中國廢雜銅火法精煉直接再生制桿的前世今生
——紀(jì)念中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立10周年

黃崇祺，饒勇平

(1.上海電纜研究所有限公司，上海 200093； 2.贛州江鎢新型合金材料有限公司，江西 贛州 341000)

1 回顧過去

在中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(以下簡稱聯(lián)盟)成立10周年之際，以贛州江鎢新型合金材料有限公司(以下簡稱贛州江鎢新材)的發(fā)展為例，一葉知秋。在這10年里聯(lián)盟起到了創(chuàng)新組織、創(chuàng)新服務(wù)、引領(lǐng)指導(dǎo)的作用。聯(lián)盟在過去的10年里推動產(chǎn)、學(xué)、研、用結(jié)合，充分展示了行業(yè)10年來取得的科技創(chuàng)新成果和發(fā)展成就。

中國電纜工業(yè)是銅桿大用戶，目前行業(yè)對銅導(dǎo)體的需求量已達(dá)到約670萬t，約占國際銅導(dǎo)體總需量的1/3，占中國用銅量的60%以上。過去，我國由于廢雜銅火法精煉直接再生制桿的質(zhì)量不過關(guān)，所謂的“脫標(biāo)桿”滿天飛，嚴(yán)重影響了我國電纜生產(chǎn)的質(zhì)量。究其原因主要是FRHC(火法精煉高導(dǎo)電銅)技術(shù)、裝備等不過關(guān)，比國外落后約30年。在此情況下，2011年由聯(lián)盟組織贛州江鎢新材、上海電纜研究所有限公司(以下簡稱上纜所)和中銅銳浩(北京)再生資源回收公司(以下簡稱北京中銅銳浩)共同承擔(dān)了國家科技支撐項(xiàng)目“廢雜銅直接制桿技術(shù)開發(fā)與示范”。該項(xiàng)目組在引進(jìn)原有的FRHC技術(shù)和裝備的基礎(chǔ)上，通過消化、吸收、再創(chuàng)新，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的符合我國原輔材料市場的廢雜銅FRHC直接制桿的技術(shù)與裝備。該項(xiàng)目于2014年9月通過科技部項(xiàng)目驗(yàn)收，并當(dāng)即成為科技部重點(diǎn)推廣的項(xiàng)目。當(dāng)然，至今贛州江鎢新材仍不斷地在工藝技術(shù)等方面進(jìn)行創(chuàng)新。現(xiàn)在該公司生產(chǎn)的FRHC銅桿，經(jīng)上海國纜檢測中心檢測達(dá)標(biāo)，最好的機(jī)電性能可與國標(biāo)牌號為T1的電解銅桿相媲美，產(chǎn)品質(zhì)量處于國內(nèi)FRHC銅桿的行業(yè)領(lǐng)軍地位，產(chǎn)品暢銷20個(gè)省，廣泛用于電力電纜、裝備線纜、漆包線、裸銅線等，銅桿的可拉性可達(dá)線徑0.1 mm。

贛州江鎢新材是我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電工用火法精煉再生銅線坯》(YS/T 793—2012)的制定單位，該標(biāo)準(zhǔn)于2012年11月1日經(jīng)工信部批準(zhǔn)正式實(shí)施，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并且贛州江鎢新材被評為目前唯一的“中國紫雜銅直接利用示范基地”。

技術(shù)創(chuàng)新只有進(jìn)行時(shí)，沒有完成時(shí)。目前FRHC制桿法已成為國際標(biāo)準(zhǔn)中通用的專用術(shù)語，將FRHC制桿法納入標(biāo)準(zhǔn)的首先是歐標(biāo)，第二是中國的行標(biāo)，第三是美國的ASTM標(biāo)準(zhǔn)。

