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中国有色冶金走上“无碳”之路

日期
2018/10/09
浏览量

  比来,山东省东营市迎来了一拨又一拨贵客。这些分别来自山西、云南、湖南、辽宁等地的考察团,身份和目标出奇分歧:都是来自有名有色冶金企业的引导和专家,吸引他们前来的,同为东营市一家平易近营企业的炼铜新工艺。

  “还提‘低碳’?落后了!如今在有色冶金范畴,连‘无碳’工艺都家当化了,照样咱中国的完全自立知识产权。”这是考察团在东营市听到最多、也最能勾起话题的一句话。

  啥是“低碳”,啥是“无碳”?“无碳”又是在哪,若何完成的?

  “碳”,指温室气体二氧化碳。“低碳”,指减排、少排二氧化碳。时下,特别哥本哈根气候会议以后,“低碳”已成热词,“凡事必称低碳”。乃至,部分蓬勃国度还拟征“碳关税”——对临盆过程排碳较多的出口产品,课以重税。不管若何,低碳是时代请求,大年夜势所趋,这就请求生长中国度引进或改革技巧,增添排碳。

  “无碳”是若何完成的?

  “无碳”,是指二氧化碳排放量简直为零。这能够吗?特别照样在须要大年夜量应用煤炭、工艺技巧程度广泛落后于世界蓬勃国度的中国有色冶金行业?

  2009岁首年代,黄河三角洲滨海城市山东东营,一家平易近营企业——主业炼铜、顺带炼金、银、铂、钯、硒等稀贵金属的山西方圆有色金属集团公司传出好消息:经过过程采取新工艺并赓续改革,公司一期工程投产两个月后,炼铜“配煤率”降到了零,从而完成了“无碳”。这在中国有色企业里是首家。

  所谓“配煤率”,是指炼铜时,矿粉里掺上必定比例的煤炭(或其他燃料)助燃,以利于矿粉充分熄灭、熔化、出铜,不然温度上不去,达不到热均衡,炼不出铜。今朝,我国有色冶金体系经常使用的熔炼炉配煤率为5%-7%,即100吨矿粉出来,需配上5-7吨煤。即使国际上先辈的日本三菱法、加拿大年夜诺兰达法等炼铜工艺,配煤率也要4.8%或3.4%。

  煤一熄灭,天然排碳。要增添排碳,于有色冶金范畴,重如果降低配煤率。“一开端,我们也没想到。”方圆公司董事长崔志祥简介,起先,原中国有色工程设计院副院长、中国恩菲工程技巧无限公司高等参谋专家、中国工程设计大年夜师蒋继穆为方圆公司推介的新型冶炼工艺,初始配煤率为2.64%。“试运转和临盆过程当中,为让热损掉最小,我们对炉内构造、渣口、烟道、加料、氧枪等停止严格过细的设计计算和实验论证,反复研究改革的过程当中发明——赓续增添用煤,也能完成熔炼。”方圆公司首席专家申殿邦说,当加料量为30吨/时,炉内可达到热均衡,完成完全自热熔炼,不消配煤。投产两个月后的2009年2月,这一严重年夜科技冲破,停止了熔池熔炼技巧须要配煤的汗青。

  不配煤,炉温也能达到铜的熔点,不耽搁冶炼,方圆公司的熔炼炉究竟有何不合?

  本来,方圆公司用的是“氧气底吹”炉。铜矿粉里,还含有铁、硫,为了使铁、硫熄灭供给炉温,须要大年夜量供给氧气。所谓“底吹”,是指供氧的氧枪位于炉底,氧气朝上冒。相对而言,今朝国际国际的炼铜工艺,大年夜都采取“氧气顶吹”或“氧气侧吹”。矿粉从炉顶入料口进入,由重力感化而下——“底吹”的好处,是能让氧气与矿粉充分接触,利于炉内氧气、铜液、矿粉之间强对传播热,充分熄灭、反响,完成自热熔炼。而“顶吹”、“侧吹”时,氧气仅能接触氧枪四周的矿粉,倒霉于矿粉充分反响。

  “氧气底吹”的冶炼方法,最早于2001年用于家当化炼铅。用于家当化炼铜,2008年投产的方圆公司一期工程则是初次。从顶吹、侧吹究竟吹,仅是氧枪安顿地位不合,难道他人就没想到?蒋继穆简介,氧气底吹法炼铜最早由两位美国专家提出,上世纪70年代末80年代初做过实验,扩大年夜实验时,因大年夜量工程技巧成绩处理不了,宣布掉败。

  在中国有色金属冶炼范畴,蒋继穆等专家1991年在湖南水口山做氧气底吹法炼铜实验,克服重重困难,获获成功,年产铜3000吨。自此,这项达到国际先辈程度、具有自立知识产权的铜熔炼新工艺出生。但是在半工业实验成功后,为工艺找“婆家”却费尽周折。国际新上项目普通5万吨以上,从年产3000吨粗铜的半工业实验扩大年夜到年产5万吨,风险极大年夜,一旦掉败,将是数亿元的损掉,谁也不肯冒风险,更情愿引进国外成熟工艺。直到2008年,方圆公司做了“第一个吃螃蟹的人”,大年夜胆选用这项国产工艺,设计年产铜高达10万吨,并终究获获成功!

  还具有哪些优势?

