在有色金屬行業科技工作會上,記者采訪了有色冶煉“圈兒里人”的蔣繼穆大師。說到行業的綠色發展,蔣繼穆非常細致而又耐心為記者講述了很多……
蔣繼穆告訴記者,十八屆五中全會首次提出創新、協調、綠色、開放、共享五大發展理念。作為有色行業的科技工作者,響應五中全會號召,堅持創新,實現有色金屬產業綠色發展,推進美麗中國建設,為全面建成小康社會作出貢獻,是我們義不容辭的責任。
同時他解釋,綠色產業為無污染產業,就有色金屬工業技術發展現階段水準而言,要100%消除污染,是有些絕對化且不現實的,因為事物的發展都需要一個過程。如何鑒別哪種有色冶煉技術為綠色技術?他認為,能實現節能、降耗、減排、增效或將污染源消除在工藝過程的技術為綠色技術,并且必須是國家鼓勵發展的技術。
他說,改革開放30多年來,有色金屬行業的高速發展大體可分為三個階段:改革開放初期的“大礦大開、小礦放開,有水快流”的無序開發階段;國家強調環保,頒布大量有關保護環境的法律、法規和污染物排放標準及企業準入條件等政策性文件的有序階段;產量大幅增長,污染得到控制,逐步進入綠色產業,建設美麗中國,實現文明生產的新階段。
蔣繼穆清楚地記得,由于改革初期有色金屬行業發展缺乏經驗,可謂摸著石頭過河,在“大礦大開、小礦放開,有水快流”的方針指引下,大量鄉鎮企業如雨后春筍遍地生長,這些企業因為規模小,技術落后、裝備標準低,當時被稱之為小土群企業。正是因為小土群企業的大量涌現,礦山曾一度出現資源亂采濫挖,得不到合理開發和利用;其次是冶煉廠缺乏環保投入,一些地方水土和大氣環境遭受嚴重污染。好在當時政府及時發現了問題,通過政策措施進行引導,對這些企業實行了關、停、并、轉方針,很快這種發展趨勢得到了遏制。
毋庸置疑,有色金屬行業雖然第一階段出現了問題,但產量得到快速增長,地方政府通過稅收,大幅增加了財政收入,個體老板獲得了發展的第一桶金;大批農民轉化為產業工人,為有色冶煉進一步發展提供了懂技術的合格勞動力。這些都為有色金屬產業的第二階段大發展創造了重要條件。同時部分農村收入增加,農村面貌得到很大的改觀。蔣繼穆說,這些都是不爭的事實,我們必須要從歷史的高度去看待問題,不能全盤否定有色金屬初期發展對國家的貢獻,因為事物都是一分為二的。
發展的第二階段,國家開始整頓有色金屬行業,關停無證和嚴重污染環境的企業;同時禁止礦山亂采濫挖,并且號召企業要自主研發新工藝、新技術,有選擇地引進國外先進技術,來改造、合并和擴大企業的規模。
他首先拿鉛行業做示例,鉛企業由改革開放初期的2000多家,整頓至今日的300多家。生產規模由單系列年產粗鉛幾百噸,擴大至今日不小于500kt/a;粗鉛能耗由680kgce/t,降至230kgce/t。在鉛回收率提高5%的同時,二氧化硫減排也達到60%。
他又談到鋁行業的發展變化,鋁電解生產規模由年產幾萬噸的企業擴大到今日的百萬噸,甚至幾百萬噸,電解電流密度由1.8萬安培增大至今日世界最高的60萬安培。并且噸鋁電耗由于研發應用了等電位電解技術,由1.5萬多度電降至1.3萬多度,處世界領先水平。他說,這一階段進步顯著,成績顯赫。但同時他表示,盡管有色企業的環保條件獲得了相當大的改善,這一階段由于有色金屬總產量由2001年的884萬噸增長至2014年的4496萬噸,13年增長5倍多,如此巨大的產量,給環境容量帶來的壓力也是巨大的。
