让金山变“金山”——记部优工程国投金城“日处理2000吨复杂难处理精金矿多金属综合回收项目”

本刊记者 张小红｜文

由国投金城承建的“日处理2000吨复杂难处理金精矿多金属综合回收项目”，被列为河南省重点项目，项目采用了中国恩菲工程技术有限公司的专利技术，建成了世界上第一套“底吹熔炼+底吹吹炼+阳极炉精炼”的“三联炉”全热联造锍捕金生产线，该生产线能把复杂难处理的金精矿“吃干榨净”，一次处理过程可提取12种有价元素，真正实现了把金山变“金山”的梦想。

国投金城冶金有限责任公司（以下简称“国投金城”）成立于2013年8月，是国家开发投资集团有限公司全资子公司——国投矿业投资有限公司的控股投资企业，公司地处素有“中国金城”之称的灵宝市豫灵镇产业集聚区。2017年，由国投金城承建的“日处理2000吨复杂难处理金精矿多金属综合回收项目”，被列为河南省重点项目，项目占地85公顷，总投资51.24亿元，采用了中国恩菲工程技术有限公司的专利技术，建成了世界上第一套“底吹熔炼+底吹吹炼+阳极炉精炼”的“三联炉”全热联造锍捕金生产线，并于2018年9月19日一次试车成功。2019年1至8月份，共处理金铜精粉46.5万吨，生产黄金4.54吨、白银40余吨、电解铜77978 吨、硫酸35万吨，销售收入37亿余元，利润1331万元，实现了当年投产、当年达产达标、当年盈利的目标。该生产线能把复杂难处理的金精矿“吃干榨净”，一次处理过程可提取12种有价元素，真正实现了把金山变“金山”的梦想。

该项目主要由原料系统、熔炼系统、电解系统、硫酸系统组成，创新点是在世界上第一次实现了“底吹熔炼+底吹吹炼+阳极炉精炼”的“三联炉”全热联工艺组合，并与“熔炼烟气骤冷收砷”技术完美结合。该项目日前被评为“2018-2019年度中国有色金属工业（部级）优质工程”。

原料系统介绍

该系统主要为熔炼和吹炼生产提供原料，具有物料卸车、储存和配料功能。厂房总长330.2m，主跨主要用于物料储存和配料，设3台20t抓斗桥式起重机；副跨主要用于物料卸车，分为精金矿待检区和铜精矿堆存区。配料后的混合物通过管式皮带输送机送至熔炼系统。

该工程为钢筋混凝土排架结构，A、B、C轴共设计预制柱172根，对混凝土外观质量要求较高。项目部从质量、材料、经济、施工要求等几个方面进行认真分析，最后决定采用混凝土胎膜作为预制柱底模，为提高预制柱外观质量，胎膜成型后用腻子粉细部找平，面铺一层塑料薄膜；在施工过程中，所有模板采用新模板，涂刷隔离剂，周转最多三次，对模板拼缝、加固、钢筋绑扎、预埋件埋设、混凝土浇筑等工序严格进行质量控制，最终预制柱外观质量检查一次性合格率达100%。

该工程A-B轴1-27线和B-C轴1-59线为梯形屋架，单榀重量3t；A-B轴28-59线为平行弦式钢屋架，单榀重量4.3t，钢屋架共118榀。钢结构工程量大，工程质量要求高，施工难度大。为提高屋架制作、安装质量，项目组安排专业质量员进行严格控制：材料进场试验员见证取样严把材料关，施工前安排专业技术人员岗前培训与技术交底，焊接前组织专业人员进行焊接工艺评定，施工过程中对下料、校正、焊接等工序严格检查，安装中对高强螺栓紧固顺序、扭力值等进行严格控制，经过层层质量控制，最终使整个屋架系统制作、安装合格率达100%。

液压卸车机为原料系统主要设备之一，在安装工程中将油缸底架先行吊装入基坑底部，再将油缸下支架吊入基坑，而后将液压油缸吊入基坑放置基坑四周靠墙（油缸放置不影响人员在基坑内进行作业），再将油缸上支座与油缸下支座吊入基坑。将主平台吊入基坑时，基本平台中线与基坑中线用眼部观察大致相互吻合，利用千斤顶将平台进行微调，基坑宽度为3100mm、平台宽度为3020mm，左右预留40mm空隙，前部基坑与平台的空隙为40mm。利用千斤顶与垫铁将平台左右两侧调节一个水平面，允许误差±10mm，经实测控制在±2mm以内，将主轴承座支架左右水平需达到一个水平面，该水平面需与平台前部左右在一个水平面，允许误差±3mm，实测控制在±1mm，加工完成后将基础预埋件与主轴承座支架进行焊接，焊接需牢固，而后将主轴承座与主轴承座支架用螺丝相互连接。在单机及带负荷联动试车过程中一次性完成调试工作。

