圖為金利的氧氣底吹熔煉-雙側(cè)吹直接還原生產(chǎn)線
◆中國環(huán)境報記者 劉曉星
2014年，大宗原材料價格大多急劇下跌，有色金屬行業(yè)面臨著異常嚴峻和復(fù)雜的形勢。有著“中國鉛都”之譽的河南省濟源市的鉛鋅行業(yè)也未能例外，多數(shù)企業(yè)處于虧損邊緣。
但是，鉛和其他有色金屬的冶煉，不僅關(guān)系到國家工業(yè)發(fā)展，也和普通民眾的生活息息相關(guān)。近幾年，我國的鉛產(chǎn)量和消費量均居世界第一，與此同時，也給生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響和破壞。“金山銀山”和“青山綠水”的矛盾如何化解?
“自2008年來，鉛鋅價格一直震蕩下行。而去年是最困難的一年，也是一個真正意義上的寒冬。”河南金利金鉛有限公司(以下簡稱金利)董事長成全明接受采訪時坦言，即使困難重重，但公司在科技創(chuàng)新的支撐下，產(chǎn)量持續(xù)增長，完成了各項經(jīng)濟指標，環(huán)保也保持在國內(nèi)同行業(yè)前列。
發(fā)展壯大的奧秘在哪?
從燒結(jié)鍋到燒結(jié)機，再到富氧底吹爐，從鼓風(fēng)爐到液態(tài)高鉛渣側(cè)吹直接還原爐，從單一的鉛冶煉到多種有價金屬的綜合回收，實現(xiàn)4次技術(shù)大飛躍。
事實上，金利從12戶農(nóng)民集資160萬元起家的小作坊，到實現(xiàn)產(chǎn)值、銷售收入都超過百億元的鉛鋅冶煉行業(yè)的佼佼者;從落后的技術(shù)裝備，到引領(lǐng)鉛冶煉行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢，這一切并非坦途。
從燒結(jié)鍋到燒結(jié)機，再到富氧底吹爐，從鼓風(fēng)爐到液態(tài)高鉛渣側(cè)吹直接還原爐，從單一的鉛冶煉到多種有價金屬的綜合回收。20年來，金利的冶煉技術(shù)先后經(jīng)歷了4次大的技術(shù)飛躍。
長期以來，傳統(tǒng)的鉛冶煉工藝以燒結(jié)-鼓風(fēng)爐還原冶煉為主,這種傳統(tǒng)鉛冶煉工藝，產(chǎn)出的SO2煙氣量大，煙氣中硫的回收率比較低，一般<80%，制酸尾氣中SO2排放濃度也比較高，存在能源消耗高、操作條件差、資源綜合利用程度低等弊端。
2002年，富氧底吹-鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝開始推廣應(yīng)用。但在這一工藝中，需要將液態(tài)高鉛渣冷卻、鑄錠后，再投放到鼓風(fēng)爐加熱進行還原熔煉，鉛渣中的高溫潛熱沒有得到充分利用，消耗了大量的能源。
一直致力于有色金屬冶煉事業(yè)的金利常務(wù)副總經(jīng)理楊華鋒，從2002年開始，就著手研究液態(tài)高鉛渣直接還原技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。
“當(dāng)時提出液態(tài)高鉛渣直接還原技術(shù)的時候，行業(yè)也認識到科學(xué)性和實用性，但是，作為一項新的技術(shù)嘗試，沒有成功經(jīng)驗和數(shù)據(jù)可以借鑒，很多人不愿意冒險。”楊華鋒表示，科技創(chuàng)新投入的不僅僅是資金，還有巨大的風(fēng)險，因為萬一失敗了，可能會毀掉一個企業(yè)。成功了，大家都可以借鑒經(jīng)驗，風(fēng)險就小多了。
為了研發(fā)液態(tài)高鉛渣直接還原技術(shù)，2006年，金利技術(shù)人員多次對圖紙方案進行研究推敲、論證審查，并廣泛學(xué)習(xí)借鑒國內(nèi)外先進的各種鉛冶煉經(jīng)驗。經(jīng)過反復(fù)試驗后，共計投入4000多萬元，對還原爐結(jié)構(gòu)、噴槍結(jié)構(gòu)、安全操作措施及配套系統(tǒng)等多次進行重大改進，對工藝操作參數(shù)反復(fù)摸索和優(yōu)化。2009年8月，終于實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運行。
