與智利國營銅業圍爐論道——山東方圓公司技術負責人與智利Codelco專家對話側記

□文/聶剛

與智利國營銅業
圍爐論道——山東方圓公司技術負責人與智利Codelco專家對話側記

Technical Directors of Fineland with Experts of Codelco on the Road

□文/聶剛

今年8月底，智利國營銅業公司（Codelco）組織的專家考察團一行，再次來到東營。行程早就定了，然而因為種種原因，一拖再拖，終于兩個月后成行。Claudio·Queirolo，Aquiles·Veas，Patricio·Peralta三位實踐型技術專家，從地球的另一端趕來了。他們此行目的很明確，就是為了與方圓的同行們坐下來，好好聊一下彼此在多年生產實踐中感悟出來、積累下來的“銅理銅道”，相互學習，取長補短。

Codelco公司是世界銅業的“一哥”，歷史悠久，規模龐大，技術先進，是全球銅業學習的榜樣，前進的標桿。而方圓集團滿打滿算僅有十三歲，年處理五十萬噸礦料的規模，在他們看來恐怕算不上太大的企業。然而他們來了，如此地虛心，放下身架，不遠萬里而來，總是有原因的。

會議室里，方圓公司的決策者以最高規格迎接遠道而來的客人——集團公司董事長崔志祥，集團首席專家申殿邦，總工程師、生產總廠廠長李維群，副總經理王智，技術中心主任邊瑞民等魚貫而入，悉數出席。

地域文化的不同和語言障礙在交流中的阻礙好像被降到了最低，大家對彼此的心情都非常了解，希望對方進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，主要集中在對各自銅冶煉流程及指標的對比上。特尼恩特爐，底吹熔煉爐，從不同角度來看，這兩種世界領先工藝的優勢都非常明顯，但又都還有繼續提高、進步的空間。相互借鑒，取長補短，因而成為可能。與此同時，對相關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行了交流探討。

會談伊始，智利專家們就非常謙虛地表示，此行旨在了解和學習先進的方圓底吹工藝，以便為其現有冶煉工藝的改造升級做好充分準備。

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的優勢，在方圓公司獲得了最集中、最明顯的體現。方圓人切身感受到了這項工藝的先進性，但是他們不想“小氣的”據為己有——在一定程度上講，任何先進工藝都是人類文明的成果，都應當用于進一步推動全人類的福祉。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，終于使這項工藝趨于完善；現在，他們又再盡心盡力地鼓吹和宣傳，希望大家都能使用這項工藝。在他們看來，這是歷史的必然選擇。他們對于這項在他們手中艱難誕生，并一步步成長起來的工藝技術充滿了信心。因此，崔志祥董事長經常自信滿懷地說：“誰要是用了這項工藝后覺得不如其他工藝，損失了算我的！”因此，在介紹底吹工藝的技術優勢時，就非常詳細具體，富有鼓動性。

底吹爐的第一大優勢，是對礦料的適應性強。其他冶煉工藝不能處理的復雜、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%，不需經過磨碎、干燥等工序便可直接入爐熔煉，省去大量成本。

優勢之二是安全、環保、操作簡單。方圓的專家曾參觀過智利的丘基卡馬塔冶煉廠和超達公司冶煉廠。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，底吹爐不易產生“泡沫渣”。4月份在Codelco公司考察時，他們仍時刻擔心會產生Fe3O4泡沫渣，造成安全事故。其實，方圓在試生產階段也擔心產生“泡沫渣”，冰銅品位控制在40%～45%，并在加料口備有碎煤，以備不時之需。但隨著生產實踐的深入，冰銅品位提高到60%～65%，Fe/SiO2高達1.8～2.0時，都未產生“泡沫渣”。是底吹工藝本身決定了不易產生泡沫渣——“底吹”吹的是冰銅層，而且攪動劇烈，不像側吹、頂吹工藝在吹渣層。所以，熔體中總有FeS存在，也就不會產生過量的Fe3O4，乃至產生“泡沫渣”。目前，方圓的熔煉渣含銅保持在2%～3%。底吹熔煉技術工藝操作簡單易行，自動化程度高，大大降低了工人的勞動強度。

