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　　●背景
　　日前，由中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)恩菲”）牽頭，聯(lián)合河南豫光金鉛股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“豫光金鉛”）和山東方圓有色金屬集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱“東營(yíng)方圓”）組成的銅锍底吹連續(xù)吹煉聯(lián)合開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在豫光金鉛熔煉一分廠進(jìn)行了銅锍底吹連續(xù)吹煉半工業(yè)試驗(yàn)，并取得圓滿成功。
　　此次銅锍底吹連續(xù)吹煉半工業(yè)試驗(yàn)在Φ2.6米×4.6米底吹爐中進(jìn)行，試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝可行性、氧槍吹在粗銅層對(duì)耐火材料的侵蝕程度、氧槍保護(hù)氣體、連續(xù)吹煉渣型等重要內(nèi)容進(jìn)行了考察，試驗(yàn)結(jié)果表明銅锍底吹連續(xù)吹煉工藝完全可行，氧槍吹在粗銅層能夠形成蘑菇頭對(duì)氧槍起到了很好的保護(hù)作用，熔池底部粗銅層內(nèi)的氧化反應(yīng)并未對(duì)爐底耐火材料產(chǎn)生明顯的侵蝕，采用保護(hù)氣體可實(shí)現(xiàn)對(duì)氧槍的有效保護(hù)。試驗(yàn)過(guò)程考察了三相熔池（粗銅相、白锍相和渣相）和兩相熔池（粗銅相和渣相）對(duì)粗銅品質(zhì)以及吹煉渣含銅的影響。試驗(yàn)過(guò)程中采用三相熔池時(shí)，粗銅含銅>98%，含硫0.7%~1.0%，渣含銅8%~12%，優(yōu)于同為三相熔池的諾蘭達(dá)銅锍吹煉對(duì)應(yīng)指標(biāo)；試驗(yàn)過(guò)程中采用兩相熔池時(shí)，粗銅含銅大于98.5%（最高達(dá)到99.4%），含硫0.02%~0.2%，渣含銅18%~23%，，優(yōu)于同為兩相熔池的三菱法銅锍吹煉對(duì)應(yīng)指標(biāo)，兩組數(shù)據(jù)指標(biāo)表明銅锍底吹連續(xù)吹煉技術(shù)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)爐內(nèi)耐火材料以及氧槍燒損情況的初步分析，底吹吹煉爐壽命可望達(dá)到一年以上，氧槍壽命可望達(dá)到一個(gè)月以上。
　　銅锍底吹連續(xù)吹煉半工業(yè)試驗(yàn)的成功標(biāo)志著具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)煉銅工藝已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)煉銅行列。隨著半工業(yè)試驗(yàn)的成功，該技術(shù)的工業(yè)化試驗(yàn)開(kāi)始啟動(dòng)，采用底吹連續(xù)煉銅技術(shù)的工業(yè)化示范項(xiàng)目的設(shè)計(jì)也已經(jīng)展開(kāi)。在未來(lái)的兩年內(nèi)，世界上第一條底吹連續(xù)煉銅生產(chǎn)線將建成投產(chǎn)，通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行的驗(yàn)證、改進(jìn)與提升，底吹連續(xù)煉銅這一全新的節(jié)能清潔冶煉技術(shù)將對(duì)世界銅冶煉技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮重要的引領(lǐng)作用。試驗(yàn)成功后，本報(bào)記者就試驗(yàn)的相關(guān)情況對(duì)全國(guó)設(shè)計(jì)大師、中國(guó)鉛鋅行業(yè)冶煉大師、中國(guó)恩菲高級(jí)顧問(wèn)專家、教授級(jí)高工蔣繼穆進(jìn)行了專訪。

