)保的“恩菲答卷”。

原創(chuàng)氧氣底吹冶煉技術(shù)，鉛冶煉率先取得驚人突破

在天安門西側(cè)的國家博物館里，安放著享有“鎮(zhèn)國之寶”美譽的司母戊鼎，這是迄今世界出土最大、最重的青銅器，已有3000余年歷史。源自青銅時代的煉銅法傳承至今——不論是通過向熔爐送風(fēng)產(chǎn)生高溫熔化孔雀石的“火法冶煉”，還是采用金屬元素置換的“水法煉銅”，都能在我國歷史中得到追溯。

氧氣底吹熔煉爐

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?，而在此過程中，中國作為冶煉古國，卻慢慢失去了昔日地位。

氧氣底吹連續(xù)吹煉工業(yè)試驗

氧氣底吹連續(xù)吹煉工業(yè)化應(yīng)用

20世紀，國內(nèi)幾乎全部現(xiàn)代強化冶煉技術(shù)都依靠國外引進，對外技術(shù)依賴嚴重，長期受制于人，甚至有“世界冶煉技術(shù)的展覽館”之稱。20世紀80年代，國內(nèi)外環(huán)保要求日趨嚴格，為淘汰傳統(tǒng)的燒結(jié)—鼓風(fēng)爐等傳統(tǒng)煉鉛工藝，各國紛紛開展了新式煉鉛工藝的研究，包括QSL一步煉鉛工藝、Kivcet工藝、Kaldo煉鉛工藝、頂吹煉鉛工藝等。雖然國外開發(fā)的冶煉技術(shù)百家爭鳴，但其中多為一步或一爐煉鉛，在運行中會帶來一些工程問題或成本很高。

也正是從那時起，為民族工業(yè)爭氣、為有色行業(yè)出彩的神圣使命就責(zé)無旁貸地落到了中國恩菲的肩頭。為扭轉(zhuǎn)技術(shù)受制于人的被動局面，解決困擾我國鉛冶煉燒結(jié)過程中的環(huán)保問題，中國恩菲的冶煉專家團隊義無反顧地挑起大梁，踏上了研發(fā)有色冶金先進工藝的“新長征之路”：

1983年9月，經(jīng)原國家科委批準，氧氣底吹鉛熔煉技術(shù)研發(fā)課題被列入國家“六五”計劃，由中國恩菲前身北京有色冶金設(shè)計研究總院牽頭，聯(lián)合行業(yè)眾多科研院所組成攻關(guān)組，對氧氣底吹鉛熔煉工藝進行研究探索和小型試驗。

1985年12月，由中國恩菲設(shè)計，采用氧氣底吹鉛熔煉技術(shù)的年產(chǎn)3000噸粗鉛半工業(yè)試驗成套裝置建成，并于1987年11月底完成10批次試驗?！肮灿嬋蹮掋U精礦895噸，產(chǎn)出粗鉛342噸?！边@組塵封的數(shù)據(jù)或許今天看來實在不怎么驚人，但在當(dāng)時卻是對技術(shù)研發(fā)有著重大意義的第一步。

1997年9月，為滿足國家日趨嚴格的環(huán)保要求，踐行“燒結(jié)鍋—鼓風(fēng)爐煉鉛工藝必須于2000年前全部淘汰”這一“軍令狀”，中國恩菲組織豫光金鉛、溫州冶煉廠和池州冶煉廠，在水口山有色金屬集團公司利用原有底吹熔煉爐和1．5平方米小型鼓風(fēng)爐開展底吹熔煉—鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝全流程試驗。在鉛精礦底吹熔煉取得滿意經(jīng)濟技術(shù)指標后，通過適度提高鼓風(fēng)爐焦率、降低鼓風(fēng)熔煉強度，實現(xiàn)了渣含鉛小于3%，降低至與熔煉燒結(jié)礦同一水準，但粗鉛能耗大大降低，試驗最終取得成功。

