铜是怎样炼成的——豫光双底吹连续炼铜技术产业化开发与应用之路

一直以来，我们国家的有色冶炼技术人员有一个梦想，那就是实现铜的连续冶炼。今天，这个梦想在豫光开花结果。

“你们实现了一代人的梦想。”“连续炼铜是我们有色冶金科技人员长期以来的一个愿望。豫光和中国恩菲工程技术有限公司（以下简称“恩菲”）共同完成的这个成果，是我们国家的一个大的创举。以往铜冶炼最大的问题是环境污染，环境污染最大的问题是低空污染。连续炼铜最大的优点就是解决了车间内部的低空污染问题，这很难做到。而且这个技术的指标很先进，装备很好，自动化程度很高，所以我们将这个技术评价为最高等级的国际领先水平。这个项目还有发展的余地，希望这个项目在豫光能够发扬光大。豫光相当不简单，我相信豫光的明天能够更好。”

阴极铜产品仓库

2016年10月10日，“双底吹”连续炼铜技术产业化开发与应用科技成果评价会在愚公故里——河南省济源市召开。评价会上，评价委员会组长、中国工程院院士邱定蕃这样激动地说。会议对河南豫光金铅股份有限公司首家实现产业化应用的“双底吹”连续炼铜技术进行评价。评价委员会一致认为该技术创新性强，整体技术达到了国际领先水平，建议加速推广应用。

“双底吹”连续炼铜技术是恩菲和豫光合作形成的一项自主核心技术。豫光“双底吹”连续炼铜技术产业化开发应用项目，是世界首家将“双底吹”连续炼铜技术成功产业化应用的项目。在生产过程中，豫光不断完善工艺。该技术具有原料适应性强、连续冶炼、能耗低、金属回收率高、环保好、投资省、自动化程度高等优点，具备处理再生铜、铜精矿能力，解决了铜冶炼行业P-S转炉“不能连续吹炼、低空污染”的问题，刷新了铜冶炼的历史。

此刻，在豫光即将迎来60周年华诞之际，由他们研发，具有自主研发、自主知识产权，国际首创的“双底”连续吹炼炼铜技术，经过两年的试生产，粗铜质量、吹炼渣含铜等均达到可控指标，吹炼炉一期炉龄达到16个月。同时，也摸索出一套阳极炉适合所产粗铜的操作方式。技术经济指标达到国内先进水平，又一次引领了冶炼技术革命，是豫光继“双底”炼铅技术成功工业化生产后，豫光底吹熔炼技术集群的进一步丰富创新，是公司领导高瞻远瞩，积极探索结构转型、产业升级、多元发展的重大举措。

豫光转型 时不可待

豫光一路走来，是一个一路大胆尝试，不断超越的征途。历年来，由豫光研制开发的非定态SO2转化技术、全湿法金银生产技术、铅冶炼富氧底吹氧化—鼓风炉还原熔炼技术、液态高铅渣直接还原炼铅、双底吹连续炼铜等五项国际国内领先的核心技术，有力地推动了中国有色冶炼工业的技术进步。

这些成就，如今说起来简单，而背后却是无数豫光人的汗水。豫光人是一个实干家——那些先进技术，豫光是它们的实践者。而那些技术开发单位，也更愿意与豫光合作，因为豫光的身上有一种特质，一种成功的特质。

中国一流，世界翘楚，这就是豫光的骄傲与荣光，这就是豫光的价值与光芒。

在无数的辉煌之后，是否会碰触到发展的天花板？如果有，就让我们来打破它。

“能不能用我们习惯的底吹技术炼铜？”2003年2月，公司董事长杨安国的问话，已足以表明，当时的他对豫光以后的转型发展已经有了长远的方向。

“能！”曾经有过除铜渣熔炼实验经验、被誉为豫光“技术之父”的赵传和肯定地回答。“我们有丰富的底吹炼铅技术，有除铜渣试验成功的经验，底吹炼铜肯定没有问题！”

