恩菲设计的世界首条全底吹连续炼铜生产线投产运行
■ 刘传艳
中国恩菲不断进行技术创新，自主研发的第一代底吹炼铜技术于2008年投入运行，主要采取“氧气底吹熔炼+转炉吹炼+回转式阳极炉精炼”工艺流程，解决了复杂铜矿处理难题，节省了铜冶炼投资及生产成本。第二代底吹炼铜技术于2014年投入运行，主要采用“氧气底吹熔炼+氧气底吹吹炼+回转式阳极炉精炼”工艺流程，在进一步提高原料适应性，减少投资生产成本的同时，解决了转炉的低空污染问题，消除了吊运包子安全隐患。目前，中恩恩菲的专家团队正致力于“一担挑”炼铜法研究，该工艺主要由熔炼炉、造铜炉、CR炉组成，具有流程短、能耗更低、原料适应性更强、投资更省等特点。
中国恩菲进行铜冶炼技术创新的过程中，不断完善升级自有知识产权的氧气底吹炼铜技术，我国也逐渐成为世界范围内炼铜工艺技术最全、设计能力最强、运营效益最高、环保效果最佳的国家，真正实现了从追赶到引领的重大跨越，摆脱了“世界冶炼技术展览馆”长期受制于人的被动局面，实现了华丽转身。
问渠哪得清如许：氧气底吹技术的发展之路
“氧气底吹技术”如今已成为国家铜、铅等基础金属产业转型发展的关键支撑技术，也是提升国家有色金属产业国际竞争力的核心保障技术，但该技术最早却应用于黑色冶炼行业——炼钢。
该技术自上世纪30年代开始研发，于60-70年代得以工业应用。氧气底吹技术具有高效、节能、环保等显著优点，随制氧技术的进步，在世界钢铁企业获得广泛应用，大幅度提升了钢铁冶炼的技术水平。
上世纪70年代，将氧气底吹技术应用于有色冶炼领域的想法也随之产生。但事实上，氧气底吹技术应用在钢铁冶炼与应用在有色金属冶炼领域中有较大差异：有色金属冶炼过程多为连续作业，原料常为多金属共生矿，难以彻底分选，熔炼工艺需考虑多金属综合回收利用，冶炼反应机理复杂。因此，氧气底吹炼钢的成熟技术不能简单移植到有色金属熔炼领域，需要针对有色金属不同品种的冶炼特点一一进行开发。
1973年，两位美国教授提出将氧气底吹技术应用于铜冶炼领域，将之称为SL炼铜法，并进行小试，申请了专利，随后开展中试，但未取得成功。
1974年，德国鲁奇公司在SL炼铜法的启发下，申报了QSL氧气底吹一步炼铅专利，并于1984年进行了产业化示范试验。
上世纪80年代，国内外环保要求日趋严格，为淘汰传统的烧结-鼓风炉等传统炼铅工艺，中国恩菲的前身——北京有色冶金设计研究总院提出了研发“氧气底吹熔炼-电热还原炼铅”新工艺的设想。1983年，经当时的国家科委批准，该课题被列入国家“六五”科技攻关计划，由中国恩菲牵头开展设计。1985年底，年产3000吨粗铅的底吹熔炼-电热还原炼铅成套半工业试验装置在湖南水口山建成。而后，国家决定由水口山矿务局及中国恩菲牵头，北京矿冶研究总院、北京钢铁研究总院、中南工业大学、中科院化冶所、西北矿冶研究院等单位参加，开展了近两年的艰苦研究。这期间，先后进行了17批次试验，共熔炼近900吨铅精矿，产出了340多吨粗铅。试验表明，氧气底吹熔炼炉除了存在氧枪寿命短这一突出问题外，其余指标均较为理想;电热还原系统受资金限制所建设施简陋，还原剂粉煤供给为临时措施，难以满足试验要求，无法产出合格弃渣。1987年11月，试验告一段落。
当时，为尽快解决我国铅冶炼严重的污染问题，我国引进了德国鲁奇公司QSL一步炼铅工艺，1994年在甘肃白银建成世界首家采用氧气底吹冶炼有色金属的生产企业，但因部分技术不成熟，加上经济原因，投产不久便关闭。
在对水口山氧气底吹试验及白银公司引进QSL氧气底吹一步炼铅失败进行分析时，中国恩菲的专家团队发现，问题的关键在于还原阶段。1997年，中国恩菲提出了氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅新工艺。中国恩菲牵头组织河南豫光、安徽池州、浙江温州等3家冶炼厂，共同出资利用水口山的底吹试验装置与1.5m2的小型鼓风炉，进行炼铅新工艺半工业试验，一举成功。
在此基础上，中国恩菲于2002年分别在河南豫光和池州冶炼厂建成年产5万吨和3万吨粗铅的示范生产线，这标志着氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅技术实现了产业化。两条生产线操作稳定，且年产能很快提升至8万吨和5万粗铅。粗铅单位能耗比传统烧结-鼓风炉工艺降低一半，硫的回收率提高到96%以上，硫的捕集率超过99%，有效解决了传统工艺造成的SO2低空污染及含铅粉尘飞扬问题。
氧气底吹铅熔炼技术大大降低了能耗和焦炭使用量，有效解决了长期困扰冶炼企业的二氧化硫烟气和粉尘所带来的环保问题。该技术在2003年获中国有色金属工业科技进步一等奖，2004年获国家科技进步二等奖，曾被国家九部委联合发文指定为我国首选炼铅工艺。
中国恩菲向着更低能耗、更高环保的方向迈进，持续研发氧气底吹熔炼-熔融渣侧吹还原法以及氧气底吹熔炼-熔融渣底吹电热还原法炼铅技术，其自主研发的“底吹熔炼-熔融还原-富氧挥发连续炼铅新技术及产业化应用”获得2016年度国家科技进步奖二等奖。
氧气底吹技术在铅冶炼行业得到广泛推广应用，为了更充分发挥它的优势，中国恩菲技术专家团队一步步将氧气底吹技术推广应用到铜等金属冶炼领域，并取得了一系列成功。如今，“氧气底吹技术”与中国恩菲紧紧联系在一起，已成为“恩菲品牌”的象征。