2 喜看贛州江鎢新材的實(shí)施現(xiàn)狀

2.1 項(xiàng)目驗(yàn)收后的生產(chǎn)經(jīng)營情況

贛州江鎢新材2014—2018年生產(chǎn)經(jīng)營情況如表1所示。

表1 贛州江鎢新材2014—2018年生產(chǎn)經(jīng)營情況

項(xiàng)目實(shí)施以來，共計(jì)生產(chǎn)銅桿33.655 4萬t，實(shí)現(xiàn)銷售收入133億元，稅收17.9億元。

2015—2018年已有多家意向合作伙伴到贛州江鎢新材考察和多次洽談。從目前行業(yè)調(diào)整后的情況看，贛州江鎢新材正處東山再起的爬坡階段。

2.2 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如下：產(chǎn)品用天然氣單耗為75～95 m3/t；產(chǎn)品用電單耗為98～110 kW·h/t；產(chǎn)品用水單耗為1.06～1.27 m3/t；產(chǎn)品合格率為98.5%；能源消耗比國內(nèi)傳統(tǒng)工藝單位節(jié)能60%；2018年單位產(chǎn)品綜合能耗為121 kgce/t，該項(xiàng)指標(biāo)達(dá)《電工用銅線坯單位產(chǎn)品能源消耗限額》(GB 32046—2015)標(biāo)準(zhǔn)，而廢雜銅連鑄連軋法單位產(chǎn)品能耗先進(jìn)值要求為≤130 kgce/t。

2.3 環(huán)保煙塵治理技術(shù)與裝備

公司投入3 000萬元引進(jìn)國際先進(jìn)的技術(shù)與裝備，煙塵排放達(dá)到歐盟標(biāo)準(zhǔn)：SO2為1.8 mg/m3；氮氧化物為50 mg/m3；煙塵為2.0 mg/m3(滿足Cu、Ni、Co工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn))。

2.4 項(xiàng)目驗(yàn)收后，近幾年公司在工藝技術(shù)方面的創(chuàng)新

1)銅水澆鑄溫度實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制、含氧量控制技術(shù)取得重大技術(shù)突破。

2)關(guān)鍵波動參數(shù)精度控制達(dá)國際先進(jìn)水平。

3)爐門檻、入銅口和渣線等關(guān)鍵區(qū)耐火材料使用壽命增加1倍(由原來的3個(gè)月延長至6個(gè)月)，其他部位耐火材料平均壽命也延長了1倍(由原來的2年延長至4年)。

2.5 FRHC銅桿的質(zhì)量位居全國同類企業(yè)之首

1)原材料適應(yīng)性廣，用全廢銅可大批量地連續(xù)使用，經(jīng)預(yù)處理后廢雜銅的含銅量在96%及以上。

2)通過爐組可連續(xù)生產(chǎn)合格的銅水(Cu和Ag含量大于等于99.9%，氧含量小于等于400 mg/L)。

3)在連續(xù)生產(chǎn)情況下，可采用快速除雜的新工藝。

4)國產(chǎn)裝備與國外裝備相比售后服務(wù)周期短，時(shí)效性強(qiáng)；備件輔材價(jià)格低，到貨時(shí)間短。

5)FRHC銅桿質(zhì)量好，經(jīng)上海國纜檢測中心檢測,FRHC銅桿的性能參數(shù)如表2所示。

表2 FRHC銅桿的性能參數(shù)

注：1 ?=10-10m

3 展望未來

中國是個(gè)用銅大國，但也是銅礦貧國，與主要發(fā)達(dá)國家相比，我國再生銅占精煉銅的比例相當(dāng)?shù)?約30%，美國約為60%，日本約為45%，德國約為80%)，且我國的回收體系和誠信規(guī)范還不健全，必須立法，努力做好相關(guān)配套。

銅桿的主要用戶在電纜工業(yè)，電纜工業(yè)需要優(yōu)質(zhì)的FRHC銅桿作為導(dǎo)體的品種之一，實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，從而應(yīng)盡快將FRHC銅桿納入已有的銅桿國家標(biāo)準(zhǔn)或制定FRHC銅桿電纜行業(yè)專用標(biāo)準(zhǔn)。

必須重視廢雜銅的“預(yù)處理技術(shù)及其裝備”的開發(fā)，因?yàn)樗菑U雜銅進(jìn)入再生處理關(guān)鍵的第一關(guān)，它與再生處理中的環(huán)保和產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)，而且對廢雜銅的分類和應(yīng)用應(yīng)有針對性，以在應(yīng)用中取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

近幾年，我國自主開發(fā)的廢雜銅線表面涂(鍍)層處理技術(shù)及其裝備——熱解熔析法等技術(shù)值得關(guān)注和應(yīng)用。

再生行業(yè)是一個(gè)有前途的陽光產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)和裝備的不斷創(chuàng)新發(fā)展，可以有好的環(huán)保效果和產(chǎn)品質(zhì)量，從發(fā)展看的確是事在人為。