“工艺肯定行，只是试产时间长短而已。”将富氧底吹炼铅技术试产成功、有着丰富底吹炼铅经验、时任熔炼三厂厂长王拥军回答道。

2002年，豫光第一次吃螃蟹，将富氧底吹炼铅技术成功应用并工业化生产后，积累了丰富的生产经验。之后，又将该技术在其他金属的冶炼方面进行实验，取得了良好的效果。当时豫光已经形成了一批以底吹熔炼技术集群为核心的自主知识产权技术，涉及铅、再生铅、粗铜、阳极泥、除铜渣、含锑渣等冶炼工艺段，拥有相关发明专利10项，实用新型专利15项，多次获得有色科技进步奖项，两次获得国家科技进步二等奖。

做我们最擅长的事情，这就是豫光一路前行的法宝。从那时候开始，豫光已经开始为双底吹连续炼铜做准备。

豫光铜冶炼厂车间全景

技术升级 势不可挡

长期以来，受矿产资源禀赋制约，我国一直大量进口铜产品，特别是2002年至今，我国精铜消费一直处于世界首位。铜，是中国极其缺乏同时又需求量极大的一种资源。面对紧缺的资源，行业内也一直在寻找新的技术，可以更有效地利用这种紧缺的资源。但是，在铜冶炼技术方面，国际国内已经有很长时间没有大的技术突破。在国内节能减排、环境保护压力不断增大的情况下，铜冶炼技术也急需要一次技术革命，铜冶炼产业也应当以更清洁、更高效的姿态面对世人。

铜电解车间

连续炼铜是有色冶金科技人员长期以来的一个愿望。因为，以往铜冶炼最大的问题是环境污染，环境污染最大的问题是低空污染。从目前世界炼铜技术来看，铜锍吹炼90%以上的产能仍沿用已有百年历史的P-S转炉吹炼技术。转炉吹炼存在液态铜锍倒运SO2低空污染、间断作业、炉衬寿命短、耐火材料单耗高、不利于制酸等严重缺点。但是因为没有新的技术来替代，国家还没有将这个工艺列入淘汰的技术范围。

其实，早在1998年，豫光就已经利用铜浮渣回收铜、铅，产生粗铜。2008年10月至2009年4月，豫光富氧底吹炼铅技术成熟运行、液态铅直接还原半工业化生产成功后，以赵传和为首的工艺技术骨干开始尝试富氧底吹炼铜工艺，先后开展除铜渣和铅冰铜底吹连续吹炼技术的开发及工业化试验研究工作。随着技术经验的不断积累和完善，形成了具有自主知识产权的富氧底吹连续炼铜新技术，并获得国家专利。

“2002年9月，豫光冶金设计研究所成立后，我们着手的第一个活就是双底吹除铜工艺的设计及技术研发。2010年3月，完成科研成果汇报。”刘素红介绍。

2012年4月，中国恩菲工程技术有限公司利用豫光公司铜冶炼技术以及实验基地，以豫光公司为主体，共同进行“铜锍连续吹炼”这个国家863计划的课题研发。

这一次豫光走的是“产学研”深度结合的路子。经过26天的不懈努力，豫光为炼铜行业新技术做了成功试验的消息不胫而走。消息传出，行业振奋，企业鼓舞。这项实验，不仅为冷铜锍底吹连续吹炼产业化设计提供了工艺和工程上的必备参数，也为我国自主知识产权的底吹连续炼铜产业化成功应用迈出了宝贵的第一步。最重要的是，豫光掌门人杨安国高瞻远瞩和敢于尝试，第一家将铜锍底吹连续吹炼工艺应用于综合回收铜及有价金属的冶炼渣处理技术改造工程，在综合回收的基础上，用先进技术将资源“吃干榨净”，立足将炼铜规模做大，成为豫光再次腾飞的“正能量”。

