与智利国营铜业围炉论道——山东方圆公司技术负责人与智利Codelco专家对话侧记

□文/聂刚

与智利国营铜业
围炉论道——山东方圆公司技术负责人与智利Codelco专家对话侧记

Technical Directors of Fineland with Experts of Codelco on the Road

□文/聂刚

今年8月底，智利国营铜业公司（Codelco）组织的专家考察团一行，再次来到东营。行程早就定了，然而因为种种原因，一拖再拖，终于两个月后成行。Claudio·Queirolo，Aquiles·Veas，Patricio·Peralta三位实践型技术专家，从地球的另一端赶来了。他们此行目的很明确，就是为了与方圆的同行们坐下来，好好聊一下彼此在多年生产实践中感悟出来、积累下来的“铜理铜道”，相互学习，取长补短。

Codelco公司是世界铜业的“一哥”，历史悠久，规模庞大，技术先进，是全球铜业学习的榜样，前进的标杆。而方圆集团满打满算仅有十三岁，年处理五十万吨矿料的规模，在他们看来恐怕算不上太大的企业。然而他们来了，如此地虚心，放下身架，不远万里而来，总是有原因的。

会议室里，方圆公司的决策者以最高规格迎接远道而来的客人——集团公司董事长崔志祥，集团首席专家申殿邦，总工程师、生产总厂厂长李维群，副总经理王智，技术中心主任边瑞民等鱼贯而入，悉数出席。

地域文化的不同和语言障碍在交流中的阻碍好像被降到了最低，大家对彼此的心情都非常了解，希望对方进一步了解自己的心情都非常迫切。人同此心，心同此理。

交流范围很明确，主要集中在对各自铜冶炼流程及指标的对比上。特尼恩特炉，底吹熔炼炉，从不同角度来看，这两种世界领先工艺的优势都非常明显，但又都还有继续提高、进步的空间。相互借鉴，取长补短，因而成为可能。与此同时，对相关工艺如冶炼烟气中余热的利用情况，冶炼烟气制酸情况，以及火法精炼情况等进行了交流探讨。

会谈伊始，智利专家们就非常谦虚地表示，此行旨在了解和学习先进的方圆底吹工艺，以便为其现有冶炼工艺的改造升级做好充分准备。

作为“世界第四代炼铜新工艺”的代表，氧气底吹熔炼多金属捕集技术的优势，在方圆公司获得了最集中、最明显的体现。方圆人切身感受到了这项工艺的先进性，但是他们不想“小气的”据为己有——在一定程度上讲，任何先进工艺都是人类文明的成果，都应当用于进一步推动全人类的福祉。方圆人希望更多的同行能够采用这一工艺。

方圆人先是尽心尽力地探索和尝试，终于使这项工艺趋于完善；现在，他们又再尽心尽力地鼓吹和宣传，希望大家都能使用这项工艺。在他们看来，这是历史的必然选择。他们对于这项在他们手中艰难诞生，并一步步成长起来的工艺技术充满了信心。因此，崔志祥董事长经常自信满怀地说：“谁要是用了这项工艺后觉得不如其他工艺，损失了算我的！”因此，在介绍底吹工艺的技术优势时，就非常详细具体，富有鼓动性。

底吹炉的第一大优势，是对矿料的适应性强。其他冶炼工艺不能处理的复杂、低品位矿，方圆能很好地处理，这在一定程度上就提高了原料的保障程度。矿料混合后含水份6%~8%，不需经过磨碎、干燥等工序便可直接入炉熔炼，省去大量成本。

优势之二是安全、环保、操作简单。方圆的专家曾参观过智利的丘基卡马塔冶炼厂和超达公司冶炼厂。与他们相比，方圆在烟气、粉尘和噪声控制方面做得更好。安全方面，底吹炉不易产生“泡沫渣”。4月份在Codelco公司考察时，他们仍时刻担心会产生Fe3O4泡沫渣，造成安全事故。其实，方圆在试生产阶段也担心产生“泡沫渣”，冰铜品位控制在40%～45%，并在加料口备有碎煤，以备不时之需。但随着生产实践的深入，冰铜品位提高到60%～65%，Fe/SiO2高达1.8～2.0时，都未产生“泡沫渣”。是底吹工艺本身决定了不易产生泡沫渣——“底吹”吹的是冰铜层，而且搅动剧烈，不像侧吹、顶吹工艺在吹渣层。所以，熔体中总有FeS存在，也就不会产生过量的Fe3O4，乃至产生“泡沫渣”。目前，方圆的熔炼渣含铜保持在2%～3%。底吹熔炼技术工艺操作简单易行，自动化程度高，大大降低了工人的劳动强度。

