中國煉鉛工藝的新高度

中國煉鉛工藝的新高度

張軍力|文

在眾多的鉛冶煉工藝中，“豫光煉鉛法”獨樹一幟，被業(yè)界廣為推崇。這是中國乃至世界煉鉛工藝的新高度，也是作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的豫光，歷時八年嘔心瀝血的巔峰之作，更是豫光60年發(fā)展史上濃墨重彩的一筆，榮獲2011年度“國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎”?！霸ス鉄掋U法”問世之初，行業(yè)矚目。

“豫光煉鉛法”問世

環(huán)保和高能耗一直是有色金屬行業(yè)面臨的兩大突出問題，即使之前應(yīng)用最廣的氧氣底吹氧化-鼓風(fēng)爐還原工藝，在生產(chǎn)過程中，由于富鉛渣需要鑄塊、冷卻后，才能投入下一道工序重新加熱熔化，消耗了大量能源，這方面的潛力需要進(jìn)一步挖掘。并且資源短缺、產(chǎn)能過剩以及環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，也亟須更好的綠色冶煉工藝出現(xiàn)。

作為有色金屬行業(yè)的龍頭企業(yè)，豫光從不缺乏向創(chuàng)新挑戰(zhàn)的勇氣，他們挑起了這個沉甸甸的責(zé)任，研發(fā)煉鉛新工藝，以技術(shù)創(chuàng)新解決環(huán)保問題，加快綠色發(fā)展的新步伐，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

綠色低碳的“液態(tài)高鉛渣直接還原技術(shù)”研究自立項之日起，就得到了多方大力支持。2005年以來，分別被地方政府和河南省政府列為重大科技攻關(guān)計劃、省重大科技專項，獲得了政府的資金支持。

自主研發(fā)四個字，注定了這次的技術(shù)創(chuàng)新是一場硬仗，而這一場硬仗，有了堅實的后盾，還需要沖鋒在前的將軍和士兵。

2002年，豫光開始規(guī)劃、設(shè)計液態(tài)高鉛渣直接還原研發(fā)項目。研發(fā)團(tuán)隊就如何才能讓高鉛渣直接進(jìn)行還原冶煉的問題，殫精竭慮，嘔心瀝血。從研發(fā)、試驗到項目建設(shè)，整整用了八年時間。

八年寒來暑往，八年冬去春歸。在這八年里，從高級工程師趙傳和到工程指揮長王擁軍，再到每一位技術(shù)人員、爐前工，大家都用實際行動在堅持和期許中，向著8萬噸/年熔池熔煉直接煉鉛環(huán)保治理工程的目標(biāo)大步邁進(jìn)。在這八年里，謀篇布局，眾志成城，經(jīng)歷了豎式爐試驗、臥式爐試驗、5萬噸/年液態(tài)高鉛渣直接還原項目的艱難歷程，最后一舉實現(xiàn)了年產(chǎn)8萬噸工業(yè)化大生產(chǎn)的成功。

他們，靠著執(zhí)著的信念，靠著昂揚的斗志，終究打贏了這場硬仗。

這項烙著深刻豫光印記的工藝技術(shù)被應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。2010年4月8日，順利投料試產(chǎn)，讓豫光提前五年實現(xiàn)了行業(yè)“十二五”規(guī)劃技術(shù)攻關(guān)的目標(biāo)。

“豫光煉鉛法”的優(yōu)越性

這個被稱為“豫光煉鉛法”的新工藝，在生產(chǎn)中逐漸凸顯出它的優(yōu)越性。

工藝流程短。整體工藝采用短流程作業(yè)，集成創(chuàng)新了氧氣底吹氧化、液態(tài)渣底吹還原兩段式、雙底吹全熔池直接煉鉛工藝，取消了高溫熔融液態(tài)渣澆鑄-冷卻-熔化過程，縮短了工藝流程，省去鑄渣機(jī)，淘汰鼓風(fēng)爐，減少了二次污染和煙塵率。

采用清潔能源。在高鉛渣直接還原的過程中，由于采用了天然氣替代焦炭，達(dá)到了清潔生產(chǎn)和低碳排放的雙贏目標(biāo)，實現(xiàn)了真正意義上的綠色冶煉和低碳經(jīng)濟(jì)。

排放量低。二氧化硫排放濃度約100毫克/立方米以下，二氧化硫排放量只有鼓風(fēng)爐的10%；運用生物污酸處理技術(shù)，廢水及有價金屬回用，污水達(dá)到零排放。

能耗低。充分利用氧化熔煉高鉛渣的潛熱，使能耗顯著降低。粗鉛能耗指標(biāo)比“富氧底吹熔煉-鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝”低25%左右；高鉛渣直接還原爐能耗僅是傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐煉鉛能耗的50%。

加工成本降低。噸粗鉛加工成本節(jié)約150元左右。

這個被稱為“豫光煉鉛法”的新工藝，贏得了專家和業(yè)界的一片贊嘆。

2008年，“液態(tài)高鉛渣直接還原”技術(shù)通過中國工程院院士邱定蕃任主任委員的專家組的成果鑒定，被評價為“技術(shù)先進(jìn)、實用性強(qiáng)、節(jié)能效果明顯，總體技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平”。

2010年4月16日，有色金屬冶煉專家王忠實參觀了還原爐試產(chǎn)現(xiàn)場后興奮不已，一再囑托：“好的技術(shù)，一定要在行業(yè)推廣！”