在工程施工过程中，施工方始终坚持事前、事中、事后“三阶段”控制，重点加强事前、事中过程控制和质量信息反馈，对工程质量实施动态管理，坚持各项施工有计划、有措施、有检查、有结果、有总结。同时各工序严格坚持以自检、互检、专检为内容的“三检制”，工序之间严格执行“工序交接检”，使工程质量管理始终处于受控状态。同时配备先进的检测仪器、施工设备、工器具，采购优质材料，从人、机、料、法、环各个方面做到防控结合，为工程创优奠定坚实基础。

项目鸟瞰图

熔炼系统介绍

该系统采用中国恩菲自主研发的“氧气底吹熔炼+氧气底吹连续吹炼+回转式阳极炉精炼”热态三联炉连续炼铜冶炼工艺，实现从原料加入阳极板产出的全热态连续生产作业；设备流程短，不但有利于熔炼系统烟气稳定，还有利于制酸系统、收砷系统的运行，减少了低空吊运冰铜及粗铜所产生的低空污染。

精炼分厂电解净液车间

熔炼系统由精炼工段、熔炼吹炼工段、熔炼炉收尘及风机房、吹炼收尘及风机房、火法精炼收尘、白烟尘打包站、环保风机房等7个子项组成，总建筑面积28979.35m2。主要工程量为：钢筋954t，钢材4733t，混凝土9742m3，砌体7031m3，回填土5543m3；灯具安装1193套，开关插座安装174个，BV线敷设29950m，照明配套管安装9900m，防雷接地扁铁安装3690m；卫生洁具安装58套，给、排水管安装1518m；空调安装23台，暖气管安装847m，暖气片安装9套等；工业设备284台套，工业管道约14894.5m，电气设备748台套，电缆电线敷设14.8km。

“三联炉”配置中三台炉子之间全部使用密闭溜槽进行连接，冰铜及粗铜通过各自流槽分别流入吹炼炉及阳极炉。“三联炉”减少了因低空吊运冰铜及粗铜所产生的低空污染，环保效果好；同时通过密闭溜槽输送冰铜、粗铜等物料，减少热量损失，节约能耗、降低成本（每吨铜生产成本减少60元左右）；设备流程短，有利于熔炼系统烟气稳定，总体烟气量小，不但有利于制酸系统的运行，还有利于设备收砷，大大减少了制酸系统的设备投资。

该工程于2017年1月7日开工，2018年3月15日进入安装阶段，2018年9月15日竣工。从开始施工起就灌输全过程实施质量控制的管理理念，提前进行质量创优的策划，施工技术不断创新，并精细化施工，施工过程中未发生死亡、重伤事故，成本和质量都得到有效控制；结构实体安全可靠，观感质量良好，工程一次性验收合格。在试车过程中运行良好，实现了工程投运即达标达产的目标；经过一个寒暑期的运行检验，未发现影响使用功能的问题和危及结构安全的隐患，各项性能指标均达到设计、生产要求，实现良好经济效益。

电解系统介绍

电解系统包括电解工程和净液工段。电解车间轴线平面长度248.4m，轴线宽度51.0m，最大跨度33m，建筑面积15943.55m2；基础形式为独立基础和杯口基础，主体为框架结构，混凝土等级为C40；办公区为混凝土屋面；生产区厂房屋面为管桁式钢屋架，电木浪板屋面。主要工程量为：灰土挤密桩14418根，灰土回填66000m3，素土回填30000m3，混凝土17750m3，钢筋1800t，型材1440t，砌体2200m3；电解槽480个，排风机40台，分体式空调19台，高压柜2台，低压柜30台、配电柜126台，动力变压器2台，电缆6000m，桥架794m，灯具267m，设备619台套。