  炼10万吨铜需用约50万吨矿粉,按国际均匀配煤率算,方圆公司一期工程每年能增添煤炭应用约3万吨。

  “省煤炭天然节约耗氧量,节俭了部分造氧本钱。”崔志祥说,无碳只是优势之一。据简介,除不消配煤外,这项工艺还有噪音低、车间操作情况更好的优势。铜的收受接收率也进步到98.5%,另外还更利于铜矿中伴生的贵金属的捕集,比其他办法捕集率高1%-2%,达到98%以上。根据其氧气底吹、能捕集多金属的特点,这项工艺被定名为“氧气底吹熔炼多金属捕集技巧”。

  配煤率为零,铜和贵金属的收受接收率也取得进步,与此同时,动力消费情况如何?“氧气从底部送入,上升过程与炉料反响,放出热量,热量是从外部加热熔体的,加上氧枪喷出的高速射流均匀搅拌,对传播热优胜,热效力极高。”申殿邦简介,这类工艺应用较高的氧气浓度,离炉烟气量少,炉衬无水冷壁冷却,动力应用充分,能耗较低。数据显示,均匀冶炼1吨铜总的过程当中,日本三菱法耗能16.2吉焦耳,诺兰达法需14.3吉焦耳;而方圆公司只须要7.75吉焦耳,约是国际先辈程度的一半。

  另外,氧气底吹法炼铜,对原料适应性强,对矿粉层次请求较低,能处理复杂矿料,并且“吃干榨尽”。而国外引进工艺,除引进费用高达上亿美元外,大年夜都原材料适应才能差,对矿粉质量请求较高,且难以完成多金属的综合提取。“如今,国际上高层次矿粉因需求量少,价格便宜,我们可以大年夜量购进,从而降低本钱。再加上能提取金银等贵金属,应用这类技巧,能进步资本应用率,增长企业经济效益。”崔志祥说。

  “这类工艺还能大年夜量节俭氧枪本钱。”崔志祥拿出一个打火机做比方。底吹方法,类似于正持打火机,火苗往上冒,外焰温度高,直接与矿粉接触;氧枪与温度低的内焰接触,防止了高温灼烧破坏。而顶吹方法,类似倒持打火机,高温的外焰上飘,直接烧烤氧枪,“10天阁下就要改换氧枪。换一次就停产一次,直接损掉加上停产形成的直接损掉,比如丢了一辆桑塔纳的钱(10万元阁下)。”侧吹与此类似。而采取底吹,“一年多之前了,如今氧枪还能用。”按10天节俭一批氧枪算,一年节俭30多辆桑塔纳的钱。

  鉴于“氧气底吹熔炼多金属捕集技巧”的这些优势,这项技巧作为“促进家当复兴的重点先辈技巧”,已被列入“十一五”国度科技支撑筹划和有色金属复兴筹划重点关键技巧。科技部正着手向全国推行该工艺工程。《中国有色金属报》的评选中,这项技巧在方圆公司的家当化成功当选“2009年中国有色金属行业十大年夜宵息”。

  推行价值若何?

  底吹工艺在方圆公司的家当化成功,惹起了国表里有色金属范畴的留意。

  本年3月,山西中条山有色集团无限公司特地到方圆公司考察“氧气底吹熔炼多金属捕集技巧”,拟在新筹划的10万吨项目中引进这项技巧。

  迄今为止,对这项技巧感兴趣的企业已有近10家。除中条山集团外,曾经采取该技巧建成投产的,或许曾经去方圆公司参不雅考察,并决定采取该工艺技巧的企业有:越南煤炭矿业集团、山东恒邦冶炼股分无限公司(此两家企业均已投产);包头华鼎铜业生长无限公司、云南易门铜业、湖南水口山矿务局(筹划投产20万吨)、四川康西铜业(筹划用于5万吨改革)等。辽宁红透山铜矿、山西侯马冶炼厂等,也均对该工艺技巧表示出极大年夜的兴趣。另外,方圆公司还筹划在秘鲁、澳大年夜利亚等国与本地矿业巨擘合办企业。

  3月18日至19日,中国有色金属工业协会二届五次理事会在北京召开。“氧气底吹熔炼多金属捕集技巧”惹起与会专家学者存眷。会上,中国有色金属工业协会铜部副主任赵波说:“截至2009岁尾,我国落后铜冶炼产能还有30万吨阁下,能耗很高。它们广泛范围较小,以往广泛须要引进国外技巧来进内行当改革。如今,我国自立产权的‘氧气底吹熔炼多金属捕集技巧’在山东东营成功投产,使此困难瓜熟蒂落。”他认为,该项工艺为镌汰落后产能、家当升级改革供给了价廉质高的工艺选择,使2011岁尾镌汰全部落后产能成为能够。

  蒋继穆简介,我国炼铜工艺一向受制于人,今朝我国经常使用的11种炼铜工艺技巧,有10种来自国外。“我还想应用恩菲公司全体技巧优势,与东营方圆公司一路开辟好后续的冰铜持续吹炼工艺,将该技巧进一步完美进步,并将它推行到全国乃至全球,为中国有色金属行业复兴蹚出一条新门路。”蒋继穆自负地说。

  “假设今朝一切的熔炼炉都能做到不配煤,我国有色体系的减碳目标就可以完成了。”申殿邦说。