冷铜锍底吹连续吹炼试验成功后，豫光公司迅速着手建设冶炼渣处理技术改造工程，汇集本地及周边冶炼企业的除铜渣，进行集中处理，实现资源的高效综合回收，解决落后、分散的有价金属造成的资源浪费和环境污染等问题，成为行业第一家将 “双底吹”连续炼铜技术成功产业化应用的项目。

2014年2月，该项目投料试产，经过两年多的生产运行，从铜精矿至阳极板铜回收率、硫回收率、粗铜综合能耗、作业率等，主要技术经济指标先进，优势极为明显，取得了令人放心的结果。

豫光成功了！从项目研发 “双底吹”连续炼铜产业化成套技术，建成“双底吹”连续炼铜工业化生产系统，建立底吹连续炼铜生产技术体系，实现了工业化生产稳定运行，成功解决了铜冶炼行业P-S转炉“不能连续吹炼、低空污染”的问题，一步步验证了该技术的独特性能，刷新了铜冶炼的历史。

双底炼铜成功工业化生产对我们国家是一个很大的创举。以至于中国工程院院士邱定蕃为主的评价委员会在评价会上一致认为该技术创新性强，整体技术达到了国际领先水平，建议加速推广应用。以至于邱定蕃激动地说：“要将这个技术评价为最高等级的国际领先水平！”以至于他一再嘱咐豫光：“这个项目还有发展的余地，希望这个项目在豫光能够发扬光大。豫光相当不简单，我相信豫光的明天能够更好。”

成功起步 不负众望

成功投料试产只是一小步，实现产业化应用，还有很长的路要走。

“天马腾空一颗铜心众志成城，金龙摆尾多措并举齐心协力。”这是2014年春节，豫光金铅股份公司副总经理王拥军在主厂房门前写下的一副对联，足以体现在他所带领下的所有试产人员的决心。

2月21日，春节的喧闹还没有褪去，随着豫光金铅董事长杨安国启动点火按钮，豫光冶炼渣处理技术改造工程宣告顺利点火、烘炉，进入试产阶段。

“这个项目是我们建厂以来投资最大的项目。一是投入的资金大，总投资20亿元；二是占地面积大，该项目占地650余亩；三是包含的工序多，有原配料、熔炼、电解、制酸、选矿工序及配套设施；四是生产设备多，有国内外先进设备400余台。”项目建设及试产负责人王拥军介绍说。

