屈聯(lián)西 翟愛萍 王沛林|文
一分耕耘一分收獲,只有灑下辛勤的汗水,才能收獲成功的喜悅,2020年8月,經(jīng)過多輪評(píng)選,河南豫光鋅業(yè)有限公司總工程師倪恒發(fā)榮獲2020年度中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)“杰出工程師獎(jiǎng)”。
經(jīng)過多輪評(píng)選,河南豫光鋅業(yè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“鋅業(yè)公司”)總工程師倪恒發(fā)榮獲2020年度中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)“杰出工程師獎(jiǎng)”。截至2020年12月12日,他已主持或牽頭完成國(guó)家科技支撐項(xiàng)目1 項(xiàng),申報(bào)河南省省院科技合作項(xiàng)目3 項(xiàng),河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目2 項(xiàng),河南省科技計(jì)劃項(xiàng)目1 項(xiàng),獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)3 項(xiàng),省級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)1項(xiàng),發(fā)表論文12 篇,獲各級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)22 項(xiàng),專利獲權(quán)23 項(xiàng),1 項(xiàng)國(guó)家科技支撐項(xiàng)目,并被評(píng)為河南省有色冶金、化工雙方向注冊(cè)高級(jí)咨詢師、濟(jì)源市第四批學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人、濟(jì)源市第十五批專業(yè)技術(shù)拔尖人才。這些成績(jī)的取得,都是他長(zhǎng)期以來艱辛努力的結(jié)果。
一分耕耘一分收獲,只有灑下辛勤的汗水,才能收獲成功的喜悅。近日,筆者對(duì)他進(jìn)行了采訪。
2003年,為了充分發(fā)揮鉛鋅互補(bǔ)的冶煉優(yōu)勢(shì),豫光集團(tuán)決定立項(xiàng)上馬30 萬噸電鋅項(xiàng)目。8月16日,30 萬噸電鋅工程一期10 萬噸開工,歷經(jīng)16 個(gè)月建設(shè),2005年3月28日投料試產(chǎn)。2005年5月10日,第一批鋅錠下線。
工程采用代表世界煉鋅主流的常規(guī)煉鋅工藝,即鋅精礦沸騰焙燒-鋅焙砂兩段浸出-浸出液三段凈化-電解沉積析出鋅,最后經(jīng)電爐熔鑄生產(chǎn)出成品鋅錠;中間產(chǎn)品浸出渣采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)生產(chǎn)出次氧化鋅,經(jīng)多膛爐處理,脫除氟、氯等有害雜質(zhì)后,獲得合格的含鉛氧化鋅。氧化鋅經(jīng)浸出系統(tǒng)回收鋅后所產(chǎn)的富鉛渣再返回鉛冶煉系統(tǒng),鉛冶煉棄渣為無害渣,可作為水泥廠輔助原料。焙燒煙氣經(jīng)余熱回收后,可生產(chǎn)硫酸。
在這期間,倪恒發(fā)從公司項(xiàng)目管理員,到技術(shù)處處長(zhǎng),從此走上了鋅冶煉技術(shù)之路。
倪恒發(fā)說:“那時(shí),我?guī)ьI(lǐng)20 多個(gè)技術(shù)骨干,到水口山冶煉廠實(shí)習(xí)。每天晚上10 點(diǎn)至12 點(diǎn),召開當(dāng)天的實(shí)習(xí)總結(jié)會(huì),布置第二天的實(shí)習(xí)事項(xiàng)?;氐戒\業(yè)公司以后,就開始搞試產(chǎn)工作,制定鋅業(yè)公司相關(guān)的文件、制度、臺(tái)賬、試產(chǎn)方案等?!?/p>
