打造“世界铟都”的关键一环
——记部优工程云锡文山锌铟冶炼有限公司年产10万吨锌60吨铟冶炼技改项目
2020-11-04
云锡文山锌铟技改项目工艺产业化后将是国内冶炼锌、铟行业技术进步的里程碑,将是国内一流、国际先进的高铁闪锌矿炼锌工艺的示范工厂。达产后可实现年销售收入25亿元,净利润3.1亿元,项目成功使所在地马关县打造“世界铟都”目标的基础得到夯实。
2018年8月30日上午9 时,随着云锡控股公司党委书记、董事长张涛一声令下,历时2年零3 个月的云锡文山锌铟冶炼有限公司年产10 万吨锌60 吨铟冶炼技改项目(以下简称“云锡文山锌铟技改项目”)开始正式投料投产。这标志着项目已从建设蓝图转为现实生产力,云锡文山锌铟公司完善延伸产业链、加速转型升级步入实质性征程,云锡公司“两中心、三基地”的建设再次迈出重要步伐,项目所在地马关县打造“世界铟都”目标的基础得到夯实。
云锡文山锌铟技改项目是云南省“四个一百”和文山州“三个三十”重点项目,也是文山州“十三五”期间打造“一个中心,四个基地”之铟材料加工基地项目,是全州延伸稀贵金属加工业的重要支撑。项目概算总投资25.25亿元,原料自给率100%,采用世界先进的沸腾焙烧-中性浸出-二氧化硫还原浸出-赤铁矿除铁新工艺,自主研发了“中浸渣低酸还原——高酸氧化浸出和单一还原浸出技术”“还原浸出液中铜的直接置换沉淀技术”“还原浸出液中铟的中和——置换技术”“赤铁矿除铁”及“无害化铁渣生产技术”等五项关键技术,形成了自主研发的国内首创的赤铁矿除铁新工艺,打破了国际上关于赤铁矿除铁工艺的垄断。加工成本低于行业水平,在回收锌的同时,铟、银、铜的回收率也达到世界领先水平,吨锌的综合能耗达到行业内最低。项目工艺产业化后将是国内冶炼锌、铟行业技术进步的里程碑,将是国内一流、国际先进的高铁闪锌矿炼锌工艺的示范工厂,可实现年产电锌10 万吨、硫酸38 万吨、粗镉含镉343 吨、钴精矿含钴9 吨、铜渣含铜2300 吨、铟锭60 吨,预计达产后可实现年销售收入25 亿元,净利润3.1 亿元,并为地方经济发展作出突出贡献。本项目日前被评为“2018-2019年度中国有色金属工业(部级)优质工程”。
浸出、加压及成品系统
浸出、加压及成品系统包含浸出车间、加压除铁车间、成品车间,由中国恩菲工程技术有限公司设计,湖南省工业设备安装有限公司承建。
成品车间包含电解、熔铸及成品库、浮渣处理等车间。总建筑面积26534.5m2,厂房结构形式为混凝土框架和预制混凝土排架,为提高厂房通风和采光性能,墙面采用挡雨板半敞开式设计。浸出车间建筑面积7203.3m2,厂房结构形式为混凝土框排架结构,厂房墙面采用挡雨板半敞开式设计来提高厂房通风和采光性能。加压除铁车间包含赤铁矿除铁、还原浸出等车间。总建筑面积7361.1m2,厂房结构形式为多层钢框架,墙面采用挡雨板半敞开式设计以提高厂房通风和采光性能。加压除铁车间采用SO2还原浸出——赤铁矿除铁工艺技术,成功解决了高铁、高氟、高砷闪锌矿冶炼的难题,显著提高了有价金属回收率,降低了吨锌综合能耗,具备了“环境友好、能耗低、回收率高、综合回收好”的优势与特点。
建设单位对于本项目的工程质量高度重视,自招投标开始就严格公开招标程序选择优秀的施工单位和监理单位,并将该工程的质量目标确定为:“保部优、争创国优”工程。为实现这一目标,要求施工单位认真编制创优策划书,将优良目标分解到各个分部工程,确保主体结构、地基与基础、设备电气管道安装等分部必须达到优良,严格按质量管理体系运行,从“人、机、料、法、环、测”等六个方面进行质量管理,并积极应用四新技术,施工过程中一方面委托有资质的检测单位对结构实体质量、混凝土强度、安装焊接等进行检测,另一方面严格控制安装偏差,焊缝经过X 射线检测后一级焊缝率达98%。