　　底吹煉銅能耗最低
　　記者：首先祝賀試驗(yàn)圓滿成功，請(qǐng)您介紹一下此次試驗(yàn)的必要性和技術(shù)前瞻性。
　　蔣繼穆：謝謝。從目前世界煉銅技術(shù)看，精礦熔煉工藝成熟可靠，環(huán)保效果好的工藝眾多，而銅锍吹煉90%以上的產(chǎn)能仍沿用已有百年歷史的P-S轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)。轉(zhuǎn)爐吹煉存在液態(tài)銅锍倒運(yùn)二氧化硫低空污染難以治理、間斷作業(yè)、爐襯壽命短、送風(fēng)時(shí)率低、耐火材料單耗高、煙氣二氧化硫波動(dòng)大、時(shí)斷時(shí)續(xù)不利于制酸等嚴(yán)重缺點(diǎn)。上世紀(jì)五十年代起，我國(guó)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家均開(kāi)展了銅锍連續(xù)吹煉研究，以便克服轉(zhuǎn)爐吹煉的缺點(diǎn)。但是，到目前為止，成功用于工業(yè)生產(chǎn)的僅有三菱法和雙閃工藝實(shí)現(xiàn)了銅锍連吹，克服了轉(zhuǎn)爐吹煉的上述問(wèn)題。
　　三菱法采用電爐貧化爐渣、棄渣含銅達(dá)0.6%~0.8%，不適合銅資源緊缺的中國(guó)國(guó)情。雙閃工藝中，銅锍需要水碎、干燥、細(xì)磨再吹煉。該工藝流程長(zhǎng)，液態(tài)銅锍的物理熱被浪費(fèi)，殘極等中間物料不能搭配處理，需另建熔化爐，另耗能源，從節(jié)能角度看不盡合理，但是冷锍吹煉有利于物料計(jì)量和過(guò)程控制，大幅降低了銅锍連吹的技術(shù)難度。因此，研發(fā)符合國(guó)情，能克服傳統(tǒng)P-S轉(zhuǎn)爐吹煉的弱點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)上更具優(yōu)勢(shì)的新的銅锍連吹工藝，是擺在我國(guó)有色冶金工作者面前的一個(gè)重大課題，也是一個(gè)技術(shù)難度很高的課題。
　　記者：和其他煉銅技術(shù)相比，銅锍底吹連續(xù)吹煉技術(shù)有哪些突出優(yōu)勢(shì)？
　　蔣繼穆：底吹熔煉銅锍較世界各類銅熔煉技術(shù)具有更大優(yōu)勢(shì)，其反應(yīng)機(jī)理不同于其他熔煉技術(shù)，精礦不是與氧直接反應(yīng)，而是通過(guò)銅锍傳遞再參與反應(yīng)，因此氧勢(shì)低、渣含四氧化三鐵低，故可以采用高鐵硅比渣型，可大幅度降低熔劑量，加上高富氧，從而能實(shí)現(xiàn)精礦不經(jīng)干燥、不加任何燃料的全自熱熔煉，粗銅能耗降到世界最低。因此，中國(guó)恩菲申請(qǐng)了底吹連續(xù)煉銅專利，并于2010年獲國(guó)家專利許可證。底吹連續(xù)吹煉銅锍技術(shù)，從反應(yīng)機(jī)理看，應(yīng)具有和底吹熔煉銅锍一樣的優(yōu)點(diǎn)，如熱損失少、能耗低，反應(yīng)強(qiáng)度大、設(shè)備尺寸小、投資省，連續(xù)作業(yè)、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程全自控、勞動(dòng)生產(chǎn)率高，連續(xù)加料、二氧化硫煙氣穩(wěn)定、有利制酸，設(shè)備基本封閉、負(fù)壓操作、作業(yè)環(huán)境優(yōu)異等。與三菱連續(xù)煉銅相比，取消了貧化電爐，采用渣選礦工藝，棄渣含銅量由0.6%~0.8%降至0.3%~0.4%，且渣率低于三菱法（采用比三菱法更高的鐵硅比渣型），因此，銅的回收率較三菱法高約1個(gè)百分點(diǎn)。