30 萬噸電鋅一期工程投產(chǎn)后的短短2年時(shí)間里,鋅業(yè)公司采用先進(jìn)技術(shù),先后投資建設(shè)了銀浮選回收銀、鎘回收、銦回收、余熱發(fā)電等工程,回收鎘、銦、鉛、銅、金、銀等金屬,后來還回收了鍺、鈷等有價(jià)金屬。
2005年6月,公司投資3000 萬元,開工建設(shè)銀浮選回收銀項(xiàng)目,2006年6月建成投產(chǎn)。項(xiàng)目采用了相對(duì)成熟的“一粗、三掃、三精”浮選工藝。項(xiàng)目實(shí)施后,經(jīng)過多次技術(shù)改造,銀精礦品位得到大幅提高,目前,每年產(chǎn)出銀金屬量30余噸,價(jià)值12000 余萬元。同時(shí),減少了后道工序二氧化硫的排放,降低了環(huán)境污染。
鋅業(yè)公司的鎘回收系統(tǒng)原設(shè)計(jì)只能產(chǎn)出海綿鎘堆放在渣場(chǎng),既污染環(huán)境又難以銷售。2006年,公司先后自行設(shè)計(jì)建設(shè)了粗鎘、精鎘生產(chǎn)系統(tǒng),4月份產(chǎn)出第一批粗鎘,8月份采用真空蒸餾工藝產(chǎn)出精鎘,達(dá)到1#鎘標(biāo)準(zhǔn)。隨著生產(chǎn)工藝的成熟,原堆放在渣場(chǎng)的海綿鎘重新返回系統(tǒng),變?yōu)榱司k錠產(chǎn)品。項(xiàng)目經(jīng)多次改造,精鎘年生產(chǎn)能力已達(dá)900 噸,價(jià)值1300 多萬元。
2006年10月,公司開始建設(shè)銦回收項(xiàng)目,該項(xiàng)目投資約1450 萬元,于2007年8月竣工并投料試產(chǎn),9月產(chǎn)出第一批精銦錠。項(xiàng)目通過對(duì)銦富集渣進(jìn)行浸出、萃取、電解、熔鑄等工藝可年產(chǎn)出精銦10 噸,全部達(dá)到了0#國(guó)標(biāo)銦錠標(biāo)準(zhǔn)。近幾年,公司對(duì)其工藝進(jìn)行了改進(jìn)和完善,解決了反萃液凈化等問題,精銦年產(chǎn)量目前已達(dá)到20 噸,價(jià)值10000 多萬元。
由于鋅精礦在沸騰爐焙燒脫硫的同時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的余熱,以前只有將多余的蒸汽放空,會(huì)造成大氣污染和溫室效應(yīng)。2007年1月,公司投資3600 余萬元,建設(shè)余熱發(fā)電項(xiàng)目。項(xiàng)目總裝機(jī)容量4.5 兆瓦,年發(fā)電量3150 萬千瓦時(shí),是國(guó)內(nèi)同行業(yè)首家利用飽和蒸汽發(fā)電的項(xiàng)目。項(xiàng)目于當(dāng)年9月并網(wǎng)成功。每天可減排800 噸蒸汽,回收除鹽純水700噸,經(jīng)濟(jì)效益可觀。2009年4月2日,余熱項(xiàng)目在聯(lián)合國(guó)氣候變化理事會(huì)成功注冊(cè)為CDM 項(xiàng)目。
倪恒發(fā)說:“2005年10月份,我被推薦到鋅業(yè)二廠當(dāng)廠長(zhǎng),3年之內(nèi),鋅業(yè)二廠各項(xiàng)指標(biāo),從不達(dá)標(biāo)到達(dá)標(biāo),再到超產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。同時(shí),我負(fù)責(zé)銀浮選、鎘回收、銦回收項(xiàng)目的建設(shè)和生產(chǎn)。在這個(gè)過程中,除了做好本職工作外,還十分注重人才的培養(yǎng)。“一個(gè)籬笆三個(gè)樁”,一個(gè)人再有能力,也沒有那么大的精力。當(dāng)時(shí),我向公司要了6 個(gè)工藝員,因?yàn)檫@幾個(gè)綜合回收項(xiàng)目是全新的,公司需要更多的技術(shù)人才。如今,我培養(yǎng)的人不單是在生產(chǎn)廠從事技術(shù)工作,有的到了科技發(fā)展部,有的走上了管理崗位,有的甚至走向了海外。”