整个项目最大的难点重点部位有96 台超大型整体树脂混凝土电解槽、2台德国卢森堡保尔沃特制造的锌电解阴极自动行车、2 台锌电解阳极行车、2套自动剥锌机组、98 根槽间(含槽边)铜排的安装,最核心的设备为2 台德国卢森堡保尔沃特制造的锌电解阴极自动行车。为保证实现阴阳极板吊装的自动化,大型电解槽、锌电解阴极自动行车、锌电解阳极行车、自动剥锌机组和槽间(含边槽)铜排在安装过程中需要吊装、安装、粗调、精调、测量等工序严密配合,其施工工艺复杂且其安装精度是安装中控制的难点和亮点。针对难点重点部位采取了环环紧扣,严格按照设备说明书和施工方案施工,控制各个工序数据,达到了锌电解阴极自动行车安装、试运行质量优良,一次试机成功。
沸腾炉系统
沸腾炉系统由中国恩菲工程技术有限公司设计,云南建投安装股份有限公司施工。
本系统包括9 个单位工程,厂房采用砖混结构及钢结构形式,层数为多层建筑,内部有操作平台。整个系统的重点难点在于焙烧炉和渣处理炉的制作安装,炉整体结构由炉底风箱、炉体锥段、炉体直段、炉顶及空气分布板五大部分组成,施工重点难点在于:炉体制造材料厚(最厚达50mm),炉体下部锥形筒节制造成型难度大;炉壳制造精度及安装质量要求高(炉壳直径、炉壳中心线垂直度、工艺孔洞位置加工精度要求高),对支撑环加工精度要求高(椭圆度);炉体焊缝要求高(焊接过程需要严格控制筒体变形,环焊及立焊焊缝要求100%射线探伤)。炉体安装过程中测量、吊装、焊接等工序需要密切配合以保证工期及质量。
本工程积极应用“十项新技术”:一是自密实混凝土技术。磨机安装过程中需要对磨机底座进行二次灌浆,磨机体积大,所浇筑的面积大,但浇筑厚度小,施工空间受限制,不具备振捣条件,特采用自密实混凝土进行二次浇灌。二是钢结构深化设计技术。本工程中有大量钢结构厂房,为提高数字化施工水平,以设计院的施工图、计算书及其他相关资料为依据,依托专业深化设计软件平台,建立三维实体模型,计算节点坐标定位调整值,并生成结构安装布置图、零构件图、报表清单等过程。钢结构深化设计与BIM 结合,实现模型信息化共享,由传统的“放样出图”延伸到施工全过程。三是钢结构智能测量技术。本工程中皮带机支柱及桁架均为钢结构构件,且对于土建基础及安装的要求高。在钢结构施工的不同阶段,采用基于全站仪、电子水准仪、GPS 全球定位系统等多种智能测量技术,解决皮带机钢结构工程中传统测量方法难以解决的测量速度、精度、变形等技术难题,实现对钢结构安装精度、质量与安全、工程进度的有效控制。四是金属风管预制安装施工技术。本工程厂区通风系统规模较大,采用金属矩形风管薄钢板法兰连接技术,代替传统角钢法兰风管连接技术。采用该连接技术不仅能节约材料,而且通过新型自动化设备生产使生产效率提高、制作精度提高、风管成型美观、安装简便,相比传统角钢法兰连接技术可节约劳动力60%左右,节约型钢、螺栓65%左右。
该工程经过建设单位组织竣工验收和质量评定,其质量评定结果为:单位工程优良,分项工程合格率100%。
净液及回收系统
净液及回收系统主要包括铟回收车间、净液车间、综合回收车间等10 个单位工程,总建筑面积20694.15m2,年产铟锭104.78 吨、海绵镉388.56 吨、钴精矿含钴9.42 吨、铜渣含铜75 吨。本系统由中国恩菲工程技术有限公司设计,建筑工程施工单位为中国有色金属工业第十四冶金建设公司,安装工程施工单位为十四冶建设集团云南安装工程有限公司。
该项目混凝土槽罐设备规格数量多,典型为净液车间直径21 米沉降槽和铟回收车间直径21 米中和沉铟浓密机,槽体直径20m,高度14.4m,设计技术要求槽体混凝土必须一次性浇筑完成,不得留施工缝,现场按照设计要求施工特别困难,经建设单位、设计单位、监理单位和施工单位共同研究确定采用专门设计的钢骨架环形胶合模板、专门的混泥土配合比和特殊的浇灌工艺等施工措施,确保了槽体同一断面最大直径与最小直径之差≤15mm;槽壁垂直度≤10mm,锥底坡度偏差≤10mm。
