钻研生产工艺 中南钻石成就钻石之王

文/本刊记者 欧阳曦

钻研生产工艺 中南钻石成就钻石之王

文/本刊记者 欧阳曦

金刚石也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物质，也是自然界中最坚硬的物质。晶莹透明、硬度第一的金刚石，特别惹人喜爱。如经工匠琢磨成钻石，更是世间之奇珍异宝，人类虽然在五千年前就从自然界获取了金刚石，但一直不知道它是由什么元素构成的。直到1704年，英国科学家牛顿才证明了金刚石具有可燃性。之后法国科学家拉瓦锡、英国科学家腾南脱用实验证明了金刚石和石墨是碳的同素异形体，至此金刚石的神秘面纱才被掀开。1799年，法国化学家摩尔沃把一颗金刚石转变为石墨。这激发了人们的逆向思维，能不能把石墨转化成金刚石呢？自此以后，人们对于怎样把石墨转化为金刚石，表现了极大的兴趣。

1955年，美国科学家霍尔等在1650℃和95000个大气压下，合成了金刚石。并在类似的条件下重复多次亦获成功，产品经各种物理的、化学的检测，确认为金刚石。这是人类历史上第一次成功合成人造金刚石。

由于金刚石具有巨大的商业利润和工业价值，不少的公司、企业纷纷组织科学家重复莫氏的合成金刚石试验，希望把科研成果转化为工业生产。

我国自20世纪60年代初开始进行人工合成金刚石的研究，并于1963年成功合成出金刚石。60年代中期转入中试，随后投入工业生产。从80年代中期开始，年产量开始突破1000万克拉，进入新世纪以来产量进一步实现跨越，2000年产量已达10亿克拉，成为世界第一人造金刚石生产大国。而位于河南省方城县广阳镇境内的中南钻石有限公司，目前以43%的市场占有率傲视中国人造金刚石生产行业。

涅槃重生一飞冲天

走进群山环抱与绿树掩映下的中南钻石股份有限公司，如果不是一座座分布有序的现代化标准厂房映入眼帘，仿佛让人置身于森林公园之中，绿树成荫，鸟儿林中飞舞，让记者很难与一家工业企业联系起来。

办公楼前，中国兵器豫西集团中南钻石股份有限公司的招牌，在太阳光的照射下，熠熠生辉。

中南公司前身是成立于1980年的河南中南机械厂，属国家重点军工企业，曾为我国国防建设做出过重大贡献。那时，军工企业端的是铁饭碗，生产计划由国家下达，产品由国家收购，根本不知道市场为何物。1989年，中南机械厂开始转产民品，曾先后上马了服装加工、烟花爆竹、液压油缸等项目，最终都以失败告终。最困难的时候，企业近半数职工自谋职业，留下的职工开荒种地。

为尽早摆脱困境，1993年，中南公司开始把人造金刚石生产作为突破口。经过8年攻关，2001年，中南公司金刚石生产关键技术取得重大突破，试验成功粉末触媒合成芯柱制造技术，打破了六面顶压机不能合成高品级人造金刚石的魔咒，从而结束了中国几十年片状触媒工艺的时代，使得中国金刚石产品的整体实力迅速提高。

中南钻石在2009年8月变更为股份制公司，并于2013年与湖南江南红箭股份有限公司重组上市成功，成为豫西集团控股的上市公司——湖南江南红箭股份有限公司的全资子公司，更名为“中南钻石有限公司”。注册资本1719988011元，注册商标“中南”。公司主营超硬材料产品，主要产品人造金刚石在全球市场占有率和综合竞争实力排名第一，另一主要产品立方氮化硼的产销量也居全国首位。公司拥有资产总额29亿元，是纳税信用A级企业和企业信用AAA级企业。

公司拥有国家认定企业技术中心、河南省金刚石及制品工程技术研究中心、国家认可实验室。2010年，公司被认定为“国家级高新技术企业”，2012年被国家工业和信息化部评定为“国家技术创新示范企业”。

科技创新 金刚石卖出“白菜价”

中南钻石有限公司作为军工企业，一向注重履行节能减排的社会责任；公司作为中国超硬材料行业的主导与领军企业，一向以引领民族超硬材料行业朝着健康、节能、低碳、环保方向发展为己任；同时，公司作为典型的工业企业，还一向坚持利用节能减排为企业直接创造经济的探索与实践。

中南钻石公司始终坚持勤勉的态度和务实的作风，不断加强管理，提高能源利用效率和经济效益，减少污染物排放。目前，公司依托于军工系统良好的管理基础，不断创新，已经形成了一套科学、完善、有效的节能环保管理运行机制，涵盖了制度、研发、项目建设、公司形象、企业文化等各个领域，取得了良好的效果，为企业多年来实现可持续健康发展、积极履行企业社会责任、降本增效做出了突出的贡献。2013年公司被认定为“河南省节能减排科技创新示范企业”。

中南钻石的能源与环保工作实行公司、处室、车间三级管理，成立了以总经理为组长的环境保护暨节能减排工作领导小组，下设办公室负责环境保护和能源管理日常工作。各车间均设有专兼职节能环保管理人员，负责车间内部的环境保护、节能减排管理工作。技术中心下设计量室、理化室，分别负责公司日常计量工作、污染物的监测工作。公司还委托地方环境保护局每年对公司废水、废气、噪声、固废进行两次监督检测。