2006年12月30日,30 萬噸電鋅二期工程開工建設(shè)。2008年8月8日試產(chǎn),10月5日產(chǎn)出合格鋅錠。同月,倪恒發(fā)被提拔為鋅業(yè)公司總工程師。
“在公司領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下,除了抓好鋅產(chǎn)品的生產(chǎn),三個(gè)綜合回收項(xiàng)目的建設(shè)和生產(chǎn)外,我最自豪的是二期試產(chǎn),我拿出的方案,48 小時(shí)內(nèi)全線拉通。試產(chǎn)前,我們準(zhǔn)備工作很充分,單試產(chǎn)方案,我們就做了兩套,還有應(yīng)急預(yù)案,所以試產(chǎn)很輕松。拉通浸出、凈液系統(tǒng)僅用了36 個(gè)小時(shí)?!蹦吆惆l(fā)介紹道。
倪恒發(fā)說:“任鋅業(yè)公司總工程師后,我主要抓工藝、科技、檢驗(yàn)管理等等。前幾年,主要抓提質(zhì)增效,綜合回收。如鈷渣,每年鋅鈷渣7000 ~8000噸,含鋅量4000 多噸,還含有一定的鈷金屬量。為此,公司成立了科研小組,我?guī)ьI(lǐng)科研小組人員做實(shí)驗(yàn),將鋅鈷渣全部綜合利用,鋅變成了鋅錠,鈷變成富鈷精礦。另外就是氧化鋅系統(tǒng),因?yàn)楹F高,浸出只有兩段,產(chǎn)出的鋅浸出渣含鋅12%~13%,含鉛20%多,同時(shí)含銦量也很高。由我牽頭組織創(chuàng)新研究,開發(fā)了高鐵氧化性高效還原浸出工藝。大幅度提高了鋅、銦的回收率和硫酸鉛含鉛品位。目前,氧化鋅系統(tǒng)產(chǎn)出的鉛泥含鉛大于40%,含鋅小于3%,含銦小于80 克/噸,鋅銦回收率及鉛泥含鉛大幅度提高,且每年不再外購(gòu)近10000 噸硫酸亞鐵,改造升級(jí)后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅優(yōu)化,創(chuàng)效近1 億元。之后,公司領(lǐng)導(dǎo)讓我負(fù)責(zé)降低尾礦含銀。我?guī)ьI(lǐng)科技、設(shè)備部門及生產(chǎn)廠的人員聯(lián)合攻關(guān),對(duì)銀浮選工藝、設(shè)備進(jìn)行了提升改造,使尾礦含銀大幅度降低,每年創(chuàng)效至少有4000 萬元?!?/p>
鋅業(yè)公司設(shè)計(jì)電鋅產(chǎn)能為20 萬噸,現(xiàn)在已提升到28 萬噸。作為技術(shù)總負(fù)責(zé)人,倪恒發(fā)在提質(zhì)提產(chǎn)方面,他做了大量工作。
倪恒發(fā)說:“目前我們的鋅錠,在行業(yè)有一定的口碑。鋅錠國(guó)標(biāo)規(guī)定,主金屬鋅含量不小于99.995%,公司在此基礎(chǔ)上嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn),降低小項(xiàng)雜質(zhì),要求鋅含量大于99.996%。2020年,鋅錠含量標(biāo)準(zhǔn)全部達(dá)到公司要求。其中,86%的鋅錠含量達(dá)到了99.997%,從而滿足了不同客戶的要求。能取得這樣的成績(jī)主要得益于科學(xué)的考核和精細(xì)化管理。鋅錠有六大雜質(zhì)元素指標(biāo),我和技術(shù)部門對(duì)各種雜質(zhì)元素進(jìn)行了全面的權(quán)重分析,對(duì)考核指標(biāo)進(jìn)行了改革。將質(zhì)量考核指標(biāo)直接分解到各個(gè)工段,甚至分解到個(gè)人。這樣落實(shí)了責(zé)任,就杜絕了以前的大鍋飯現(xiàn)象——質(zhì)量不合格,大家一起擔(dān)責(zé)任。