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赤峰云铜:引领铜冶炼进入新时代

2016-01-22薛璇毛建华

中国有色金属 2016年11期
关键词:赤峰烟气工艺

本刊记者 薛璇 毛建华|文

赤峰云铜在股东的共同培育下,逐渐成长为中国铝业公司云南铜业集团在北方最重要的铜冶炼基地,依托具有自主知识产权的双炉侧顶吹连续吹炼技术,该企业逆势腾飞,树立起创新的风向标,掀起中国铜冶炼领域一场全新的技术革命。

在内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗锦山工业园,坐落着全国目前唯一一家采用双炉连续吹炼工艺的铜冶炼企业——赤峰云铜有色金属公司,在股东的共同培育下,这家仅有1600余名员工的铜企,从小到大,由弱渐强,逐渐成长为中国北方重要的铜基地之一,依托具有自主知识产权的双炉连续吹炼技术,赤峰云铜一路高歌猛进,逆势腾飞,树立起工艺创新的路标,引领中国铜冶炼进入新时代。

“少壮派”铜企的演化路径

相比于国内已有几十年历史的铜冶炼企业,赤峰云铜组建的时间并不长,是中国铜冶炼行业的“年轻人”。

1997年,赤峰金峰铜业有限公司成立,主要生产阳极铜,当时年产量仅为1万吨。2006年6月,云南铜业集团在赤峰建设了电解铜基地。2009年,云铜集团和金峰铜业分别以65%和35%的股权,合资组建了赤峰云铜,一个混合所有制的企业新鲜出炉,重组优化带来了厚积薄发,赤峰云铜以民企灵活、高效的管理体制和央企强大的资金资源优势,在北方大地茁壮成长。

位于地广人稀的蒙东高原的赤峰云铜,产业链很齐全,拥有从火法冶炼阳极铜到电解阴极铜的全产业链条,是中国东北地区同时拥有矿铜-冰铜-粗铜-阳极铜-高纯阴极铜以及烟气制酸的规模化企业,年产高纯阴极铜约14万吨,硫酸55万吨。2015年,在有色金属产品市场低迷的情况下,赤峰云铜逆势而上,实现盈利8500多万元。

赤峰云铜的规模效应同时催生了所在园区内的铜深加工和硫酸化工产业,主要产品得以消化,产业链得以延伸,形成了循环经济的产业模式,赤峰云铜也当之无愧地成为喀喇沁旗乃至赤峰市的龙头企业。

该企业勇于承担社会责任,积极吸纳残疾人入厂就业,在各个岗位共计安置600余名残疾人。2015年10月,赤峰云铜被中国铝业公司授予“社会责任工作先进集体”荣誉称号。

“双炉粗铜连续吹炼技术”的划时代意义

纵观我国铜冶炼发展史,无论是奥斯麦特炉、艾萨炉,还是闪速炉,国人一直走的是引进、吸收、消化的路径,而赤峰云铜自主研发的双炉粗铜连续吹炼技术,则掀起了中国铜冶炼领域一场不盲从、善创新的革新浪潮。

几十年来,世界的铜冶炼人士一直在探索和研究粗铜吹炼工艺以代替传统的PS转炉。无论是“三菱法”还是闪速吹炼技术,虽然说克服了吹炼过程中排放SO2烟气的低空污染问题,但是同时也存在投资大、渣含铜高、直收率低、能耗高等不足之处,这些弊病貌似难以克服。

从青铜器到战国编钟,中国人骨子里有着与生俱来的工匠精神,有着对技术的不断突破和创新能力。时任赤峰金峰铜业有限公司总经理的韩志就是一个善于思考、敢于创新、孜孜以求的人,目睹铜冶炼行业的投资、环保、成本等瓶颈,他一直在苦苦思索如何实现“破冰”。

韩志的研发思路是如何缩短工艺流程、降低投资及运行成本、降低污染物排放、降低工人劳动强度、提高产能和金属回收率。研发初期,由于资金投入、技术积累等客观因素,韩志遇到了重重困难。在他徘徊纠结时,云铜集团以武建强总经理为首的领导班子给了他极大的支持和鼓励。在股东和当地政府的大力推进下,韩志和他带领的研发团队一直进行着不懈的努力。