试产中，工人们在紧急换枪

试产中处理紧急情况

新的领域、新的生产工艺、新的生产装备、新的人员结构，试产的困难可想而知，但是全体员工没有气馁，硬是将一个个困难变为提升的阶梯。

2月28日11点整，炉温达到预定温度，下料皮带开始向豫光“双底”底吹熔炼炉投放冰铜；

2月28日23点48分，具备投料条件，铜精矿再次顺着皮带徐徐进入炉内，硫酸系统开始拉二氧化硫烟气，试产的战役正式打响；

3月1日凌晨5点30分，第一包渣闪亮登场接受大家的喝彩，由抱罐车稳稳放置到渣缓冷场冷却；

3月1日早上6点，第一槽硫酸顺利泵送至酸罐；

3月1日上午9点30分，冰铜终于在大家的期待中面世了；

3月2日，经过12小时试生产，化验后，铜锍比、铁硅比、渣含铅等各项指标均达到预期目标；

3月3日上午10点，第一包冰铜渣经48个小时的自然冷却，顺利磕包，进入渣场。

当天下午，从化验室传来的结果显示，铜锍比、铁硅比、渣含铜等指标比较稳定，全部达到预计目标！

72个小时的极限挑战和考验之下，我们终于成功拉通了核心工艺系统。豫光再次以前瞻的眼光、创新的智慧、脚踏实地的实践奏响有色冶炼行业发展的强劲乐章！

它的成功，就像一株幼苗，在豫光适宜的土壤上破土而出，赋予了有色冶炼新的生命和活力！

3月3日下午，时任济源市市委书记何雄听到消息后，第一时间赶到试产现场，看到眼前壮观平稳的生产现场，发出由衷的赞叹：豫光了不起，要把该技术广泛推广！

3月4日，中国恩菲技术有限公司董事长陆志方得到消息后，直接从洛阳赶到试产现场，对豫光的发展表示了高度的赞扬。

艰难试产 创新立异

“双底吹炼铜工艺，是豫光公司底吹熔炼技术集群的进一步丰富创新，虽然在行业上属于第一个吃螃蟹的人，但我们有丰富的实践操作经验和成功的冷铜锍试验，而这些足以让我们相信，双底炼铜这个新工艺的成功，只是时间长短的问题。”最最艰难的试产过程中，王拥军一直坚信试产成功的一天。

这，也是在艰难的试产过程中，一直支持他们走下去，不松懈，不放弃的信念，精神支柱。

在吹炼炉试产最为难熬的时期，问题接踵而至，大有围困之势：吹炼炉铜口、氧枪寿命短；吹炼炉连续吹炼反应相的恰当控制难度; 氧枪运行压力低容易堵塞; 粗铜质量差; 阳极炉氧枪容易堵、氧化还原周期长。这些问题正是攻克底吹连续吹炼工艺的一道道难坎，是制约性的。在无资料可查、无经验借鉴的情况下，他们只有靠自己一点点实践摸索。

“面对问题、解决问题、修正控制方法、再出现问题、再解决再修正。”期间，作为主要领队之一的赵体茂也迷茫了，不知道这种煎熬还要维持多长时间，不知道自己的意志能否撑得过这种煎熬。“但想到，我还要去面对坚持战斗在岗位上的同事们，如果他感觉到我也迷茫了，他会是什么表现呢？”

必胜的信念，必须的坚持，是他们走下去的动力和源泉，若没了动力即使成功就在眼前也难以实现。为了这种信念，他们在彼此之间早已形成了一种默契，厂长对段长、段长对班长、班长对员工，都不向下级传输抵触或消极情绪，即便身体再疲惫，眼神再迷茫，依然要以一个胜利的姿态，举起必胜的大旗。王拥军在会上说：“哪怕我们每天有一点点的进步，就能让大家看到希望，而这一点点的进步，就需要大家拿出百倍的努力。”

铜冶炼系统中的抱罐车

中控室的连排椅是他们每天的讨论区，每天人员或全或不全，只要有人在就讨论。赵体茂说：“虽然在迷茫时我们看不到远方但是我们可以看到当下，我们就不想远的，就只针对现在的小问题一个一个解决，比如，我们用热料出现了问题，我们再回到冷料，然后解决氧枪堵塞问题，仅氧枪就改了十八次。之后我们又回过头再想吹炼炉提产能的事，就这样大家坚定信念，努力不让自己停下哪怕是艰难的挪步也好，这样是给大伙一种希望，一种力量。”终于，他们用了半年的时间，经历了冷料、冷热结合、热料、再冷料、再冷热结合，大家对连续炼铜工艺有了更深刻的了解，对如何预防冒炉、提高粗铜品位积累了丰富的经验。处理量也由之初的10吨到12吨、14吨、16吨、18吨一步步在前进，从10吨到18吨足足用了两个月。面对成功的讯息，北京院也对豫光竖起了大拇指，大赞非常了不起！

