“吹氧造锍多金属捕集技术”创造中国冶金奇迹人民日报记者部主任 张平力， 记者 王明峰中国冶金史上的一场技术革命正在黄河三角洲滨海城市东营悄然掀起。由山东方圆有色金属集团公司与中国有色工程设计研究总院共同研制开发的“吹氧造锍多金属捕集技术”点燃了这场革命。新技术的发明我国不仅是产铜大国，而且是炼铜大国。传统炼铜工艺在世界上曾一度领先，现代工艺却没有一席之地。先秦时期就已出现鼓风炉法炼铜，西汉时用铁从硫酸铜（胆铜）溶液中置换铜。现在我国使用的炼铜技术几乎都来自国外：11种技术中，引进的6种，未经引进而消化吸收开发的有3种。自己研发的两种炼铜技术中，只有“氧气底吹法”可与国际先进工艺媲美。之前，国外先进的吹氧炼铜工艺有顶吹和侧吹两种。中国有色工程设计研究总院（原北京有色冶金设计研究总院）原副院长兼总工程师、全国工程设计大师蒋继穆经过多年潜心研究，改换顶吹、侧吹送氧位置，将氧气用氧枪从熔炼炉底部送入炉内，并攻克了很多工艺和工程难题，发明了氧气底吹炼铜法。令同行惊奇的是，这一改变竟为有色冶金技术带来了革命性变化，不仅打破了国内铜冶炼技术由国外长期垄断的局面，还为铜铅和金银等稀有贵金属的综合回收提取开辟了一条新路子。从顶吹、侧吹到底吹，只是吹氧位置的不同，难道别人就想不到吗？“用氧气底吹法炼铜最早是美国和德国的教授于上世纪70年代末80年代初提出来的，并且做过试验。”蒋继穆坦言，可是他们在做扩大试验时，大量的工程问题解决不了，后来，只好宣布这个“玩意”不行。“我们最早用氧气底吹技术试验炼铅。做完5000吨铅冶炼试验后，就想用这个工艺和装置试验炼铜。” 霜染双鬓的蒋继穆娓娓道来，把思绪带回到了1991年的湖南水口山。“准备半年的试验炉料（相当于3000吨铜的规模），两个月就吃完了。可是，炉子一点故障都没有，于是接着弄铜精矿连续试验，一试就开了217天。”通过试验，发现底吹较之顶吹、侧吹不只是位置不同，它还具有噪音低，车间操作环境更好的优点。底吹法用铜锍反复冲洗炉渣，更有利于贵金属的捕集，比其它方法的捕集率可提高1-2% 。再者，有利于V族元素等伴生金属挥发富集于烟尘中而易于综合回收，如As的挥发率大于98%。与我国引进的澳斯麦特法、艾萨法、诺兰达等熔炼工艺比，氧气浓度更高，可达70%-80%，烟气量更少，SO2浓度更大，硫酸厂规模更小，单位投资更少。至此，一项达到国际先进水平、具有自主知识产权的铜熔炼新工艺诞生了。给新技术找“婆家”半工业试验成功并申请专利后，蒋继穆开始四处给新技术找“婆家”。“当时有3家，四川绵阳想搞个2万吨的铜厂，山西运城也想搞个2- 3万吨的铜厂，江西弋阳想搞个3万吨铜厂。运城因跟中条山抢资源，省里没批。绵阳要开发第一家，没有这个胆量。弋阳和一个香港老板合资，真想上，谈得差不多了，合同也签了，都快要做施工图了，结果发现香港老板是骗子。3家虽都做过可行性研究报告，但均无果而终。”蒋继穆说着，像沉浸在回忆中。后来推广到中条山冶炼厂。1992年中条山欲采用自主技术白银炼铜专利建一个3.5万吨的铜厂。做完可研报告后，经考察发现环保达不到要求，1994年经北京有色冶金设计研究总院推荐，业主改为购买水口山炼铜专利，但由3000吨规模一下扩大到3.5万吨，北京院只有七八成把握，因为可研规定，一般火法冶炼研究成果产业化扩大比不应超过10倍。做完初步设计后，当时厂领导同意，但研究院不敢拍胸脯。到了1996年，该厂新任领导对“中条山只能消化吸收不能引进”的规定不满，赌气要引进国外技术，于是放弃底吹法，而引进澳斯麦特顶吹炼铜技术。中条山这一卡不要紧，给后边的推广带来了极为不利影响。内蒙古赤峰金剑冶炼厂鼓风炉改造项目没有采用氧气底吹法即是一例。虽然，氧气底吹熔炼技术炼铜屡屡受挫，炼铅却处处开花。2001年“氧气底吹熔炼鼓风炉还原炼铅法”试验获得成功，2002年即在国内获得大规模推广。截至目前，已有11条生产线投产，并于2009年开始走向世界。