優勢之三是熔煉強度高、能耗低，爐體及氧槍壽命長。頂吹、側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。由于冰銅的流動性比渣子要好約100倍，所以底吹爐內熔體的流體力學狀態要優越得多。方圓的專家計算過代表熔體流動狀態、傳質傳熱系數的雷諾數、修正的弗勞德準數、努歇爾準數等參數，都遠遠高于其他熔煉技術。據方圓公司2010年生產統計，從精礦到粗銅能耗僅為4 751.8MJ/t（包括制氧能耗）。底吹生產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，高氧壓氧濃勢必造成能耗較高，但他們曾經計算過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，然后計算離爐煙氣帶走的熱量。經計算發現40%氧濃時，離爐煙氣量較大，帶走熱量多；75%的氧濃比40%氧濃能耗更低。熔煉區域集中在熔體中部，而且攪動劇烈，所以不會導致局部溫度太高，從而延長了爐襯及氧槍壽命。方圓自主研發的特殊結構氧槍使用壽命可長達720天。

與熔煉工藝相配套的余熱鍋爐，是一個讓智利朋友頭痛的環節。Codelco冶煉廠上升煙道與爐體煙道口的連接部位漏風率太大，熱利用效率太低。在進入余熱鍋爐時，煙氣量高達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到900℃，漏風率僅為30%～50%，所以熱利用率非常高。智利專家對山東方圓的余熱鍋爐系統有很大的興趣，詳細詢問了相關細節。該套鍋爐系統是山東方圓自己設計制造的，方圓公司的負責人表示，如果智利朋友愿意，方圓愿全力協助他們進行改造。

與余熱鍋爐緊密相關的就是煙氣制酸系統。由于漏風率太大，Codelco的熔煉煙氣在經過余熱鍋爐、電收塵之后，SO2濃度從20%降到了10%，與轉爐煙氣混合后就更低，對轉化吸收工段造成了很大影響。而且熔煉爐、轉爐煙氣連接部位也不理想，給煙氣輸送帶來了很多麻煩。在參觀了山東方圓的煙氣制酸工藝現場后，Codelco專家感慨萬千——總吸收率達99.99%，轉化率達99.86%，尾氣排放小于50PPm，年產40萬噸工業硫酸。

山東方圓公司不斷致力于科技創新，最近新上了自主研發的“污酸熱風濃縮”項目。該工藝利用制酸過程中SO3冷卻器的熱風對污酸進行濃縮處理，簡化了污酸處理流程，投資成本低，且避免了先硫化除砷及重金屬的Na2SO4、NaHSO4結晶問題。采用“熱風濃縮”工藝處理冶煉煙氣制酸產生的污酸，尤其對含As、F、Cl等較高的污酸是一項全新的工藝技術，屬污酸處理的集成創新工藝，該技術是冶煉污酸處理領域的一項技術性突破。在煙氣制酸工藝上，所取得的成績讓智利來的專家頷首致敬。

參觀山東方圓的精煉車間時，智利朋友們驚奇于現場作業條件之好，幾乎看不到一點黑煙，他們連聲詢問這是怎么做到的，他們的精煉爐在作業時經常冒出大量黑煙。其實，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炭質還原劑，并配入其他活性劑。這是中國國內才生產的，如果他們想采用，這也是一個合作點。

通過交流了解，方圓的專家認為，Codelco下屬Salvador冶煉廠存在的問題和丘基卡馬塔冶煉廠、超達公司差不多。根據方圓的生產經驗，對Salvador冶煉廠的改造、升級，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工藝優勢及其生產實踐中的經濟技術指標，方圓的冶煉專家建議智利朋友將其特尼恩特爐進行適當改造，把特尼恩特爐改造成底吹爐。此舉在工程和工藝上均簡便易行，而且在若干改造方案中，屬于投資最省，性價比最高的一種。用底吹熔煉技術來改進提升特尼恩特工藝，這是一項令人值得期待的、具有歷史意義的行動。底吹爐的熔煉強度如此之高，的確讓人振奮。方圓的專家稱：據保守估計，在原爐體上進行改造后，其產能能夠擴大一倍。

智利專家的心中是否涌起了“后生可畏”的感嘆，不得而知，可從與會專家們的歡聲笑語、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的真切意義。

作為國內外唯一成熟的“氧氣底吹熔煉多金屬捕集技術”工程研發與示范基地，方圓的同行們非常愿意幫助他們進行改造。他們說，方圓不僅有此愿望，也有此實力。方圓集團新近成立的技術服務公司，專門從事底吹爐、轉爐、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域的技術推廣工作。目前已成功開展了10多項技術服務，得到了用戶的一致好評。技術服務的合作方式靈活多樣，可以是部分工序的工程設計、技術指導及人員培訓，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，也可根據改造前后節約能源的利益分享，還可以通過原料替代貿易。