氧氣底吹熔煉-銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝總貌圖

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，在此基礎(chǔ)上，秉承“創(chuàng)新是發(fā)展靈魂”的理念，中國恩菲向著更低能耗、更高環(huán)保的方向邁進，持續(xù)研發(fā)氧氣底吹熔煉—熔融渣側(cè)吹還原法以及氧氣底吹熔煉—熔融渣底吹電熱還原法煉鉛技術(shù)。目前，氧氣底吹煉鉛項目單系列規(guī)模已從過去3萬噸/年粗鉛，擴大至5萬噸、8萬噸，如今已至20萬噸；所處理物料也由單一鉛精礦發(fā)展到添加蓄電池鉛泥、鉛銀渣、鋅浸出渣、高爐鉛鋅塵、氰化渣、金精礦；噸鉛能耗由630千克標煤降至220千克。

氧氣底吹鉛熔煉技術(shù)大大降低了能耗和焦炭使用量，有效解決了長期困擾冶煉企業(yè)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。最值得驕傲的是，這項技術(shù)被國家九部委指定為首選煉鉛工藝，現(xiàn)已經(jīng)成功應(yīng)用于包括印度等在內(nèi)的國內(nèi)外40多個鉛冶煉項目，產(chǎn)能近400萬噸/年。

從追趕到引領(lǐng)，“世界冶煉技術(shù)展覽館”華麗轉(zhuǎn)身

不會止步于此的恩菲人，在氧氣底吹鉛熔煉技術(shù)成功研發(fā)和推廣的同時，乘勝追擊，將這項“絕活兒”不斷延伸到銅金冶煉領(lǐng)域。

1990年7月，為解決水口山礦務(wù)局康家灣含金黃鐵礦回收金的瓶頸，中國恩菲牽頭組織專家團隊，在原有底吹爐內(nèi)進行銅精礦與含金黃鐵礦1∶1的混礦熔煉試驗，即“造锍捕金”。經(jīng)過長達217天的連續(xù)試驗，氧槍與爐襯仍完好無損，且熔煉富氧濃度達到70%以上，為當(dāng)時世界最高水平，標志著試驗的成功，為中國恩菲底吹煉銅和造锍捕金技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。

1992年，中國恩菲獲得“底吹熔池?zé)掋~法及其裝置”專利授權(quán)，此后不斷提升，于2006年獲得“氧氣底吹熔煉爐”和“氧氣底吹熔煉爐氧槍裝置”的專利授權(quán)。

2008年，世界首個氧氣底吹煉銅項目——越南生權(quán)項目大龍冶煉廠投產(chǎn)。同年，東營方圓氧氣底吹造锍捕金示范工程項目的投產(chǎn)，標志著中國恩菲的底吹煉銅技術(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。

而這，僅僅是一個開始。

目前，氧氣底吹銅熔煉技術(shù)已在國內(nèi)多個新建或改造銅冶煉項目中得到推廣應(yīng)用，中國恩菲的氧氣底吹之路，也仿佛一條有色之龍噴薄而發(fā)，橫亙祖國大江南北，并不斷實現(xiàn)新的開創(chuàng)：

山東恒邦復(fù)雜金精礦綜合回收技術(shù)改造工程于2010年投產(chǎn)，是世界第一條底吹造锍捕金生產(chǎn)線。中國恩菲首次將氧氣底吹冶煉技術(shù)成功應(yīng)用于黃金冶煉領(lǐng)域，極大提高了貴金屬回收率，改善了環(huán)保條件。

2011年9月投產(chǎn)的包頭華鼎銅業(yè)富氧熔池熔煉技術(shù)改造工程， 中國恩菲成功采用氧氣底吹銅熔煉技術(shù)改造傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐煉銅冶煉廠，成為淘汰落后產(chǎn)能的典范。

中條山有色集團恒曲冶煉廠處理50萬噸/年多金屬礦綜合捕集回收改造工程于2014年2月投產(chǎn)，項目采用當(dāng)時最大氧氣底吹熔煉爐，開創(chuàng)世界之最。

中原黃金冶煉廠整體搬遷升級改造項目，世界上首次將氧氣底吹熔煉技術(shù)與懸浮吹煉技術(shù)集成創(chuàng)新，開拓了煉金新工藝，單系列處理精礦規(guī)模150萬噸/年，達熔池熔煉處理規(guī)模之最，也成為目前世界上最大的造锍捕金工程。