阳极炉，一台看似简单实则困扰他们很长时间的炉子，在江铜大家学到的东西到开炉时许多用不上了，就连从江铜请来的两位老师也不太灵光了，为什么？

经过各种结果的讨论，分析出原因有两个方面：一是粗铜品质太差，杂质高、含硫高，氧化时间还原时间太长。如此，江铜一般在3小时左右结束，而豫光试产初期却是10到12小时，根本没法进行；二是氧化还原枪经常堵，炉前原定两个人，后增加到4个人不行又加到5个人。每天上班就是打枪烧枪换砖，谁也不愿意来阳极炉炉前工作，有同事说，一上班腿都发抖。双圆盘浇注也不稳定，豫光的浇铸机是国产的，和江铜的不一样，加上职工操作不熟练，阳极板合格率不足85%。就这样阳极炉还经常造成吹炼炉憋炉产量提不起来。为此，试产小组人员每天讨论整改，查资料，请教老师，出去看，自己钻研讨论，硬是一个一个问题调整实验再调整。可喜的是，当年12月份，阳极炉氧化还原时间及浇铸合格率达到江铜的标准。

由于这些成绩是在较差粗铜品质上达到的，江铜的老师知道后非常惊讶，觉得不可能，北京院的专家也表示赞赏，说是，豫光的这套阳极炉的操作方法足可以申请专利。

阳极炉放渣

试想，那么艰难的试产过程中，如果他们放弃了信念，停止了前进的步伐，那双底吹连续炼铜的明天会在哪里？

除连续吹炼技术属于行业首创外，渣选、铜电解对于豫光来说，也是全新工艺，同样有极高的难度，选矿开开停停、指标不稳，电解液成分波动、阴极板长粒子等工艺难题。

可以说整个项目的建设、试产，是豫光多年技术创新、队伍历练最大的一次大考验。从试产指挥部值班3个月、公司动用一切力量就可看出试产艰巨性。面对全新的双底吹炼铜工艺、面对复杂的生产系统、面对五六百职工组成的新团队、面对公司上下期盼的目光，面对行业同行质疑的声音，双底吹连续炼铜终于挺过来了。

如今，双底吹连续炼铜工业生产线，投产至今已顺利运行两年多，月产高纯阴极铜1.1万吨，年产高纯阴极铜12万吨，超过设计产能。氧气底吹连续吹炼炉第1个炉期为16个月，较现有P-S转炉吹炼的炉衬寿命可延长4至5倍，大幅度降低粗铜单位耐火材料消耗，为产业化经济运行取得了保证。该技术重现性好，成熟度高。且投资省、能耗低、环保好、效益高，同比PS转炉吹炼可节约投资，降低工艺烟气量约60%、环保烟气量约30%，实现节能减排，经济和社会效益显著。

经过两年艰难的试产，双底吹炼铜工艺终于成功了。一方面适用于现有传统吹炼技术的改造，推动产业技术升级；另一方面已经在走向世界，实现我国铜冶炼技术从引进向出口的跨越。成功提高了我国在世界铜冶炼产业的市场竞争力，成功引领了我国铜冶炼行业技术创新的发展。

这是豫光底吹技术集群的完美晋级，更是豫光又一次转型升级的华丽蜕变。

曾经听到有位领导对这次试产如此比喻：“我们就像一个婚后的女人，明明知道所有的目光都聚焦在自己的肚子上，却一直无法生育孩子。那份内疚感、压力感、急迫感，就像长达14个月以来我们试产一线人员的心情。现在终于达产了，我们还是那个女人的心情，有着喜极而泣的冲动和如释负重的轻松。”

这个极其深刻而生动的比喻，让所有听到的人更加明了，那段日子对于豫光试产一线所有职工来说，承受着怎样心理和身体的煎熬。那一双双熬红的眼睛，在期待中沉淀了多少失望。那紧皱的眉结，在思索中又有多少破釜沉舟的纠结。连那一串串数字，都散发着咸涩的汗水味道。

