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【锌冶炼行业发展路在何方?】核心装备焙烧炉向大型化发展

   2022-01-03 中国有色金属报
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核心提示:作者:杨净茹长期以来,锌对国民经济影响很大,一定程度上,国内钢厂规模的大小决定锌产量规模的大小,也就是说,锌的生产能力与

作者:杨净茹

长期以来,锌对国民经济影响很大,一定程度上,国内钢厂规模的大小决定锌产量规模的大小,也就是说,锌的生产能力与钢厂需求相匹配。目前,国内600多万吨锌产量,其中,一半左右产量直接用于国内钢厂镀锌行业;还有大约15%用于铸造合金;其他如化工涂料、医药、搪瓷、印刷以及纤维等相关行业,锌也发挥了广泛的作用。

当锌在众多领域实现了其用途的广泛价值时,为了让更多行业企业了解锌冶炼行业当下的实际情况,以及一年多来,受疫情影响,锌冶炼行业企业发生了哪些变化?针对实际问题,记者采访了中国恩菲全国有色金属行业设计大师李若贵。

李若贵告诉记者,今年以来,锌冶炼行业从规模来看,产能预计在630万吨左右,与去年相比,不会有大的增长幅度;技术方面,单从改造项目来看,各个企业开始着眼长远,不论改造项目,还是新上项目,企业力求向设备大型化、自动化、信息化、智能化方向求发展,要效益。

那么,大型化装备的发展趋势体现在哪些方面?

锌冶炼技术工艺繁多,大部分工艺技术需要焙烧工艺,焙烧炉可谓锌冶炼的核心设备。在大型焙烧炉方面,早在1991年,国内西北冶炼厂引进国外109m2流态化焙烧炉进行生产,当时,该炉在亚洲属于最大锌冶炼炉,一定意义上来说也带动了我国锌冶炼技术水平的快速发展,可是随着时间的变迁,首台109m2流态化焙烧炉经过长期运行,各个方面的技术指标都开始出现隐患,需要更新换代。中国恩菲工程技术有限公司通过引进消化吸收,大胆对装备进行优化创新,打破了国外公司123m2焙烧炉长期技术垄断的局面,并为西北冶炼厂开发出国内第一台具有完全自主知识产权的152m2流态化焙烧炉,目前,该种标准规格的锌冶炼焙烧炉在世界位列最大。

当下,国内锌冶炼行业采用152m2流态化焙烧炉生产的企业,包括白银公司西北冶炼厂1台流态化焙烧炉,该条生产线于2018年正式投料生产,由于当时行业没有任何经验可以借鉴,西北冶炼厂科技工作者为了降低能耗,提高炉子各项指标,边生产边摸索边改进,最终通过努力,使炉子各项指标不断优化。另外,株冶公司搬迁项目年30万吨锌冶炼工程用2台152m2流态化焙烧炉进行生产,搬迁项目落地后,株冶公司在借鉴行业企业成功经验的基础上,实现了投料一次成功。目前,株冶根据企业实际需求,正在紧锣密鼓准备再上20万吨新的生产能力生产线,届时,企业产能将达到50万吨锌冶炼生产规模。

从目前来看,行业内还有一些锌冶炼企业准备采用152m2流态化焙烧炉进行生产,而且已经委托中国恩菲进行设计。

实际上,从株冶搬迁项目可窥一斑,曾经的株洲冶炼厂,50多年的发展历程,老化的装备一直在修修改改中高耗能运行,造成的环保压力导致企业发展捉襟见肘。同时,由于各种因素制约,株冶顶着压力从株洲搬至水口山,搬迁之后的株冶,整体装备水平更加合理,最为重要的是在生产建设过程中,一举打破了一般工厂单系列浸出从10万吨设计能力逐步扩建到20万吨能力、分期建设的重复繁杂建设体系,实现单系列浸出直接达到设计规模30万吨的能力,可以说该项目在行业史无前例,在世界也是独一无二,一定意义上表明,株冶目前在管理能力及环保等方方面面已经实现了质的跨越。

株冶搬迁项目采用152m2流态化焙烧炉的技术优势:一是该焙烧床能力达7.5t/m2.d,还有许多潜在产能。二是该炉焙烧矿产品质量好,提高了浸出工序锌的回收率。三是大型焙烧炉规模大、单系列,比小焙烧炉单位吨锌建设资金相对低,同时操作成本低。通过株冶30万吨锌冶炼规模,选择3台109m2焙烧炉与2台152m2焙烧炉进行比较,结果是选择2台152m2焙烧炉可节约工程建设费2000多万元,也就是说单台焙烧炉相对于多台运行优势更加明显。四是大型焙烧炉配置面积小,运行稳定的同时,即节能又降耗,而且安全环保,同时产品质量更为优越。

当大型装备的优越性能颠覆了传统装备时,特别是在大型化装备理念的前瞻引领下,一些企业更是大胆求新创变,向更大规模装备的绿色环保求发展,目前有一家企业在准备新建的20万吨锌单系列生产线中,选择采用186m2流态化焙烧炉进行全新挑战。