……

繼底吹煉鉛之后，“恩菲”品牌的底吹技術(shù)又開創(chuàng)了銅金冶煉領(lǐng)域的新紀元。隨后，為解決吹煉工段傳統(tǒng)PS轉(zhuǎn)爐存在的液態(tài)銅锍倒運二氧化硫煙氣低空污染難以治理、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)不利于制酸等嚴重問題，中國恩菲又將目光投向了銅锍底吹連續(xù)吹煉技術(shù)的研發(fā)。

早在2006年，以底吹熔煉技術(shù)主要發(fā)明人、全國工程設(shè)計大師蔣繼穆領(lǐng)銜的中國恩菲技術(shù)團隊就提出銅锍底吹連續(xù)吹煉技術(shù)并申請專利。專利的核心，就是將氧氣底吹熔煉爐產(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。

2009年，在國家科技部的大力支持下，由中國恩菲總工程師、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”。

從構(gòu)想到初探，從立項到啟動，從工藝到裝備，在國外同行的質(zhì)疑中、在國內(nèi)同行競爭對手的激勵中，恩菲人歷經(jīng)波折，攻堅克難，砥礪前行。終于，在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)試驗在豫光金鉛取得成功。之后，恩菲團隊又來到黃河入?？?，在東營方圓開展熱銅锍工業(yè)試驗。

2014年3月20日，中國乃至世界銅冶煉發(fā)展史上注定要留下濃墨重彩的篇章——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，行業(yè)再次轟動。

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-銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝。氧氣底吹熔煉產(chǎn)出的高品位銅锍熱態(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。中國恩菲2006年申報專利中提出的技術(shù)設(shè)想終得實現(xiàn)。而更加重要的是，在氧氣底吹煉銅技術(shù)持續(xù)升級的過程中，我國也已成為世界范圍內(nèi)煉銅煉鉛工藝技術(shù)最全、設(shè)計能力最強、運營效益最高、環(huán)保效果最佳的國家，真正實現(xiàn)了從追趕到引領(lǐng)的重大跨越，擺脫了“世界冶煉技術(shù)展覽館”長期受制于人的被動局面，實現(xiàn)了華麗轉(zhuǎn)身。

從經(jīng)濟效益到社會效益：既叫好又叫座

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冶煉技術(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?？傊?，氧氣底吹冶煉技術(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。氧氣底吹連續(xù)煉銅技術(shù)以其優(yōu)越性再度站在行業(yè)制高點上：

1．環(huán)保效益好。銅锍通過流槽進行轉(zhuǎn)運，避免了用銅锍包轉(zhuǎn)運過程產(chǎn)生的煙氣無組織排放，大幅減少了煙氣逸散。

2．能耗低。采用高富氧以及高鐵硅比渣進行熔煉，煙氣量和渣量少，帶走的熱量少，爐體散失的無效熱少，易實現(xiàn)自熱熔煉，能耗低。

氧氣底吹熔煉爐排放銅锍

在印度建成投產(chǎn)的氧氣底吹冶煉項目

3．操作條件好。氧氣從臥式圓筒型爐子底側(cè)部吹入銅锍層或粗銅層，不易形成泡沫渣，操作安全。

4．投資省。原料不需進行預(yù)處理直接入爐、實現(xiàn)熔煉與吹煉的連續(xù)化生產(chǎn)，一套連吹爐系統(tǒng)取代了多臺套轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)，且不需要另建殘極等冷料處理系統(tǒng)，總投資可節(jié)省20%～30%。

5．原料適應(yīng)性好。脫雜能力強，對含雜質(zhì)較高的多金屬物料有很強的適應(yīng)性，造锍捕金效果好。

6．備料簡單。含水8%～12%的精礦可直接入爐，粉料、塊料從爐頂可直接加料。

事實上，為克服PS轉(zhuǎn)爐吹煉存在的諸多問題，自20世紀50年代起，國內(nèi)外就開展了銅锍連續(xù)吹煉技術(shù)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，銅锍底吹連續(xù)吹煉技術(shù)又具有獨特的優(yōu)勢：和三菱煉銅工藝相比，銅锍底吹連續(xù)吹煉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%以下，銅回收率高出約1個百分點；與“雙閃”煉銅工藝相比，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粒化工序以及冷銅锍干燥、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，無須像閃速工藝一樣，另建冷雜料熔化爐。