2009年，金利又投資4.5億元開工建設(shè)綜合技改項目，在全國率先淘汰燒結(jié)機生產(chǎn)線，采用氧氣底吹熔煉-雙側(cè)吹直接還原工藝，成為鉛冶煉行業(yè)第一家將“液態(tài)渣直接還原技術(shù)”落地的公司。
2010年后，金利開始將氧氣側(cè)吹熔池熔煉技術(shù)推廣應(yīng)用于陽極泥熔煉、鉛冶煉銅浮渣熔煉、氧化礦直接還原熔煉、鉛膏還原熔煉、再生鉛等領(lǐng)域，均取得了良好的生產(chǎn)和環(huán)保效果。特別是鉛膏還原熔煉，改變了鉛膏熔煉行業(yè)只有傳統(tǒng)冶煉技術(shù)，沒有現(xiàn)代冶煉技術(shù)的歷史。
“側(cè)吹熔池熔煉是一個全新課題，科技創(chuàng)新是有巨大風(fēng)險的，安全責(zé)任是懸在頭上的一把利劍，有任何閃失都是無法估量的損失，以至于夜里聽到錘子落地的聲音就會心驚肉跳。”楊華鋒在接受記者采訪時回憶起項目建設(shè)時仍心有余悸。
目前，金利的技術(shù)創(chuàng)新已在有色金屬行業(yè)內(nèi)“久負盛名”，吸引了很多冶煉企業(yè)前來參觀學(xué)習(xí)，而新工藝也已在云南馳宏鋅鍺股份有限公司和湖南華信有色金屬公司等多家得到推廣，已成為鉛冶煉行業(yè)的主流生產(chǎn)工藝，引領(lǐng)了鉛冶煉行業(yè)的技術(shù)發(fā)展潮流。
新工藝帶來哪些改變?
與傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐相比，能耗指標僅為50%，SO2排放量為10%，無污水排放。若原礦品位大于55%，每噸粗鉛綜合能耗可降至200公斤標準煤以下。
據(jù)了解，氧氣底吹熔煉-雙側(cè)吹直接還原工藝是以底吹爐的液態(tài)高鉛渣與焦爐煤氣、碎煤等輔料相互反應(yīng)，渣含鉛低于2%。此項目具有投資成本低、工作環(huán)境好、污染小、工人勞動強度小等優(yōu)點，相對鼓風(fēng)爐廢氣減少了90%，解決了高鉛渣高溫余熱無法利用問題，主要技術(shù)指標好于國內(nèi)國際同類技術(shù)水平，也是金利擁有的我國第一個完全自主知識產(chǎn)權(quán)的鉛冶煉技術(shù)。
“這一新工藝的運用，對解決鉛熔煉過程中熱能浪費、降低綜合能耗以及金屬綜合回收利用等具有良好作用，不僅提高了資源利用率，也有效降低環(huán)境污染。”楊華鋒說，項目試產(chǎn)成功后，僅對公司8萬噸溶池熔煉項目來說，每年可用6300噸煤粒來代替2.26萬噸工業(yè)焦炭，可降低成本2344萬元。
目前，工藝已取得可觀的經(jīng)濟和環(huán)境效益，彌補了國內(nèi)與底吹爐配套的熱渣直接還原工藝的空缺。經(jīng)測算，工藝能耗指標只有傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐的50%，SO2排放量只有鼓風(fēng)爐的10%，不產(chǎn)生污水排放，污染物排放水平得到進一步優(yōu)化，若原礦品位大于55%，每噸粗鉛綜合能耗由折合標準煤380公斤可以下降到每噸消耗標準煤200公斤以下，是迄今為止世界煉鉛工藝的最低能耗。
2010年，此項工藝獲得發(fā)明專利并獲得中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎，被中國工程院院士組成的專家委員會鑒定為“國際領(lǐng)先水平，建議推廣應(yīng)用”。
“多年來，河南有色金屬行業(yè)致力于鉛冶煉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，努力打造國內(nèi)一流水平的鉛鋅冶煉企業(yè)，不斷推進各項節(jié)能減排綜合技改等項目。”河南有色金屬協(xié)會的一位專家向記者坦陳，在努力實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時，加大了節(jié)能減排的力度，使能耗和污染物排放水平達到了國內(nèi)一流的水平，金利就是一個很好的樣板企業(yè)。
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