顯然,第二階段的發展,有效克服了發展初期礦山亂采亂挖、冶煉規模小、技術落后、環保差、污染嚴重的亂局,走上高速發展的有序軌道;并且在技術上縮小了與發達國家的差距,部分技術躍居世界領先水平。但這一階段存在的問題,就是資金投入過分集中在基礎金屬的產能擴張上,對企業高檔裝備的配套開發、對企業的系統控制及提高自控水平和勞動生產成本等投入研發明顯不足。另外還有高端、高效益有色金屬材料的開發遠遠不能滿足國民經濟和軍工企業的需求,導致部分關健配套設備需要引進,而且勞動生產率與發達國家比相差2倍-5倍;航空航天、核能、高鐵以及其他高精尖產業部分材料要依靠進口。他總結說,我們建成了有色金屬大國,但還不是有色金屬強國。
就此,蔣繼穆指出,十八屆五中全會后,有色金屬進入一個新的發展階段,這一階段的總目標應該是,使我國有色金屬產業包括地質、采選冶、材料各環節的生產工藝、技術、裝備、自控、勞動生產率,尤其是環境保護等方方面面,全面趕上或超過發達國家,建成有色金屬強國,全面體現創新、協調、綠色、開放、共享發展理念。
他說,有色金屬的產能、產量在新的發展階段,不可能還像前兩個階段一樣繼續維持高增長。理由是,基于國家建設對鋼鐵、有色金屬大量需求的房地產、港口、公路、鐵路等基礎設施建設有度,因此新階段發展重點不能再依托產能擴張,應該放在進一步改善環境、提高效率、開發適合中國特色的高精尖新材料、新產品,一定要改變多年來低價出口基礎金屬、高價進口合金材料的落后局面。
如何改變落后局面?蔣繼穆建議:
一是國家應該在創新上加大投資力度,對有色金屬行業目前存在的國內尚不能滿足各種裝備及設施需求列出清單,利用國內機械制造業的富余能力,納入中國制造(2025)開發計劃,集全國之力組織攻關。他說,這不會比衛星上天更加艱難,肯定能解決問題,實現中國制造。
二是對于高精尖的材料研究,也需要集全國之精華,由科學院、工程院牽頭,組建統一的領導班子,從信息采集、理念研究、人才培養、人員派駐、人才引進,進行自主研發和國際合作;并創立適合我國有色金屬特色的材料體系與引進國外材料生產技術相結合,有目標、有計劃、有步驟、有分工,持之以衡地開展研發工作。他相信,以中華民族的智慧和不畏艱難、百折不撓的奮斗精神,完全能夠實現材料王國的美麗夢想。
三是充分利用網絡時代的有利條件,對有色金屬的原輔材料供應和主副產品銷售,建立全國乃至全球統一的物流市場,實現就近供銷,壓縮運輸和倉儲成本,提高企業效益。以此克服目前各自為政,打破類似北方的進口原料供南方的冶煉廠,反之,南方的進口原料供北方的冶煉廠等一些不合常規的制約因素。他說,這些瓶頸不打破,不僅會增加運費,還增加運輸和倉儲成本,增大流動資金占有率和周轉期限。
四是加大強化二次金屬回收即城市礦山的開發利用工作,必須在源頭上考慮產品制造過程,比方好的裝備必須具備好安裝、好使用、好修理,而且最重要的是報廢后,還要做到各類材料好回收再利用,也就是把二次金屬回收研發工作,放到設備制造工序之前來完成。
最后,蔣繼穆還對銅、鉛、鋅三種主要金屬產業的綠色發展給出了具體建議:
以鉛為例,目前我國還有300多家涉鉛企業,鉛及其化合物是對人體有害的5種重要金屬之一,從統計看,本世紀世界鉛的增長量幾乎全部由我國承擔。發達國家礦鉛產量不增反降,只有再生鉛有所增加。事實說明,發達國家一般都限制鉛產業的發展。從我國的發展現狀來說,目前,鉛技術不管如何先進,總之多一個鉛廠就多一個染污點。如果能將目前的300多家涉鉛企業進一步調整合并成100多家,則可減少200多個鉛污染點。從技術上看,底吹熔煉技術已經具備單系列年產100萬噸粗鉛的條件。合并擴大企業規模,不僅可減少污染點,還可提高勞動生產率,增加企業效益。目前單系列10萬噸/年的鉛廠約600名員工,每年100萬噸鉛廠有1000名員工即可。合并可節約5000員工,以當前的工資水準每年每人6萬元計算,年可增效3億元。國內鉛廠從技術角度挖潛增效潛力有限,但提高勞動生產率增效潛力相當可觀。
以銅為例,目前銅冶煉技術可謂百花齊放,采用的都是富氧熔煉技術,總體來看,熔煉過程節能環保條件還都不錯,而在吹煉工段,目前80%的產量采用轉爐吹煉,吹煉過程二氧化硫的低空污染難以有效控制,用連續吹煉取代轉爐間斷工作,有效控制二氧化硫低空污染是今后銅冶煉技術發展的方向。
近年來,中國恩菲工程技術有限公司以陸志方、伍紹輝為領導的班子力量,帶領技術研發團隊,十分重視有色冶煉技術的研發工作,以設立在中國恩菲的院士工作站、博士后工作站及恩菲研究院為依托,積極投入科技研發和技術創新。通過團隊的協力合作,研發出了氧氣底吹連續煉銅工藝。他說,由中國恩菲設計的山東東營方圓銅業二期工程已經于近期投產,中國恩菲在項目中,應用了目前值得關注的新技術。該廠設計規模年產電銅20萬噸,由一臺氧氣底吹爐交替作業后產出高品位銅锍,同時經兩臺底吹吹煉爐交替作業,直接生產陽極銅。該工藝最重要的是革除了陽極爐,并將粗銅的陽極爐精煉工序合并在吹煉爐內完成。和一般煉銅工藝相比,不僅省去了陽極爐精煉工序,原料也省去了干燥或制粒。同時,在熔煉工段省去了電熱沉清分離工序,在吹煉工段省去了銅锍;、干燥、磨礦等工序,是目前世界上最環保、流程最短、最簡潔的火法煉銅工藝。由于該工藝在項目中投入運行尚未多時,有待達產達標后才能對其技術經濟指標進行評價。他表示,該工藝將會成為我國銅冶煉綠色產業發展的首選技術。
以鋅為例,鋅冶煉是現階段唯一沒有做到既環保又節能的成熟可靠工藝。比如火法煉鋅鋅渣實現了無害化,但利用豎罐煉鋅能耗太高;ISP煉鋅能耗略低,但精礦燒結過程和返粉破碎的二氧化硫和粉塵低空污染很難解決,屬世界淘汰工藝;濕法煉鋅能耗低、生產過程環保也不錯,但無論是熱酸浸出的磺甲鐵礬法、針鐵礦法、赤鐵礦法或常壓氧浸出等工藝所得的浸出渣都為有害渣,將這些渣進行無害化處理后,能耗總和與火法煉鋅不相上下;鋅精焙燒后采用常溫常壓浸出,而浸出渣經“威爾茲法”處理后成為無害渣,常溫常壓浸出設備防腐較易解決,并且投資低,操作控制容易,但威爾茲法能耗高,也并非理想工藝。
蔣繼穆表示,要想解決鋅冶煉環保與能耗的矛盾,就必須開發新工藝,比如像ISP工藝一樣同時生產鉛鋅,充分利用硫鐵化合物氧化的生成熱對鉛鋅混合精礦進行熔池熔煉,不單不需要外供燃料,熔煉煙氣余熱還可以生產蒸氣發電,熔煉產出的熔融鉛鋅混合物通過電熱炭層還原,金屬鉛從電熱爐爐體下部放出,鋅以氣態從爐體上部進入鋅雨冷凝器回收,尾氣為高熱值煤氣,供粗鋅精餾用。鉛鋅還原的焦炭消耗,因為沒有任何外供氣體耗炭,因此還原后的棄渣為無害渣。目前,中國恩菲已開展該工藝的小型試驗,我們對該工藝充滿信心,現階段我們的首要責任,就是在新常態下為綠色鋅冶煉技術工藝多做貢獻。