另外,還有類似于原來的揮發(fā)窯生產(chǎn)指標(biāo),是以氧化鋅為依據(jù)考核的,我也對(duì)此進(jìn)行了修改。因?yàn)橥ㄟ^降低浸出渣含鋅、含水,大幅度降低了浸出渣渣量,提高了鋅、銅直收率。揮發(fā)窯處置浸出渣渣量的減少,產(chǎn)出的氧化鋅就減少了,雖然焦耗單項(xiàng)指標(biāo)提升了,但總能耗、總焦耗下降了。科學(xué)的考核才能促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展;不科學(xué)的考核,因循守舊,只會(huì)阻礙生產(chǎn)力的發(fā)展?!?/p>
由于鋅冶煉行業(yè)存在著資源利用水平低、生產(chǎn)成本高、能耗高、渣的經(jīng)濟(jì)高效處理困難等問題,尤其渣的經(jīng)濟(jì)高效處理問題,已經(jīng)成為全行業(yè)技術(shù)難題。濕法煉鋅目前沒有主流工藝,應(yīng)用較廣泛的工藝主要有兩段浸出——浸出渣揮發(fā)窯揮發(fā)法(又稱常規(guī)法),熱酸浸出——黃鉀鐵礬法、熱酸浸出——針鐵礦法、鋅精礦直接浸出等工藝,每種工藝都存在一定的弊端。國(guó)內(nèi)煉鋅工藝存在的共性問題主要是:鋅及有價(jià)金屬回收率低,浸出渣量大,浸出渣處理難度大,能耗高,環(huán)境治理投資大,環(huán)保設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用高等,因此,開發(fā)濕法煉鋅新技術(shù),進(jìn)一步提高鋅精礦中鋅及其他有價(jià)金屬的回收率,減少浸出渣量,鐵形成無害渣或可以利用鐵渣,是鋅冶煉行業(yè)發(fā)展的必然途徑。
鋅業(yè)公司全景
早在2011年,在公司領(lǐng)導(dǎo)的支持下,倪恒發(fā)就積極主動(dòng)謀劃鋅冶煉的全新生產(chǎn)工藝。在國(guó)內(nèi)首次主持開展更環(huán)保、資源利用率更高的赤鐵礦全新工藝實(shí)驗(yàn),為國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化運(yùn)用提供開拓性的技術(shù)研究?!爱?dāng)初,我選了2個(gè)工人、3 個(gè)剛畢業(yè)的學(xué)生,進(jìn)行小規(guī)模的實(shí)驗(yàn),只有簡(jiǎn)陋的儀器,進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)。那段時(shí)間是我工作以來,面臨過的最大考驗(yàn),也是最難以忘懷的。第一,赤鐵礦工藝技術(shù)在國(guó)內(nèi)是空白的沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒;第二,耐高溫高壓材質(zhì)難以解決;第三,畢竟是小實(shí)驗(yàn),儀器設(shè)備問題不斷,出現(xiàn)過氧氣通不進(jìn)去,出現(xiàn)過高壓礦漿從排氣管噴出來,出現(xiàn)過攪拌槳葉燒成渣的情況。我連續(xù)3 天3 夜沒有睡覺,經(jīng)常凌晨3 點(diǎn)跑到現(xiàn)場(chǎng)。在實(shí)驗(yàn)期間還經(jīng)歷了母親去世。但我始終堅(jiān)信‘功到自然成’的道理。最終,我把這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)孟聛砹?。”倪恒發(fā)努力控制著自己的情緒。
赤鐵礦除鐵工藝是將鋅浸出液中的二價(jià)鐵在高壓釜內(nèi)氧化沉淀,生成一種熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、含鐵更高的具有利用價(jià)值的鐵渣(Fe>55%)。赤鐵礦法除鐵工藝能回收鋅精礦中幾乎全部有價(jià)成分,產(chǎn)生的產(chǎn)品都可以銷售,所有作為中間產(chǎn)品的廢渣可進(jìn)一步加工而無須堆存,特別是在處理含鐵和其他有價(jià)金屬(如金、銀、銅、銦等)高的鋅精礦較其他工藝有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