面对生产企业大胆提出高规模目标的挑战,作为设计单位的中国恩菲全力以赴,目前正着手进行186m2流态化焙烧炉的设计方案,可以说,从152m2流态化焙烧炉的生产能力向186m2流态化焙烧炉的生产能力展开设计,不仅标致着锌冶炼装备向设备大型化迈出了坚定的步伐,而且一定意义上表明,设备单体大型化实现了飞跃。

186m2流态化焙烧炉与152m2流态化焙烧炉进行比较,优势更胜一筹,也就是在152m2流态化焙烧炉的基础上,能确保单系列焙烧系统生产能力达到200kt/a,而且通过该规模焙烧炉开发出了包括焙烧余热锅炉、抛料机、流态化冷却器、内冷式冷却圆筒等专利设备,这些专利产品的问世,不仅能保障焙烧系统各项配套设备的更新换代,而且还能确保特大型焙烧系统的整体稳定运行。

在李若贵看来,虽然186m2流态化焙烧炉目前处于设计阶段,暂还没有任何数据可以透露,但最终大型化装备的发展能更好地彰显经济效益和社会效益,同时,在实现美丽中国目标的征程中,焙烧炉装备的大型化必将成为发展趋势。

当锌冶炼行业技术装备不断向大型化发展的同时,李若贵对于企业如何降低成本等方面给予了一些宝贵的建议。

他表示,目前锌冶炼行业的技术能力、装备水平基本处于同等水平,而且企业与企业之间没有较大的发展差距,要想在残酷的市场中拉开发展的差距,企业必须在每个环节力求从机械化-自动化-信息化-智能化一步一步实现深入挖潜的过程,其中,以对整个系统控制的智能化为例,如果某一系统控制不到位,智能化控制就会滞后,所以每个环节需要分步骤去实现,比如在线检测、快速检测等方面,要逐步完善实施,不能一蹴而就,一步登天。

同时,对于生产企业,成本是非常关键的要素,从加工费来看,正常情况下,一吨锌纯加工成本大概4000元左右,这其中包括人工工资、设备折旧、金属损耗等,也就是说大家在加工费平等竞争的基础上,要想优于其他企业,必须精打细算,比如对于原料受制于运输距离较远的企业,一是要从管理上加大力度管控成本,二是从工艺选型上比优势降成本,如果工艺选型不合理,成本相应增加。用回收率做比较,即使仅差一个百分点,企业成本就会相差200元,所以只有通过点点滴滴深挖内潜降低成本等,企业经营优势才能逐渐彰显。

另外,对于生活在城市中或城市边缘的冶炼企业又将如何发展,李若贵表示,为助力城市绿色低碳转型,2021年11月2日,《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》提出,“十四五”时期,推进100个左右地级及以上城市开展“无废城市”建设,鼓励有条件的省份全域推进“无废城市”建设。这些实际就是以“无废”为主线,坚持“减量化、资源化、无害化”的重要原则。《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》的提出,对于冶炼企业更是考验,因为在城市中或位于城市边缘生存的冶炼企业,多多少少会给城市带来比如水、气、渣等一些污染排放的现实问题。当冶炼企业与城市发展理念相悖,开始制约城市绿色发展的脚步时,冶炼企业将会面临搬离城市发展的压力,

可是,企业搬迁,就相当于新建一座冶炼厂,对于企业是一次极为严峻的考验,不仅耗费巨资,而且选址不是一朝一夕可以解决的,比如株洲冶炼集团就是生动的例子,企业在搬迁过程中,不仅面临人力物力等难题,而且旧装备基本变成废铜烂铁,损失巨大。同时,搬迁存在的隐形风险也难以预料,有些企业或许在搬迁中已经面临了关闭的风险。

为此,李若贵强调,企业生存是为了实现持续发展,要解决城市规划问题,并非是对企业一关了之,也不是一搬了之。企业建厂时,实际离城市都很远,可是随着时间的推移和发展,周边开始出现相关产业的链条,这些产业跟随企业的发展不断配套,不断壮大,慢慢周边人员流动性加大,时间久了形成了城市包围企业的局面,专家强调,要想着眼长远,一定要从发展的角度将城市功能划分清楚。

为了助力城市绿色低碳转型发展,国家明文规定,从2022年1月份开始,将对金属铊的排放做出规范条例,也就是在禁止铅、砷、汞、镉、铬有毒元素排放的基础上又增加了铊元素,从污水处理方面来看,一定程度上加大了对重金属排放的规范力度。而作为生产企业,在严格的环保制度下,不仅要加大和完善水、气、渣的治理力度,而且要尽快尽早将环保欠账落到实处,目前,从尾气治理方面来看,企业尾气SO2排放普遍达到了100mg/m3以下,成效显著,实现了比国家目前标准400mg/m3还要低。一定意义上表明,这些排放标准的实现,是企业对尾气脱硫装备不断完善实施的结果。

所以,从长远来看,企业生存难度不断加大,只有从治理的广度和深度不断进行拓广,才能倒逼冶炼企业通过技术创新实现污染物无害化处置的全过程治理。

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