目前，中南公司的大缸径压机制造技术、智能化控制技术、粉末触媒合成技术、大颗粒高品级金刚石合成技术、全自动零部件生产技术、粉体芯柱活化还原技术、电解替代酸处理金刚石提纯技术、压机功率因数补偿技术等都居国内同行先进水平。“十一五”期间，公司就获得专利授权30项，其中利用粉末触媒合成技术生产粗颗粒高品级金刚石国内首创，世界领先，全部技术工艺具有自主知识产权，成为公司的核心竞争力之一。

作为人造金刚石的领航者，中南钻石始终坚持科技创新，他们深知科技创新始终是企业发展的灵魂，中南钻石公司一直十分重视节能减排方面的科技创新，始终坚持在节能减排中要效益的战略方针，这其中最闻名的就要算自制烘干窑替代小烘箱改进了。公司零部件生产线产品烘干工序，利用自主设计研发出的大型烘干窑替代原有小烘箱，窑内温度均匀，通风合理，有效保证产品质量，一个窑能替代30余个小烘箱。大幅节约了电能的同时，还降低了成本，从而如今的中南人造金刚石卖出了“白菜价”。

这一切喜人的景象都源于中南钻石完善的科技研发体系和浓厚的创新氛围，以2013年为例，公司重点科研项目14项，其中节能减排项目3项，全年研发费用投入7200万元，节能减排研发投入1300万元。目前，公司共有70多项技术及装置设计申报了国家发明及实用新型专利并获受理，其中节能减排方面技术10余项。公司的“电解提纯金刚石工艺技术”荣获河南省国防科技技术进步一等奖，该技术在公司的推广应用取得了良好的节能减排效果，并逐步被同行企业效仿，有效地推动了整个超硬材料行业节能减排工作的推广进程。

公司研发成果的不断突破，是开展节能减排项目建设和工艺改进的原动力，也是公司近年来不断依靠节能减排工作降低成本，充分履行社会责任，增强企业综合竞争实力的主要法宝。

中南钻石率先采用高频开关电源代替原有的“硅整流器”作为电解电源：变频开关电源是目前国际公认的节能产品，能耗小，功率因数高，故障率低，非补偿状态下电能利用率可达到90%以上。经计算，替代完成后公司每条电解线每年可节约用电18万度以上，节电效果显著。

2013年公司人造金刚石产品单耗为0.0498吨标煤/万克拉，同比下降4.96%。

公司生产的主要能源为电能，因公司人造金刚石产品的国内市场占有率43%以上，产销量世界第一，所以公司总体电能消耗量较大，但公司单位产品能耗水平低于行业平均水平的20%左右，处于行业领先水平，公司在节能减排技术和措施方面一直是同行效仿的对象。通过节能减排新技术的应用和项目的实施，公司每年的单位产品能耗都在下降，产品成本进而得到降低，这也是公司近年来在市场竞争中不断取胜的关键原因。

发展循环经济 向减排要效益

粉尘污染一直是工业企业被人诟病的中心，中南钻石公司将喷淋除尘系统改造为脉冲布袋除尘系统。该系统不需通过供水喷淋除尘，而是采用了更为环保、节能的干粉袋装收集方式，将生产过程中不同原材料产生的粉尘分类收集存放，经二次加工造粒后能够实现再利用，实现了原料资源的循环利用，变废为宝，变有害为有益，为公司增加了可观的经济效益，真正实现了生产粉尘的零污染、零排放、零浪费。

中南钻石还大力推进电解线工艺改造。新建电解线使用电解工艺替代原有酸煮工艺，使用电解方法提取合成棒中的重金属触媒,使用清洁能源电能替代“三酸”（盐酸、硫酸、硝酸）的使用。大幅减少了酸的使用量，间接降低了含重金属酸性废水的产生量，达到了“减排”的目的。新工艺采用后，还开发出一重要附属产品——镍铁板，极大地增加了公司的经济效益，仅此一项，2013年就实现销售收入9200万元，效益显著。

人造金刚石企业对于水资源的利用率也是行业内部关注的焦点，中南钻石从基层管理人员到技术人员无不大胆创新，改进生产工艺，公司还投资100余万元购置大型自动板框压滤机，利用电子技术自动控制，该系统生产效率高，容量大，滤泥含水量低，滤除干净，废水经一次压滤后就可以达标排放；新建废水集水池、调节池、事故应急池、循环水池等设施，将产生的废水处理后全部回用。通过改进设备冷却水循环系统和后处理生产线双循环系统，使公司循环水比例达到80%以上，新鲜水用量大幅减少，有效达到了节水的目的。

因公司的节能减排工作能有效降低成本，市场竞争优势地位明显，公司的一些节能减排做法与理念纷纷被其他同行企业效仿和学习，直接促进了整个超硬材料行业节能减排水平的迅速提高，行业示范引领作用明显。公司基于节能减排方面的成绩，连续多年被评为“环境保护工作先进单位”，环境管理体系通过ISO14001国际认证。2012年通过了展清洁生产审核，被评为南阳市“绿色企业”。

回顾过去，中南钻石公司一直以勤勉务实的态度开展节能减排工作，节能减排工作也一直有效地引领企业可持续健康发展。对于未来的中南钻石，我们有理由期待！