倪恒發(fā)帶領(lǐng)公司科技人員,通過試驗(yàn)室試驗(yàn)、半工業(yè)化試驗(yàn),不僅確定了赤鐵礦除鐵的最佳工藝條件和輔料消耗指標(biāo)(蒸汽、氧氣消耗指標(biāo)),而且掌握了高壓釜、加壓泵、閃蒸閥等主要設(shè)備的選型、材質(zhì),除鐵率達(dá)90%左右,所產(chǎn)赤鐵礦含鐵55%左右,含鋅1%左右,工藝指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。2015年,該工藝通過中國(guó)有色金屬協(xié)會(huì)組織專家評(píng)選委員會(huì)評(píng)審。
鋅錠產(chǎn)品
“采用赤鐵礦工藝的優(yōu)勢(shì)不僅環(huán)保,資源利用率更高,而且成本大幅降低。據(jù)統(tǒng)計(jì),電鋅加工費(fèi)比現(xiàn)有工藝降低500 元至600 元,資源利用率更高。當(dāng)前,我著重抓再生鋅的研發(fā),已進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì),同時(shí)進(jìn)行赤鐵礦的可研報(bào)告,為鋅業(yè)公司下一步做強(qiáng)做大,繼續(xù)奉獻(xiàn)自己的一份綿薄之力?!蹦吆惆l(fā)說道。
隨著環(huán)保要求嚴(yán)格,同時(shí)公司也愈發(fā)重視環(huán)保問題,開始對(duì)公司的2#鋅揮發(fā)窯系統(tǒng)排放的尾氣進(jìn)行治理,主要治理污染物為顆粒物及氮氧化物,主要改造內(nèi)容為增加臭氧脫硝及濕式靜電除塵器,改造目標(biāo)是使尾氣中顆粒物和氮氧化物達(dá)到特別排放限值要求。
倪恒發(fā)介紹說:“近幾年,我把工作側(cè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了環(huán)保治理。尤其是2019年,在鋅揮發(fā)窯尾氣臭氧氧化法脫硝的生產(chǎn)實(shí)踐中,時(shí)間緊、任務(wù)重,我不等不靠,不盲從。比如,公司邀請(qǐng)的專家認(rèn)為,低溫濕煙氣脫硝效果不好,要高溫高壓煙氣。但是我考慮到,高溫高壓煙氣在脫硫前進(jìn)行脫硝,勢(shì)必影響脫硫產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,在項(xiàng)目實(shí)施過程中,我嘗試加了一套管道,投資不到15000 元,煙氣脫硫后,對(duì)低溫濕煙氣噴臭氧脫硝。后來經(jīng)過生產(chǎn)試驗(yàn)證明,高溫不但對(duì)亞鈉脫硫產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響,而且高溫脫硝,消耗大,設(shè)備壽命短。現(xiàn)在,公司主要用低溫濕煙氣脫硝,達(dá)到了預(yù)期效果。”
倪恒發(fā)在脫硝的工藝過程中發(fā)現(xiàn),臭氧脫硝的局限性,以及在低價(jià)氮氧化物氧化為高價(jià)氮氧化物后難吸收,吸收進(jìn)入水體難處理等問題,因此提出了直接在揮發(fā)窯內(nèi)噴氨,將氮氧化物還原為氮?dú)獾乃悸凡⒏吨T實(shí)踐。
倪恒發(fā)認(rèn)為,積極建設(shè)鋅揮發(fā)窯尾氣臭氧氧化法脫硝治理環(huán)保工程,既是響應(yīng)國(guó)家藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)要求,同時(shí)對(duì)公司節(jié)能減排和廢氣達(dá)標(biāo)排放工作,有十分重要的意義,有利于提升公司社會(huì)形象,達(dá)到經(jīng)濟(jì)綠色冶煉,為同行業(yè)生產(chǎn)起到帶頭引導(dǎo)作用。