2010年10月，在“液態(tài)高鉛渣直接還原產(chǎn)業(yè)化研究與應(yīng)用”成果鑒定會議上，以中國工程院張國成院士為組長的專家組，鑒定這一工藝技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。他激動地說：“今天非常高興到豫光金鉛的現(xiàn)場看了這個煉鉛工藝，我覺得很感動。中國的煉鉛技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)達(dá)到一個世界領(lǐng)先水平，豫光把還原的過程由鼓風(fēng)爐改為液態(tài)鉛直接還原，這改得很好，整個過程非常節(jié)能，產(chǎn)量也大，各方面效果、指標(biāo)都很好?！?/p>

目前，“液態(tài)高鉛渣直接還原”技術(shù)已取得5項專利授權(quán)，是擁有中國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的直接煉鉛核心技術(shù)。

豫光董事長楊安國在該生產(chǎn)線試產(chǎn)之際講道：“豫光還原爐的工業(yè)化生產(chǎn)作為2009年環(huán)保危機(jī)后第一家試產(chǎn)項目，它的成立不僅在豫光的發(fā)展史上具有里程碑的意義，在淘汰落后設(shè)備、上檔升級、提升產(chǎn)業(yè)自動化水平上，在國內(nèi)、國際同行業(yè)中也刮起了一陣旋風(fēng)，彰顯了我們在環(huán)保方面具備的實力和面對市場挑戰(zhàn)穩(wěn)固的地位?！?/p>

誠如斯言。該工藝在進(jìn)一步提高回收率的同時，極大降低了能耗，實現(xiàn)了真正意義上的清潔生產(chǎn)，使我國鉛冶煉技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，是煉鉛工業(yè)史上又一次大的飛躍，擺脫了我國百年來鼓風(fēng)爐煉鉛的歷史，在鉛冶煉發(fā)展史上具有里程碑的意義。對實現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，具有重要的指導(dǎo)意義和示范作用。

中國煉鉛工藝的新高度

在贏得認(rèn)可和榮譽(yù)的光環(huán)下，“豫光煉鉛法”被貼上了“工藝先進(jìn)，技術(shù)領(lǐng)先”的標(biāo)簽。但事實上，除了“先天”的工藝優(yōu)勢之外，豫光更多依靠的是“后天”的努力，靠的是不斷進(jìn)取、不斷突破的創(chuàng)新精神。

2014年年初，國內(nèi)鉛精礦嚴(yán)重短缺，導(dǎo)致加工費主流成交價格持續(xù)低迷，50%鉛精礦的加工費已經(jīng)降低到1400～1600元/金屬噸，投用高品位鉛礦熔煉粗鉛已毫無利潤可言。為此，豫光提出了使用鉛膏搭配低品位金銀雜礦，進(jìn)行底吹熔煉的新工藝路線。在工藝攻關(guān)小組的努力下，將鉛膏投用比例穩(wěn)定在了40%左右，年實際處理量約為同期的2.32倍。新工藝一方面開創(chuàng)了同行業(yè)投用高比例鉛膏的先河，降低了原料采購的壓力，盤活了資金，提高了產(chǎn)品的競爭力。另一方面，為廢鉛酸蓄電池回收體系的進(jìn)一步擴(kuò)張奠定了基礎(chǔ)。

2016年，通過工藝創(chuàng)新，不斷優(yōu)化物料配比模式，氧化爐煙塵率由原來的15%～20%降至現(xiàn)在的8%～10%，粗鉛產(chǎn)量突破10萬噸，創(chuàng)歷史新高。氧槍壽命由原來的20多天提升到60天，刷新了歷史紀(jì)錄，達(dá)到了行業(yè)最好水平。

2017年，豫光迎來建企60周年?！霸ス鉄掋U法”的誕生地——直接煉鉛廠，也經(jīng)過了六年的風(fēng)雨兼程，粗鉛生產(chǎn)能力從試產(chǎn)初期的8萬噸提升至目前的10萬噸，還原爐渣含鉛從試產(chǎn)初期的4%降低到目前的2%，這一成績離不開“液態(tài)高鉛渣直接還原”工藝在不同形勢、不同困難下的優(yōu)化和發(fā)展。

新的起點，新的征程。豫光提出了創(chuàng)建中國質(zhì)量標(biāo)桿的目標(biāo)，這是又一個新的標(biāo)桿。面對原料供應(yīng)依然趨緊、物料結(jié)構(gòu)依然錯綜復(fù)雜以及工藝優(yōu)勢逐漸被削弱等諸多不利因素，豫光將重點針對物料搭配、工藝控制進(jìn)行優(yōu)化，并且計劃用粉煤代替天然氣，從而實現(xiàn)降低成本，增加效益的目的。

豫光60年的發(fā)展離不開堅定的信念和創(chuàng)新精神，在60年的發(fā)展歷程中，豫光有了燒結(jié)-鼓風(fēng)爐冶煉工藝，有了富氧底吹氧化-鼓風(fēng)爐還原熔煉技術(shù)，有了液態(tài)高鉛渣直接還原煉鉛技術(shù)，在可以預(yù)見的將來，豫光還會有新的煉鉛技術(shù)，還會不斷超越自己樹立的標(biāo)桿。

推陳出新，永不止步，向著百年豫光的目標(biāo)，前進(jìn)!

（本文作者系豫光直接煉鉛廠廠長）