有色金属冶炼集约利用建设用地的思考与实践

齐 庚

(中国恩菲工程技术有限公司, 北京 100038)



有色金属冶炼集约利用建设用地的思考与实践

齐 庚

(中国恩菲工程技术有限公司, 北京 100038)

分析了有色金属冶炼集约利用建设用地应具备的前提条件,对多年来在工程实践中积累的技术手段进行梳理,为工程建设与设计提供借鉴。

氧气底吹连续炼铜； 占地面积； 集中； 合并； 纵向空间

0 引言

从上个世纪中国改革开放以来，伴随着国民经济的迅猛发展，人口、资源、环境与工业化、城镇化之间的矛盾日益突出，资源、能源和环境问题已经成为城镇发展的重要制约因素。土地是人类赖以生存的最宝贵的资源之一，人类一直面临着土地资源稀缺问题,集约和节约利用土地，提高土地利用率是工程设计者的职责，同时也面临着重要挑战。笔者根据近30年来的工程设计实践经验，对集约利用建设用地、提高土地利用率的多个有效途径进行梳理和总结，为工程建设与设计提供借鉴。

1 工艺技术的创新与发展是集约利用建设用地必不可少的前提条件

以铜冶炼为例，氧气底吹连续炼铜技术(简称双底吹)是中国恩菲公司研发并成功工业化应用的铜冶炼技术，与国际上目前拥有的闪速熔炼、顶吹熔池熔炼、三菱冶炼、金峰冶炼、诺兰达和特尼恩特冶炼技术相比，该技术在原料适应性、能耗、环保、成本和安全等方面具有以下突出的特点:①原料适应性强，底吹炉入炉精矿含水达10%，入炉精矿品位最低可达10%；②单位产品能耗低,大幅度低于双闪和顶吹技术；③有效解决了SO2低空污染问题，收砷效果好，环保指标优；④吨铜建设投资费用低于双闪、顶吹技术，吨铜加工成本低；⑤生产过程连续化，无热熔体倒运。

氧气底吹连续炼铜技术在以上几个方面的突出表现，使其已成为当今世界备受瞩目、最先进的铜冶炼技术。此外，该工艺还具有设备精良、连续化配置、布局紧凑的特点，有效地缩小了熔炼厂房的占地面积。表1为生产规模40万t/a和10万t/a阴极铜的冶炼厂，在不同的生产工艺配置条件下，熔炼车间的占地面积。

表1 不同生产工艺熔炼车间的占地面积m2

从表1中不同生产规模熔炼车间占地情况可以看出，工艺配置决定占地，工艺越先进，占地越省；生产规模与占地成反比，规模越大，占地越省。双底吹熔炼技术在占用建设用地方面实现了跨越式的“瘦身”精简。凡是工艺技术的创新，使生产力水平大幅提升的同时，在环保、节能、企业的自动化程度和管理水平上均得以提高，也是物流运输方式的简化和机械化装备水平的提高。

2 集中、合并是集约利用土地的有效手段

2.1 工艺生产设备相对集中布局

2000年初，国内部分铅冶炼厂采用澳大利亚的艾萨熔炼技术(顶吹)与鼓风炉、烟化炉组合炼铅，其中艾萨熔炼车间为独立厂房，产出的铅渣通过铸渣机和重型槽式输送机运输至鼓风炉车间进行还原。铸渣机和重型槽式输送机两者长度约110 m，在鼓风炉后部衔接烟化炉出渣。由于艾萨炉产出的熔融渣要以固态形式运往鼓风炉车间，两炉之间需要以铸渣机和重型槽式输送机连接，因此两炉中心线间距为150 m，处于中间的铸渣机和重型槽式输送机一侧用作堆渣场地。2013年，中国恩菲成功实践了顶吹炉+侧吹炉+烟化炉组合炼铅技术，顶吹炉、侧吹炉和烟化炉相对集中布置在熔炼车间内，工艺流程简短，熔炼车间长度仅为90 m，为节省占地创造了有利条件。

2.2 以生产工艺为主体，集群式布局

以工艺生产线为主线，先为串联形式，后形成并联格局，共同构成集群式布局。

例如:铜冶炼厂的熔炼炉—余热锅炉—电收尘系统

吹炼炉—余热锅炉—电收尘系统

阳极炉—电收尘系统

熔炼炉—环保集烟系统

吹炼炉—环保集烟系统

阳极炉—环保集烟系统

以上六套系统后部衔接的排烟机房集中合并成为两部分排烟机房。

又例如:镍铁冶炼厂的干燥车间—回转窑车间—电炉的串联形式紧密衔接，多条生产线形成并列格局，在热能得到高效利用的同时，有效地压缩了占地。

2.3 辅助设施集中布置

铜、铅、锌、镍等有色金属冶炼厂的鼓风机房、余热发电站、换热站、化学水处理站、10 kV配电站、柴油发电机房等设施，在满足国家现行防火规范和场地条件合适的前提下，呈一字型集中合并。多个循环水泵房集中配置，如熔炼循环水、鼓风机房循环水、软化水、余热发电循环水等，集中构成综合循环水泵房。其优势在于，各水泵房的配电室可以集中设置成为一个，管理得以集中，节省维修空间，厂房内电葫芦可共用，提高土地利用率的同时也节约了建设投资。