　　而和雙閃連續(xù)吹煉工藝相比，如吹煉冷的水碎銅锍，底吹連續(xù)吹煉可取消閃速吹煉工序中冷銅锍干燥、磨礦工序，流程較短，投資較少。如底吹直接吹煉液態(tài)熱銅锍，可進(jìn)一步取消銅锍水水碎工序，流程更短，投資更省。尤為重要的是，直接吹煉液態(tài)熱銅锍可充分利用銅锍的物理潛熱在吹煉過(guò)程中附帶處理電解殘極和包子殼等冷雜料，甚至還能利用吹煉的富余熱能附帶處理部分再生廢雜銅。不需要如雙閃工藝那樣另建熔煉設(shè)備來(lái)處理這些物料，故從熱利用與投資角度看，優(yōu)于雙閃連續(xù)煉銅工藝。

　　研發(fā)和試驗(yàn)過(guò)程攻艱克難
　　記者：在研發(fā)和試驗(yàn)過(guò)程中一定遇到了很多問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，您和您的研發(fā)團(tuán)隊(duì)付出了哪些努力？
　　蔣繼穆：雖說(shuō)底吹連續(xù)煉銅工藝具有前所未有的優(yōu)越性，但是產(chǎn)業(yè)化前必須通過(guò)半工業(yè)及工業(yè)化試驗(yàn)，以解決工藝和工程上沒(méi)有把握的問(wèn)題。如工藝上是采用三相作業(yè)還是四相作業(yè)（四相即氣相、渣相、銅锍相、粗銅相，三相中沒(méi)有銅锍相，三相作業(yè)難度大，需要高精度的物料平衡技術(shù)。），三相作業(yè)與四相作業(yè)產(chǎn)品粗銅的質(zhì)量如何，采用鐵硅渣與鐵鈣渣吹煉對(duì)渣含銅、爐襯壽命、形成泡沫渣噴爐等安全因素有何不同影響等等。從工程角度，主要考察底吹氧槍置于粗銅液中的使用壽命，是否與熔煉一樣，能形成鐵氧化體磨菇頭保護(hù)氧槍，延長(zhǎng)氧槍壽命。吹煉溫度高于熔煉，爐襯壽命如何。從操作角度，如何維持氧料平衡和熱穩(wěn)定性，保持穩(wěn)定操作。從試驗(yàn)步驟上擬取先易后難，即先吹冷銅锍，后吹液態(tài)熱銅锍。因?yàn)槔溷~锍便于穩(wěn)定連續(xù)計(jì)量配料、加料有利于穩(wěn)定爐況。
　　中國(guó)恩菲為開(kāi)展底吹連續(xù)吹煉試驗(yàn)，向國(guó)家申請(qǐng)立項(xiàng)，并獲準(zhǔn)國(guó)家“863”計(jì)劃研發(fā)課題與經(jīng)費(fèi)支持。在落實(shí)研發(fā)單位過(guò)程中，中國(guó)恩菲歷時(shí)多年，先后與多家企業(yè)商討合作研發(fā)事宜以尋求合作伙伴，但是均因種種原因沒(méi)有得償所愿。直到今年年初，我根據(jù)豫光金鉛有處理鉛锍的底吹爐吹煉裝置，且有將鉛锍吹煉成粗銅的操作經(jīng)驗(yàn)這一情況，建議由東營(yíng)方圓提供高品位冷銅锍，在豫光金鉛開(kāi)展連續(xù)吹煉試驗(yàn)。這一建議得到了中國(guó)恩菲領(lǐng)導(dǎo)和總工程師尉克儉、冶金項(xiàng)目部主任李東波的認(rèn)可，在他們和公司技術(shù)發(fā)展部的積極組織協(xié)調(diào)下，豫光金鉛和東營(yíng)方圓都給予了大力支持和協(xié)助，很快就萬(wàn)事俱備，僅用了一個(gè)月的時(shí)間，就順利完成了第一階段冷銅锍連續(xù)吹煉試驗(yàn)，試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，取得圓滿成功。

　　試驗(yàn)結(jié)果令人放心
　　記者：請(qǐng)您介紹一下銅锍底吹連續(xù)吹煉的大致情況，通過(guò)試驗(yàn)得出了哪些結(jié)論？
　　蔣繼穆：第一階段冷銅锍吹煉試驗(yàn)證明，底吹的關(guān)鍵裝置——氧槍能夠適應(yīng)在液態(tài)粗銅條件下的穩(wěn)定作業(yè)，并可形成鐵氧體磨菇頭保護(hù)氧槍，氧槍使用周期在工業(yè)生產(chǎn)條件下可大于一個(gè)月，這為底吹連續(xù)煉銅的產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造了基本條件；試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行一個(gè)月后檢測(cè)底吹爐襯損耗情況令人樂(lè)觀，專家預(yù)計(jì)爐襯壽命可達(dá)一年以上，較現(xiàn)有P-S轉(zhuǎn)爐吹煉的爐襯壽命可延長(zhǎng)3~4倍，可大幅度降低粗銅單位耐火材料消耗，為產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行取得了保證。以上兩點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)化最擔(dān)心的工程問(wèn)題，通過(guò)此次試驗(yàn)，取得了令人放心的結(jié)果。