此外，銅锍底吹連續(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，且無須分周期作業(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，且不需要捅風(fēng)眼作業(yè)。

不破不立，勇?lián)袊苯鸺夹g(shù)國家隊責(zé)任

在恩菲人的字典里，“創(chuàng)新”是永恒的關(guān)鍵詞。中國恩菲也正是這樣數(shù)十年如一日地傳承著創(chuàng)新的精神，引領(lǐng)著創(chuàng)新的方向。然而，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。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的責(zé)任，這責(zé)任，是行業(yè)和國家賦予的，是使命，也是動力。氧氣底吹冶煉技術(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，是恩菲人為氧氣底吹技術(shù)“代言”的最大動力。

表1 中國恩菲底吹煉銅工藝工程業(yè)績

中國恩菲高級顧問專家、全國工程設(shè)計大師蔣繼穆說，技術(shù)的創(chuàng)新和發(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，院士、大師帶領(lǐng)博士后研究生團隊共同開展工作。此外，包括底吹熔煉、連續(xù)吹煉工藝在內(nèi)的所有技術(shù)創(chuàng)新，在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化前，都必須通過半工業(yè)及工業(yè)化試驗，以解決工藝和工程上沒有把握的問題，這個過程，是從理論到實踐的重要轉(zhuǎn)變，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。以“氧氣底吹連續(xù)煉銅清潔生產(chǎn)工藝”的開發(fā)為例，國家863項目的完成，為產(chǎn)業(yè)化提供了巨大支撐，產(chǎn)業(yè)化示范線的建設(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。比如，針對底吹爐加料口黏結(jié)的問題，中國恩菲后續(xù)開發(fā)了加料口清理機，并已在多個項目中投入使用；比如，為提升設(shè)計質(zhì)量，中國恩菲引進了Metsim和MetCal等冶金計算軟件和FLUENT等流體計算模擬軟件，使設(shè)計手段更加科學(xué)化。

尉克儉說，創(chuàng)新要以獲取效益為依歸。對技術(shù)的評價，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，各項指標參數(shù)合格，再對其先進性和優(yōu)越性進行評價。當(dāng)前，中國恩菲已擁有強大的底吹冶煉技術(shù)開發(fā)專業(yè)團隊，未來，將以恩菲研究院為依托，以博士后科研工作站為支撐，中國恩菲將繼續(xù)開展研發(fā)工作，一方面提高銅金冶煉工藝及其裝備水平，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。

中國民族工業(yè)的復(fù)興，源于一大批有抱負、有夢想的先驅(qū)，中國有色金屬工業(yè)的崛起，更有賴于包括恩菲人在內(nèi)的科技先鋒的夙興夜寐。從過去對國外技術(shù)的望塵莫及，到今天國外對恩菲品牌底吹冶煉技術(shù)的望其項背，中國恩菲走過了無比艱辛的創(chuàng)新之路。

中國恩菲的愿景是“致力于成為最值得信賴的國際化工程服務(wù)及資源能源發(fā)展商”，在實現(xiàn)國際化的超越和領(lǐng)先的過程中，中國恩菲的底吹煉鉛、煉銅系列專利已陸續(xù)在智利、秘魯、澳大利亞、印度、越南、印度尼西亞、蒙古、俄羅斯等國申請專利，恩菲品牌的氧氣底吹冶煉技術(shù)受到全球的廣泛關(guān)注。

而今，中國恩菲攜氧氣底吹冶煉技術(shù)來到了太平洋另一端，在享有“銅礦王國”美譽的智利搭建起中智礦業(yè)交流發(fā)展的新平臺；而今，一臺臺熊熊燃燒的冶煉爐，正承載著“中國創(chuàng)新”全球出彩的新希望，點亮了恩菲人、冶煉人、有色人的新夢想；而今，中國恩菲敢以開放胸懷擁抱浩瀚蒼穹的創(chuàng)新團隊正在面對新的挑戰(zhàn)，勇攀新高峰。在推動行業(yè)發(fā)展的道路上，恩菲人責(zé)無旁貸——當(dāng)好有色冶金技術(shù)發(fā)展的國家隊，是中國恩菲擎起的“中國創(chuàng)新”大旗的最大動力！