3 运输主干道的统筹规划

交通运输是影响土地利用的制约性因素。工厂的布局是围绕工艺要求进行的，工艺过程是在厂房内外运输的联系之中得以实现的。通常一定的运输分布要有一定的道路、铁路或胶带机的运输系统相匹配，合理而紧凑的运输线路布局是衔接主体工艺的有机结合体。一条或两条运输主干道是集中、串联承载着大宗物流的载体。从原料的运入到产品的运出，集中归并在一条或两条运输主干道上，各相关厂房沿运输主干道进行有序布局，能够达到集约用地的目的。运输主干道设置数量和设置宽度，直接影响土地的利用。依照有色行业铜、铅、锌、镍冶炼厂内的运输规模，统筹规划运输线路，合理配置道路宽度，实现道路资源共享。在实际工程中，有业主为突出企业形象，主动要求加大道路设计宽度，实际的车流密度很小，造成建设投资加大和土地利用不合理。

4 纵向空间的发展利用

4.1 建、构筑物呈纵向布局

当老厂改造面临建设用地受限而异常紧张时，在建设条件允许的情况下，建筑物与构筑物呈上下纵向布置。通常设备的循环水系统由三部分组成：泵房、冷热水池和冷却塔，将冷却塔、泵房和水池呈上、中、下三位一体配置，冷、热水池位于泵房之下，冷却塔置于泵房屋面之上，水池的结构设计与泵房和冷却塔的荷载相结合，使循环水系统占地达到相对最小。

4.2 综合桥架的充分利用

多项工程实际建造结果表明，除各种无压自流污水、排水管线以埋地方式敷设外，各种管线的上架范围在逐渐扩大，包括管径较大的循环水管道。增加综合桥架的层数，是缩小占地的有效方式，同时也是解决高填方区域场地整平、场地处理施工不达标问题的良好途径。

利用综合桥架设置照明线路，灯具固定安装于桥架下方，既节省了灯杆投资，又节省了线路埋地敷设所占用地，有一举两得之功效。

4.3 建、构筑物外墙的利用

在已建工程中，当用地条件无法满足管网埋地敷设要求时，管线依托于场地一侧的支挡设施敷设，利用挡土墙(高度满足管线安全防护要求)作为支撑体，在挡墙施工过程中将管线斜撑支架预埋固定；管线沿厂房外墙敷设，视管线数量及荷载要求分为两种情况，一种是利用外墙做斜撑，另一种是利用厂房支柱和基础再设单排落地支架。两种情况对于集约用地都具实效。

4.4 皮带廊的利用

在实际工程中，曾经遇到因征地困难，使得建设用地十分有限，场地两面临海，两面为山坡，并且埋地管网密集、众多。对于这种情况，只能“开辟”利用双支架皮带廊基础之间的地带，在回填土压实度满足要求的前提下，埋设管径较小、埋深小于支架基础深度和无管井的2～3条压力管线。在一个老厂技术改造项目中，在充分复核了皮带廊支架基础和支架本身承载力及安全性之后，利用皮带廊支架间的空间架设各种管线。在管网综合设计中，将部分管线纳入皮带廊内，充分利用皮带廊的内部空间敷设管线，管线与皮带运输机共同拥有一个安装和检修空间。

5 结语

实际工程建设过程中，集约利用建设用地的有效手段是多种多样的，其中蕴含着一定的潜力有待于挖掘。在工程建设的起始阶段应严格执行土地管理的相关法规和制度，严格执行建设用地指标是工程建设的基本要求，保证有限的土地资源得到集约和合理利用。一个集约型的现代化工厂在土地利用上体现的是对土地使用有效的控制，包括建设用地的面积和边界范围；体现在建设用地使用强度的控制，反映在容积率和建筑密度两项指标上，这两项均为使用强度的重要指标，以适当提高容积率和建筑密度为表征，达到集约使用土地的目的。

Thought and practice of intensive use of construction land in non-ferrous metals smelting projects

QI Geng

This paper analyzes the prerequisites for the intensive use of construction land in non-ferrous metals smelting projects, sorts the accumulated technologies in engineering practice over many years, which can be used for reference in construction and design.

oxygen bottom-blowing copper continuous converting technology; land occupation area; concentration; combination; longitudinal space

齐 庚 (1965—)，女，北京人，大本，高级工程师，长期从事总图运输设计工作。

2016-05-18

TF08; TU273

B

1672-6103(2016)05-0019-02