　　在工藝上，三相操作所產(chǎn)粗銅質(zhì)量，尤其是粗銅殘硫優(yōu)于三菱法（該試驗(yàn)粗銅含銅為98.5%~99.4%，殘硫?yàn)?.2%~0.02%），這與理論分析一致，因?yàn)槭堑状?，與三菱法的頂吹相比較，粗銅的氧勢(shì)更高，脫雜、脫硫效果自然更好。四相操作試驗(yàn)的產(chǎn)粗銅品質(zhì)不如三菱法，但優(yōu)于諾蘭達(dá)連續(xù)煉銅的試驗(yàn)指標(biāo)（試驗(yàn)粗銅含銅98%以上，殘硫0.7%~1.0%），結(jié)論是，不管采用三相還是四相操作，均可產(chǎn)出滿足精煉陽(yáng)極銅的基本要求。
　　試驗(yàn)采用鐵硅渣型可以滿足工藝穩(wěn)定操作運(yùn)行，試驗(yàn)后期試驗(yàn)鐵硅鈣渣，渣含銅有明顯下降趨勢(shì)。由于實(shí)驗(yàn)室在Φ2.6米×4.6米的小型裝置內(nèi)進(jìn)行的，爐渣無(wú)任何沉清區(qū)位，對(duì)渣含銅無(wú)法列入考核指標(biāo)，只能看到某種趨勢(shì)，如三相操作渣含銅高于四相操作，鐵硅渣型含銅高于鐵硅鈣渣型?？上茉狭克?，未能進(jìn)行鐵鈣渣型試驗(yàn)。由于試驗(yàn)規(guī)模小，吹煉過(guò)程不能維持熱平衡，需外補(bǔ)天然氣和煤或焦，這不是產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)問(wèn)題，隨著吹煉規(guī)模大型化，外補(bǔ)熱源自然取消。
　　記者：銅锍底吹連續(xù)吹煉成功之后，還有哪些需要繼續(xù)關(guān)注或者進(jìn)一步解決的問(wèn)題？
　　蔣繼穆：這次冷銅锍連續(xù)吹煉試驗(yàn)取得成功，意味著具備了進(jìn)行冷銅锍底吹連續(xù)煉銅產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)的條件，但美中不足的是，與熱的液態(tài)銅锍直接吹煉相比，不但損失了其物理熱，還增加了銅锍水碎或無(wú)水?；ば颉Ｔ跅l件成熟時(shí)，將進(jìn)一步開(kāi)展熱銅锍直接底吹的工業(yè)試驗(yàn)，達(dá)到不加任何燃料并采用冷的含銅物料維持熱平衡，取得更低的單位粗銅能耗指標(biāo)，并由四相作業(yè)過(guò)渡到三相作業(yè)，使其成為世界最先進(jìn)的連續(xù)煉銅工藝。另外，可進(jìn)一步考察渣型對(duì)渣含銅的影響，完成冷銅锍試驗(yàn)因規(guī)模小而無(wú)法完成的工作。
　　記者：從行業(yè)整體技術(shù)進(jìn)步的角度來(lái)看，您如何評(píng)價(jià)這次試驗(yàn)成功的意義？
　　蔣繼穆：此次試驗(yàn)可定位為“冷銅锍底吹連續(xù)吹煉半工業(yè)試驗(yàn)”，試驗(yàn)的圓滿成功為冷銅锍底吹連續(xù)吹煉產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)提供了工藝和工程上的必備參數(shù)，為具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的底吹連續(xù)煉銅產(chǎn)業(yè)化成功應(yīng)用邁出了寶貴第一步。而這一步，已經(jīng)足以和雙閃連續(xù)煉銅工藝相媲美，且冷銅锍不用干燥、細(xì)磨，同等規(guī)模下單位產(chǎn)品的投資、能耗、成本均可低于雙閃工藝。