优势之三是熔炼强度高、能耗低，炉体及氧枪寿命长。顶吹、侧吹都是吹渣层或者是混有冰铜的渣层，而底吹则完全吹冰铜层。由于冰铜的流动性比渣子要好约100倍，所以底吹炉内熔体的流体力学状态要优越得多。方圆的专家计算过代表熔体流动状态、传质传热系数的雷诺数、修正的弗劳德准数、努歇尔准数等参数，都远远高于其他熔炼技术。据方圆公司2010年生产统计，从精矿到粗铜能耗仅为4 751.8MJ/t（包括制氧能耗）。底吹生产控制较高的氧浓氧压，氧浓控制在70%～75%，氧枪压力0.5～0.65Mpa。按理说，高氧压氧浓势必造成能耗较高，但他们曾经计算过不同氧浓氧压下能耗的比较，分别是氧浓40%、压力0.2MPa和氧浓75%、压力0.6 MPa，然后计算离炉烟气带走的热量。经计算发现40%氧浓时，离炉烟气量较大，带走热量多；75%的氧浓比40%氧浓能耗更低。熔炼区域集中在熔体中部，而且搅动剧烈，所以不会导致局部温度太高，从而延长了炉衬及氧枪寿命。方圆自主研发的特殊结构氧枪使用寿命可长达720天。

与熔炼工艺相配套的余热锅炉，是一个让智利朋友头痛的环节。Codelco冶炼厂上升烟道与炉体烟道口的连接部位漏风率太大，热利用效率太低。在进入余热锅炉时，烟气量高达130 000m3/h，而温度仅有680℃。山东方圆公司余热锅炉入口处烟气温度则达到900℃，漏风率仅为30%～50%，所以热利用率非常高。智利专家对山东方圆的余热锅炉系统有很大的兴趣，详细询问了相关细节。该套锅炉系统是山东方圆自己设计制造的，方圆公司的负责人表示，如果智利朋友愿意，方圆愿全力协助他们进行改造。

与余热锅炉紧密相关的就是烟气制酸系统。由于漏风率太大，Codelco的熔炼烟气在经过余热锅炉、电收尘之后，SO2浓度从20%降到了10%，与转炉烟气混合后就更低，对转化吸收工段造成了很大影响。而且熔炼炉、转炉烟气连接部位也不理想，给烟气输送带来了很多麻烦。在参观了山东方圆的烟气制酸工艺现场后，Codelco专家感慨万千——总吸收率达99.99%，转化率达99.86%，尾气排放小于50PPm，年产40万吨工业硫酸。

山东方圆公司不断致力于科技创新，最近新上了自主研发的“污酸热风浓缩”项目。该工艺利用制酸过程中SO3冷却器的热风对污酸进行浓缩处理，简化了污酸处理流程，投资成本低，且避免了先硫化除砷及重金属的Na2SO4、NaHSO4结晶问题。采用“热风浓缩”工艺处理冶炼烟气制酸产生的污酸，尤其对含As、F、Cl等较高的污酸是一项全新的工艺技术，属污酸处理的集成创新工艺，该技术是冶炼污酸处理领域的一项技术性突破。在烟气制酸工艺上，所取得的成绩让智利来的专家颔首致敬。

参观山东方圆的精炼车间时，智利朋友们惊奇于现场作业条件之好，几乎看不到一点黑烟，他们连声询问这是怎么做到的，他们的精炼炉在作业时经常冒出大量黑烟。其实，主要原因在于还原剂的选择——他们用重油，而方圆用的则是固态炭质还原剂，并配入其他活性剂。这是中国国内才生产的，如果他们想采用，这也是一个合作点。

通过交流了解，方圆的专家认为，Codelco下属Salvador冶炼厂存在的问题和丘基卡马塔冶炼厂、超达公司差不多。根据方圆的生产经验，对Salvador冶炼厂的改造、升级，方圆的专家提出了一揽子建议，其核心就是基于底吹炉的各项工艺优势及其生产实践中的经济技术指标，方圆的冶炼专家建议智利朋友将其特尼恩特炉进行适当改造，把特尼恩特炉改造成底吹炉。此举在工程和工艺上均简便易行，而且在若干改造方案中，属于投资最省，性价比最高的一种。用底吹熔炼技术来改进提升特尼恩特工艺，这是一项令人值得期待的、具有历史意义的行动。底吹炉的熔炼强度如此之高，的确让人振奋。方圆的专家称：据保守估计，在原炉体上进行改造后，其产能能够扩大一倍。

智利专家的心中是否涌起了“后生可畏”的感叹，不得而知，可从与会专家们的欢声笑语、先是疑虑，后是释然的表情变化中就可以看出此次交流活动的真切意义。

作为国内外唯一成熟的“氧气底吹熔炼多金属捕集技术”工程研发与示范基地，方圆的同行们非常愿意帮助他们进行改造。他们说，方圆不仅有此愿望，也有此实力。方圆集团新近成立的技术服务公司，专门从事底吹炉、转炉、精炼炉、制酸、电解、余热利用、稀贵稀散金属综合提取与利用等冶炼领域的技术推广工作。目前已成功开展了10多项技术服务，得到了用户的一致好评。技术服务的合作方式灵活多样，可以是部分工序的工程设计、技术指导及人员培训，也可采取合同能源管理模式。利益分享的形式也可以多种多样，可以直接付款，也可根据改造前后节约能源的利益分享，还可以通过原料替代贸易。