而这种炼铜新工艺要想实现产业化，规模生产试验是必由之路，这必须要有厂家来承担试验风险。可是，为了规避风险，它们宁愿花巨资购买国外技术，也不肯做第一个吃螃蟹的人，导致这么一项好工艺一直待字深闺，十几年无人问津。方圆勇做“第一个吃蟹人”正在蒋继穆四处推广新技术的时候，黄河三角洲一名勇敢的“铜匠”山东方圆有色金属集团公司的董事长崔志祥也在为企业更好地发展寻找出路。方圆集团是一家以废杂铜为主生产阴极铜起家的民营企业，集金、银等稀贵金属的综合提纯、铜材加工于一体。短短几年即跻身同行业前列。随着生产规模从年产1万吨发展到18万吨，原料供应日趋紧张。为解决这一问题，公司打算往上游发展，于2005年提出上铜冶炼项目。经过考察，从多金属的伴生矿中不仅可以提炼主体金属铜，还可以提取金、银、铂、钯、硒等稀贵金属。目前国内采用的传统工艺，因技术装备落后，生产过程复杂，资源综合利用效率低而被淘汰或将被淘汰；采用国外的闪速熔炼法、诺兰达法、三菱法等工艺，仅引进技术专利就需上亿美元，而且此类方法只能用于铜等单一金属的提取，对原料的要求严格，适应性差。提取其中的伴生贵金属如金、银，国内外均使用湿法冶金的氰化法，流程复杂，环境风险大，金属回收率低。以上工艺，包括引进的装备技术均不能实现多金属的综合提取，资源流失严重，而且原料的适应性差。而氧气底吹铜熔炼新工艺利用含金铜锍是稀贵金属良好捕集剂的冶金特性，在单一炉体内实现造锍捕金的全过程，铜回收率大于97.98%，贵金属回收率大于97%，且原料适应强，能处理复杂矿料，并且吃干榨尽，实现零排放。不仅较好地解决了我国传统工艺和国外引进技术存在的问题，而且由于是自主知识产权，可省去高昂的许可证费。运用这种技术，不仅能提高资源利用率，增加企业经济效益，也符合我国倡导的节能减排、科学发展的要求。这不正是崔志祥心目中理想的技术吗？他和蒋继穆一拍即合，毅然决然地做了第一个吃螃蟹的人。“这个工艺具有我国自己的知识产权，是个为国争光的技术，我们有责任有义务使其尽快产业化。”新技术实现产业化“从年产3000吨粗铜的半工业化试验，一下扩大到年产10万吨规模，跨度太大，弄不好数亿元的投资就打水漂了。”公司技术总监申殿邦说起当初董事长的决定还心有余悸。难道沉浮商海多年的崔志祥不知道这个风险吗？原来，他这么做自有一番道理。一方面，基于他对形势的判断和市场的把握，中国工业化和城市化必将带来铜需求量的增长。即使铜市不好，还可以用这项工艺炼金；另一方面，在国际竞争日趋激烈的今天，他日渐体会到拥有独立自主的知识产权是公司发展的必由选择。2004年，方圆公司和中国有色工程设计研究总院达成协议，共同合作开发“吹氧造锍多金属捕集技术”。正如崔志祥说的那样，“誓把盐碱滩，变成铜山、银山和金山！”2005年，公司在4000余亩的海滩上建设第三工业园，主体是10万吨铜/a的 “吹氧造锍多金属捕集技术”示范工程。2008年12月16日，项目正式投产。一贯低调的崔志祥在新项目的发展上却是高调推进。“我们要有信心将这个项目做成世界上炼铜和回收金银等有价元素的首选工艺，并把它做成名副其实的国家级示范基地和样板工程。”令人欣喜的是，工程自投产至今经不断改进，各工序之间基本实现了平衡生产，主要技术经济指标已达到或超过了原设计目标水平。然而，崔志祥不满足于此，正依托现有生产线开展连续吹炼试验研究，形成新一代达到国际领先水平的连续炼铜新工艺，为国内铜冶炼企业的技术升级提供引领和示范作用。目前，国务院已将“吹氧造锍多金属捕集工程技术”作为“促进产业振兴的重点先进技术”列入国家科技支撑计划。科技部正着手向全国推广该工艺工程。正像集团歌词写的那样：方圆天地任飞旋。链接：我国研发的有色金属铜熔炼新技术成功投入使用本报讯 记者王明峰报道：我国自主研发、具有国际先进水平的“吹氧造锍多金属捕集技术”日前在山东方圆有色金属集团公司成功投入使用，为铜和稀贵金属的综合回收提取开辟了一条新路子，填补了有色冶金领域的空白，是中国有色冶金史上的一项创举。