施工中在注重住建部“十项新技术”推广应用的基础上,更加注重新工艺、新技术的开发与推广应用。共应用住建部“十项新技术”中的6 个大项,15 个子项,应用自主开发的实用新型专利技术3 项,钢结构屋面采用综合性能良好的电木浪板,提升了屋面安装质量。
施工中注重技术攻关和质量提升,先后开展了以“提高成套配电柜安装质量”和“提高压力管道焊接合格率”为课题的质量管理QC 小组活动,通过QC 小组活动提升安装质量。
施工中严格质量、安全、文明施工管理,从开工到竣工未发生任何安全、质量事故和环境污染、投诉事故,通过新技术的应用和质量管理QC 小组活动的开展,提高了施工效率,节约工程成本250 万元,获得全国工程建设优秀QC 小组活动成果二等奖1项、云南省程建设优秀质量管理小组二等奖1 项。
水处理系统
深度水处理车间安装部分由中国瑞林工程技术股份有限公司承建。
水处理系统主要包括:一般生产废水、重金属污水反渗透系统和及电渗析浓缩系统。车间布置采用立体布置,一层由处理系统配套贮水池、水泵区、贮药及加药区、配电区组成;其中,贮水池容积3600m3,水泵、风机及过滤器共55 台,加药区搅拌槽、水泵及加药装置共20 台;二层东侧为深度处理系统过滤器、超滤及反渗透布置区域,贮药设备过滤器4 台,离子交换器2 台,超滤装置2 台,反渗透2 台,清洗装置1 套;西侧为电渗析管道夹层;3 层为半层,用于电渗析及配套设备的布置,主要设备为电渗析22 台,离子交换器2 台,清洗装置1 套。
处理系统采用“预处理+深度处理+浓缩”工艺处理一般生产废水和重金属污水,提高了深度处理系统的产水率,较同类系统收集率提高10%~15%;有效缩减了高盐废水的产出量,高盐废水产出量不足原水的10%,实现生产污水“零排放”,使企业的水循环使用率和污水处理水平处于行业领先地位。车间布置立体布局,占地小;设计对制约工艺的关键单元重点处理,确保工艺运行稳定。
经过各参建方的共同努力,整个工程于2018年8月30日完成试车并同时投入试生产。投产以来运行稳定,工艺性能优良。累计处理一般生产废水120000 吨,重金属污水9400 吨,电渗析9800 吨,取得了很好的经济效益、社会效益和环境效益。
该系统建设管理文件完整;报审、报验、见证检测合规;资料文件编制及时,施工过程安全和质量全部受控,安装工程质量满足国家验收标准,达到优良质量等级,符合安全和工程使用功能要求。
污酸处理系统
污酸处理系统设计单位为衡阳水口山有色工程设计有限公司,施工单位为株洲三特环保节能股份有限公司。工程于2016年5月13日正式开工,项目部科学管理、精心施工,在全体员工的共同努力下,于2018年8月30日圆满地完成了该工程的施工任务并试生产,于2019年1月16日竣工验收。
污酸脱除重金属系统工艺采用硫氢复合污酸处理技术,采用H2S 处理污酸沉砷,动态硫化效率高,一步脱除重金属,砷、铅脱除效率可达99.9%以上,污酸处理成本低,处理能力高。设计指标为:废酸日处理量660m3,处理后As浓度<30mg/L,Hg 浓度<0.2mg/L。该工艺能耗低,占地面积小,无外排废水。共分为电解制氢系统、硫化氢制备系统、硫化系统、解析沉降系统、压滤系统、环集系统、工业用水系统等六部分,涉及工艺、电气、自控安装三个专业。
本项目控制的重点和难点就是要现场与设计效果的完美体现,彰显一流工厂与之配套的一流的、简约而又独具一格的现代化公辅设施。因此整个安装过程中需要各工序严密配合,材料的品质及其色泽的搭配选型要精挑细选,施工需要合理规划,精心安排。在施工过程质量控制中,坚持以ISO9001体系为主线,以施工规范和国家质量标准为准绳,用实际数据说话,主要遵循以下几点原则:坚持质量第一,坚持以人为控制为核心,坚持以预防为主,贯彻科学、公正、守法的职业规范。坚持质量标准,在整个工程施工过程中,坚持质量第一、安全第一的原则。通过精心组织、有效管理和全体参建各方的共同努力,安全、优质、高效地完成了施工任务,并获得相关方的高度评价,为建设方创造了良好的经济效益和社会效益。