图：液态侧吹还原炉
图：底吹熔炼烟气处理系统
图：越南大龙铜冶炼厂底吹熔炼主厂房外景
铅是我们每天几乎都在接触的金属，因为它大量运用于汽车的铅蓄电池。CNMn。然而铅也是国家一级污染物，在所有已知毒性物质中，书上记载最多的是铅。CNMn。铅冶炼的环保问题，在有色金属中也最为突出。CNMn。
“传统的铅冶炼技术对冶炼过程中产生的二氧化硫和粉尘的污染，没有有效的解决办法，这是全世界有色冶炼行业面临的普遍难题。CNMn。我公司从1985年开始，就着手解决这个环保问题，通过科技部立项投资拨款，探索用氧气底吹熔炼技术，替代传统的烧结工艺。CNMn。”中国工程设计大师蒋继穆说起这项技术，话就收不住了。CNMn。
优势
彻底解决二氧化硫和粉尘污染问题
采用氧气底吹熔炼技术炼铅，不会产生粉尘，可以捕捉到99.7%的硫，96%能够用于生产硫酸。CNMn。这样的数据，意味着铅冶炼中的环保问题得到了根治。CNMn。
国外的炼铅工艺，主要有QSL法、基夫赛特法、卡尔多法和顶吹熔炼等，我国自主研发的技术，独到之处在哪儿？
“主要是思路上的区别。CNMn。”蒋继穆介绍说，“国外主要是用一个炉子一步炼铅，而我们用两个炉子两步炼铅，更符合反应机理，环保而经济。CNMn。”
在炼铅过程中，硫化铅首先要经氧化形成氧化铅，再通过碳还原成金属铅。CNMn。“氧化仅需1050℃，而还原需要1250℃，一步炼铅都需提高炉温到1250℃，增加了能耗，另一方面受到氧化反应气氛的影响，铅的还原也不彻底。CNMn。其次，烟气合并制酸不仅加大酸厂投资和动力消耗，尤其加大了含硫尾气的排放量，增加了二氧化硫的排放总量，对环保减排不利。CNMn。”
中国恩菲工程技术有限公司教授级高级工程师王忠实，从事重金属冶炼工作已近50年，也是最早参与氧气底吹熔炼技术研发的专家之一。CNMn。“由于用底吹熔炼替代了烧结，粉尘弥散点少，原来的无组织排放得到了有效控制。CNMn。最难得的是，熔炼过程中物料硫、铁本身会产生热量，熔炼完全不需要燃料，实现了自热熔炼，相继发展的熔融高铅渣还原熔炼实现了无焦还原。CNMn。”
“我们在大家公认的技术难题上，处理得比较好。CNMn。”氧气底吹熔炼技术开发和推广项目组设计经理索云峰自信地说。CNMn。
氧气底吹熔炼技术不仅在铅冶炼行业中得到了普遍认可和广泛应用，而且在炼铜行业中也得到了推广。CNMn。
进展
向理论最低能耗值发起挑战
第一代氧气底吹熔炼技术发明后，在推广应用的过程可谓步履维艰，直到2002年才投产。CNMn。这时的蒋继穆虽已年过花甲，但他的眼光却已经瞄准了技术升级。CNMn。“我不但不欣赏烧结机，鼓风炉也不欣赏。CNMn。”看似轻描淡写的一个“不欣赏”，拉开了节能降耗技术更新的帷幕。CNMn。
传统的工艺流程，生产一吨铅需要630公斤标准煤；第一代用于炼铅的技术将底吹熔炼和鼓风炉结合，把煤耗降低到360公斤；第二代技术用液态侧吹还原炉取代了鼓风炉，煤耗又降低到240公斤，实现了无焦还原炼铅；第三代技术采用的是底吹熔融电热还原方法，已进入产业化试验阶段；这当中，将尝试电热焦炭直接还原，不用鼓风送氧，这样耗煤量将接近理论值。CNMn。
“也就是化学方程式算出来需要多少就是多少吗？”记者不禁问道。CNMn。
“嗯，这样意味着排除掉所有干扰因素。CNMn。如果能实现，这种方法所能达到的指标，很难有其他办法再超过它了！”
不仅如此，在新升级的技术中，经常与铅伴生的锌也与铅同步得到了还原，初试结果炉渣中锌含量从12%下降到0.28%。CNMn。这样一来，用于处理炉渣的烟化炉也可以取消，而常规情况下烟化炉处理一吨炉渣还需要280公斤标准煤。CNMn。