经过两年时间的研发试验,赤峰云铜和其合作研发单位赤峰金峰冶金技术发展公司终于在2012年底研发成功了各项指标都优于三菱法和闪速连续吹炼工艺的连续吹炼技术,并命名为“金峰双炉侧顶吹连续吹炼”工艺技术,有了“金峰双炉侧顶吹连续吹炼”的雏形。“之后,我们开始工业化试验,在近6个月的试验中,一共经历了7次失败, 终于,2014年9月的第8次工业化试验获得成功!”韩志回忆起当时的情景,依然十分激动,他说:“我平时根本不喝酒,中试成功的那一天,在庆功宴上我喝多了,心里高兴啊……”

从此,这项具有划时代意义的铜冶炼新技术在赤峰云铜得以验证。从研发到试验,再到中试,期间经历了多少失败和汗水?韩志等人虽然抱着成功的信念,但同时也顶着巨大的压力,过度的压力导致韩志得了严重的眼疾。

2014年11月7日,这一天必将载入赤峰云铜的发展史册上,双炉侧顶吹连续吹炼工艺在赤峰云铜进入工业化生产,至今已连续生产一年零五个月,事实雄辩地证明了该技术的可行性、可靠性和先进性。

韩志告诉记者,该技术既可以根除传统PS转炉吹炼造成的烟气、烟尘、废热逸散,又可以有效利用余热,降低炼铜成本,改善作业环境,在生态环保、节能减排等要求日益严格、标准逐步提高的大趋势下,这一工艺技术具有突出优势。他说:“这套工艺代替了使用100多年的PS转炉吹炼工艺,具有划时代的历史意义,从此将改变中国超过20万吨的铜冶炼项目必须靠引进技术的历史,标志着中国的铜冶炼技术进入一个新时代。”

依靠连续吹炼工艺,赤峰云铜以成本、环保等优势实现逆势突围,在低迷的铜市中撬开了盈利的大门,使企业在短时间焕发出勃勃生机。

环保、投资、收益的颠覆式革命

据介绍,金峰连续吹炼技术是将粗铜吹炼所必须经过的造渣和造铜两个阶段分开在两个吹炼空间分前后连续进行,既能获得含硫很低的优质粗铜,又能获得较低的吹炼渣含铜,造渣炉和造铜炉均为固定式,烟道与炉体密实接触,上道工序向下道工序转移熔融态物料通过溜槽转移,在微负压操作条件下,漏风率极低,无烟气泄漏。

赤峰云铜副总经理兼总工程师王国军对记者说,从2014年11月7日连续稳定运行至今,期间没有出现任何工艺不畅和设备故障性停车,各项经济技术指标均赶上、超过了三菱工艺和闪速工艺,充分证明了该项技术已趋于成熟。王国军给记者提供了一组数据:“目前技术经济指标较为理想,其中四项主要指标分别为粗铜品位99%左右,粗铜含硫小于等于0.025%,吹炼渣含铜在2.253%左右,作业率达到99%以上。”

赤峰云铜技术研发中心主任肖勤和火法分厂厂长曹常胜带领记者,穿过绿树成荫的道路来到生产现场。在高高矗立的金峰双侧吹熔池熔炼炉和连续吹炼炉前,火红的铜液在密封的溜槽中流动,现场感觉不到热浪袭来,更闻不到一丝呛人的烟气。

肖勤介绍说,金峰双侧吹熔炼和连续吹炼工艺技术彻底解决了传统工艺中含硫烟气的无序排放,使冶炼产能提高了20%,同时利用烟气余热回收发电,以14万吨产能计算,利用冶炼烟气余热年发电量约为5880万千瓦时。“赤峰云铜的生产实践证明,采用该连续吹炼技术,在节能方面,可使粗铜综合能耗降低30千克标煤/t;在减排方面,每年可以减排SO2约560吨。如果国内使用PS转炉的铜冶炼企业中有400万吨的产能采用该技术,则每年可节约标煤约12万吨,SO2减排量可以达到22400吨,这项技术必将为我国日益凸显的环保治理难题作出巨大的贡献。”