中国有色工程设计大师蒋继穆说的没错：只有豫光能将双底炼铜开好，豫光了不起！

金刚团队 豫光打造

打造一个团队，就是利用试产将全体员工打造成一个团结一心，敢打硬仗持久战，乐于奉献的金刚团队，要让业界知道豫光人做事态度：要么不做、要做必成。“作为豫光人我们要让豫光的双底炼铜技术像炼铅技术一样，在多样的铜冶炼技术中开辟一条新路并镌刻上豫光的名字。”赵体茂在当年的豫光思想政治汇报会上，大声说出了自己的心声。

记得试产前，公司挑选了四十余人提前去恒邦学习，当时条件不是太好，好多人挤在一个小旅馆里，厕所是公用的。那天晚上火法班长赵保才难受得哭了。当时大家还以为他是因为住宿条件差或者想家了，谁知道他对带队的赵体茂说：“我想起你在开送行会的时候讲的话：咱们试产成不成功就看你们几十个人了。我躺床上想：“这该咋弄哩，要学不会咋回家呢？”听了他的话之后，现场几十个男子汉的眼圈都红了。一位干了几十年的老班长，无所欲无所求，经历了多次试产，作风硬朗强悍，能领能干，却不知他的内心深埋着这重重责任之心。试想豫光有如此职工同事伙计大家怎能不上下一心，怎能不抱团儿握紧拳头？

作为核心工艺的吹炼炉试产期间更是难上加难，大家所遇到困难举不胜举。炉况不稳，过吹渣淤，氧枪堵塞，转炉成了家常便饭，每次转炉换枪砖、换铜口更是头疼的事，由于岗位人少三个口都有事做：下料口两个人打下料口、铜口两个人清铜口换砖，渣口三个换氧枪砖，每个枪口七块砖，每块砖长600多、重60公斤，一个枪口下来需要6到8个小时才能打完，后来就将铜口的人也撤过来，每次换枪总能看到刘红旗、丁王军、赵保才、卫文学、孔红军、蓬勃、翟磊、孔俊峰、王宣敬、刘小保、候鑫鑫这些人拿着风镐在打枪。为了给大家鼓劲，工段长，厂长一般都在现场守着，强制大家轮替。只要在现场的人都能感到他们其实很累了，那抬着风镐的手都有些颤抖，但当领导说换个人时他们会说：他们打太慢，因为他们知道炉子不能一直停着。

熔炼炉出渣

炉前替班长卫文学，参与过冷铜锍试验，试产时每天都腻在现场， 白天夜里都能看着他，厂长撵了几次都撵不走。即使不是当班，他哪怕给别人递递工具，听听讨论都愿意。他说：“他想第一眼看见自己生产的阳极铜。”

电解工段前两组铺槽通电，所有班长王卫明、齐钢战、孙鹏、付洪峰、李浩等为了检查阴极板析出情况，自愿连续七天七夜没回家，不时的在剥片，检查对比化验调整，后来付洪峰回家后，媳妇对他说：“不知道的人以为你在单位是个多大的领导呢，其实也就是一个小小的班长。”

这些奋战在试产最基层的豫光职工在精神和身体上付出了很多很多，也正是他们在一天天重复的艰苦条件下，死死地坚守着自己的岗位，坚守着试产成功的梦想，坚守这自己平凡却坚韧的内心，才有了豫光双底吹连续炼铜成功的这一天。这就是硬邦邦的力量，兄弟般的情义，结实的团队，我们坚信有这些人作为框架建造的金刚堡垒将坚不可摧。

自从2015年，豫光开创双底吹连续炼铜技术先河，如今国内已经有三家企业采用该技术，且正在进行工程建设。同时，智利、蒙古、俄罗斯等国家先后有十余家公司，到豫光参观交流，考察该技术，并给予高度评价，希望引进使用。可以肯定地说，铜锍连续底吹技术在未来几年的时间内，将会在有色行业遍地开花。在铜冶炼行业，豫光只是先行一步，为铜冶炼技术升级做了一名无畏的探路者。

创新的主体应该是企业，在创新的道路上，豫光愿意继续做一个实践者，做一个让梦落地的开拓者。