底吹熔炼技术在用于铜冶炼时也取得了超出预期的好结果，是世界上炉料不用干燥，唯一能实现自热熔炼的技术，粗铜单位能耗处世界最低并具有极高的熔炼强度。CNMn。一位铜冶炼厂老厂长以“其它铜冶炼炉上看不到顶，横看不到边，底吹熔炼炉一目了然”，来形容底吹熔炼炉之高效、设备体积之小。CNMn。
目前正在研发底吹铜冶炼的连续吹炼技术与装备，可替代转炉，根治转炉吹炼带来的低空污染问题，该技术已获专利，并得到国家863计划立项支持，已在实施中。CNMn。
提升
技术日趋完善 适应性不断增强
底吹熔炼中的关键部件是氧枪，“炼铜时，顶吹的氧枪寿命大概是15天，侧吹一般不超过3个月，而底吹可以达到半年以上。CNMn。”底吹熔炼使得氧枪的寿命得到了明显提升。CNMn。
为什么会有这样大的区别？
在办公室内，蒋继穆拿出一只打火机，分别向记者演示了火苗向上、向下以及横向燃烧时的情况，“你看，是不是火苗向上，也就是底吹时，对打火机伤害最小，氧枪也是这个道理。CNMn。”
除此之外，底吹熔炼技术对原料的适应性很强，不仅应用于铅精矿的冶炼，还能处理锌浸出渣和二次铅物料，包括蓄电池铅膏，还可以处理含贵金属及含铜的各种杂料，同时对原料条件要求也不高，很受用户的欢迎。CNMn。
索云峰说：“与底吹熔炼技术相比，国外的一些工艺要求原料需经深度干燥，含水量不能超过1%。CNMn。底吹熔炼无论是用于炼铅，或是炼铜，原料均不用特别干燥，不用加任何燃料。CNMn。
他还谈到，我国再生铅产量不高，约占总铅量的30%，而在美国，再生铅产量占到70%。CNMn。底吹熔炼技术处理铅膏，除铅外还可以综合回收铅膏中的硫，因此应用前景广泛。CNMn。据了解，8年时间，全国已有16家炼铅厂采用了氧气底吹熔炼技术投入工业生产，还有15家正在建设。CNMn。一向以要求严格著称的印度人，也放心地选择了这项技术，即将投产。CNMn。澳大利亚也已经运来物料进行产业化实验，准备引进该技术，改造皮里港铅厂。CNMn。此外，底吹炼铜在国内已投产3家，在越南投产1家，正在设计的还有4家。CNMn。
采访当日，氧气底吹熔炼技术开发和推广项目组项目经理姚霞刚刚从工程现场回到北京。CNMn。“现在不是我们拿着技术跑市场，可以说是市场抢技术。CNMn。和传统技术相比，一个8—10万吨的炼铅厂目前每年大概能多获利2000万元；和国外技术相比，投资可节约30%。CNMn。”
选择
技术研发始终把产业化放在首位
“与大学、科研机构不同，技术能否产业化，是我们设计单位搞研发时首要考虑的因素。CNMn。”谈到成功之道，蒋继穆很有感触，“这些年我们基本上是开发一个成一个，就是不仅看技术上能否解决新出现的工程问题，还要看经济上是不是可行。CNMn。”
蒋继穆举例说，曾经有一种工艺，添加银离子可提高铜的浸出率。CNMn。“这样在经济上肯定不划算啊，所以我们不采用。CNMn。”虽然否定了这种思路，但他同时也得到了启发：将含银铜矿和不含银铜矿合并处理，就能取得较好的效果。CNMn。
“还有一次，有人建议在加压硫酸浸取工艺中加入硝酸以提高浸出率。CNMn。可如果水中再有点氯离子，不就成王水了吗？这样任何材料都难以顶住，所以我们也不敢采用。CNMn。”
正是由于在研发中始终考虑到产业化的需求，恩菲的氧气底吹熔炼技术在工业化生产中迅速开花结果：山东东营一家冶炼厂，在投产48小时内就达到了设计能力，目前世界上最大的炼铅厂，豫光金铅也是在采用该技术之后产生质的变化，真正开始腾飞。CNMn。
有色冶炼中最突出的铅环保问题已经被恩菲抹平，要环保还是要经济的两难选择也被恩菲化解。CNMn。绿色冶炼的梦想，恩菲有信心实现。CNMn。
责任编辑：安子