该工程采用国内最先进的第三代机器人剥片机，为了保证安装质量，严格按下列程序进行操作：根据机组的基础图纸用钢丝绳逐个地在各机械的主要位置上打上确定中心用的基准点，并在基础的合适部位埋设永久的中心基准点。按照施工图纸找出基础纵、横向中心线，放出7条中心线同时弹出基础的中心墨线，在基础的合适部位埋设12个永久的中心线标板，永久的中心线标板用不锈钢钢板制作。应该以阴极剥片机组的1#、2#剥片机的中心线为基准，对照设备基础的中心线，根据施工图纸找出机组各设备的中心线。另外，为了保证安装高度也应根据基础图纸和基础面的高低在主要部位上埋设水平基准点，用短圆钢制作，埋设好后测量出它的绝对标高，确认各部位的标高有无误差。机组设备基础用电钻打孔，然后用化学螺栓和锚固剂固定，如果电钻打孔打不通，机组设备基础采用垫δ＝16mm钢板，用螺栓固定设备。机组的各部件在安装时，必须依次倒运进入电解车间内部，在各部件倒运就位前，必须对运输道路和临时堆放场地进行清理。机组的各部件利用平板车将设备倒运至电解车间内，利用电解主跨专用吊车将设备吊到残极洗涤机组的基础上，利用倒链、附跨电动单梁吊车和滚杠、道木把设备倒运至设备基础上。机组的各部件找正找平后，全部采用灌浆料把设备基础灌实。

该工程于2017年3月22日开工，2018年5月30日主体结构封顶，2018年9月25日竣工，2018年10月8日试生产出第一块阴极铜板，投产后阴极铜板各项性能指标均达到设计要求。

硫酸系统介绍

该系统总投资2.5亿元人民币。主要由净化工序、干吸工序、转化工序、循环水系统、脱硫系统、酸库系统组成。安装工程包括：各种设备约97台套；工艺管道约6000m；电气设备236台套。

工程于2016年11月20日开工，2017年5月18日进入安装阶段，2018年11月26日竣工。项目质量核定为优良。施工中未发生过重伤以上事故，安全管理达标。

该系统应用了多项创新工艺，一是，高浓度烟气制酸技术的应用，工程设计正常烟气中SO2浓度为14.28%，受限于催化剂的使用温度。该工程转化工序设计采用高浓度二氧化硫烟气二元可调节预转化制硫酸方法，即五段“4+1”预转化双接触制酸工艺，“ⅣⅡ-VⅢⅠ”热换流程。主要为经干燥塔干燥后的烟气经过风机后再经过两个换热器换热后分出一部分（或全部）烟气进入转化器预转化层，经预转化后进入1#余热锅炉吸收掉热量，再回兑入正常转化进行制酸。从而保证了高浓度制酸的稳定性。二是，该工程关键设备（如上所述动力波、导电玻璃钢电除雾器、旋流网板支撑管束的深度传热多通道管壳式换热器及其强化传热方法和急扩加速流缩放管技术、热管锅炉等）采用多项专利技术，代表了国内外目前最高的技术水平。三是，项目采用双氧水脱硫工艺对现有二吸塔出口烟气进行脱硫处理，使烟气二氧化硫指标降至100mg/Nm3以下，属于典型的烟气脱硫（FGD）项目。对于双氧水法脱硫工艺，其具有较高的脱硫效率，同时由于制酸尾气较为洁净，副产物稀硫酸可以直接回用到制酸系统内部作为补充水使用，无废水、废渣等二次污染物产生，因此是非常适先进的脱硫工艺之一。四是，采用自动氩弧焊机的应用，针对转化器、干吸塔、多通道管壳式换热器换热管数量多，焊接工作量大的特点，该系统换热管与管板间采用了自动氩弧焊接技术，焊接速度快，焊缝美观，从而保证了焊接质量。五是，硫酸系统开车所有设备管道无漏点，设备运行良好。一次性开车成功。产出成品硫酸像纯净水一样清澈，无杂质。

通过对施工难点的有效控制，在建设各方的共同努力下，在整个施工过程中，严格控制工程质量，按照“优良”工程的要求进行，使“优良”质量控制贯穿于整个施工阶段，工程共有11个建筑分部工程，6个安装分部工程，均为优良，优良率100%。最终实现工程的“优良”目标。

该系统从中标开始，全过程质量活动、成本都得到有效控制和监督，并进行创优目标的策划，施工中克服重重困难，不断创新技术，并且精细化组织施工，实现了结构安全可靠，感观好，工程一次性验收合格的结果。在试车过程中运行良好，达到工程投运即达标达产，经过一年的运行，未发现影响使用功能的问题和危及结构安全的隐患，并满足生产工艺要求，实现良好的经济效益。

近年来，国投金城实现了项目建设高速度、经济社会效益双丰收，生产管理技术不断创新，并成为与央企合作的示范企业。生产实践证明，本项目所采用的“氧气底吹熔炼+氧气底吹连续吹炼+回转式阳极炉精炼”热态三联炉连续炼铜冶炼工艺是黄金冶炼行业处理高砷、微细粒、高碳质等复杂难处理金精矿的理想工艺，可完美替代传统的“硫酸化焙烧+氰化浸出”湿法工艺，对黄金冶炼行业的技术换代、产业升级和绿色可持续发展具有较强的引领和示范作用。