该技术于2014年4月2日获得国家专利授权。记者了解到,与传统工艺相比,金峰双炉连续吹炼技术具有四大优点:一是投资少、建设周期短,投资仅为闪速吹炼的四分之一,建设周期缩短一半;二是能耗低,热态冰铜直接通过溜槽进入连续吹炼炉,缩短了工艺流程,吨粗铜可减少耗电量250千瓦时;三是粗铜质量优,吹炼渣含铜低、直收率高,粗铜的吹炼成本得到了有效控制;四是自动化控制程度高、操作简便、运行平稳、现场环境优良、炉体寿命长。

在采访中,韩志自信地介绍说:“采用这项技术改造淘汰PS转炉,在不需要增加太多投资的情况下,就可以把产能提高20%。根据赤峰云铜的实践验证,采用双炉侧顶吹连续吹炼技术进行改造,只投资4000万元,就增加产能2万吨,折算下来,每1万吨产能比常规投资节省9000万元,以10万吨生产规模来算,每年可以增效至少3500万元。”

真正的核心竞争力

新常态下,中国经济进入一个与过去30多年高速增长期截然不同的新阶段,从粗放式、污染式向精益化、环保化、效益化发展成为必然,我们正经历着一场技术的快速升级。一个企业如果找到自己的核心竞争力所在,就能在无硝烟的战场中取得胜利。赤峰云铜就是以其“一招鲜”的创新工艺,成为刷新中国铜冶炼历史的鲜明标志。

2015年4月23日,由中国有色金属工业协会组织的“双炉粗铜连续吹炼工艺技术”科技成果鉴定会在赤峰市召开。经与会专家鉴定,赤峰云铜独有的连续吹炼工艺技术经济指标先进,整体技术达到国际先进水平;项目投资低,节能减排效果好,经济和社会效益显著,可实现铜冶炼清洁生产,推广应用前景广阔。

中国有色金属工业协会副会长兼秘书长贾明星在参加鉴定会时表示,我国是第一产铜大国,也是铜消费第一大国,但是具有自主知识产权的技术比较少,而赤峰云铜冶炼项目具有自主知识产权,技术优势显著,排放小、资源回收率高,对于节约资源很有意义,很适合我国资源的实际情况。工信部原材料司有色金属处处长陈学森也表示,双炉粗铜连续吹炼工艺技术是基于我国铜冶炼实际国情开发的,其实用性强,有助于促进我国铜工业的绿色发展。

墙里开花墙外香。2015年7月22日,由联合国全球契约中国网络主办的“生态文明 美丽家园”关注气候中国峰会在北京召开,赤峰云铜的绿色铜冶炼技术获“中国十大绿色技术创新”奖项,案例入选《关注气候-中国在行动》成果集。

“双炉连续吹炼工艺的成功,离不开股东方云铜集团、金峰铜业和当地政府的大力支持,离不开金峰研发团队的努力。”韩志始终怀着感恩的心,再次重复说。

在发展中创新、在创新中发展的朴素理念,让赤峰云铜从“无名小卒”一路高歌猛进,成长为引领中国铜冶炼革命的一面旗帜,国内外大型铜企纷纷来此地考察、学习,赤峰云铜也张开双臂,热情欢迎各界有志之士交流合作、分享成果,共同促进世界铜冶炼工业向绿色、可持续发展不断迈进。据了解,目前赤峰云铜已向广西南国铜业有限责任公司等兄弟单位进行技术输出,对双侧吹熔炼和连续吹炼工艺技术进行复制推广。

采访结束时,韩志诉记者,“十三五”期间,根据股东双方的战略规划,赤峰云铜将充分利用靠近港口(距锦州港仅320千米)和铜、酸市场的区位优势,以良好的管理基础和低成本优势,扩大具有自主知识产权的双炉连续吹炼技术,在中国铝业公司、云铜集团以及内蒙古自治区各级党委政府的引导支持下,努力做大做强,力争在“十三五”末期,成为年产50万吨电解铜的北方大型铜企,为中国铝业公司、云铜集团打造中国北方的铜基地和桥头堡奠定坚实基础。

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