堅持創(chuàng)新，實現(xiàn)有色金屬產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展
——訪全國工程勘察設(shè)計大師蔣繼穆
■本報記者 李幼玲
       在有色金屬行業(yè)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(yè)的綠色發(fā)展，蔣繼穆非常細(xì)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(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享五大發(fā)展理念。作為有色行業(yè)的科技工作者，響應(yīng)五中全會號召，堅持創(chuàng)新，實現(xiàn)有色金屬產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展，推進美麗中國建設(shè)，為全面建成小康社會作出貢獻(xiàn)，是我們義不容辭的責(zé)任。
      同時他解釋，綠色產(chǎn)業(yè)為無污染產(chǎn)業(yè)，就有色金屬工業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)階段水準(zhǔn)而言，要100%消除污染，是有些絕對化且不現(xiàn)實的，因為事物的發(fā)展都需要一個過程。如何鑒別哪種有色冶煉技術(shù)為綠色技術(shù)？他認(rèn)為，能實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排、增效或?qū)⑽廴驹聪诠に囘^程的技術(shù)為綠色技術(shù)，并且必須是國家鼓勵發(fā)展的技術(shù)。
      他說，改革開放30多年來，有色金屬行業(yè)的高速發(fā)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(fā)階段；國家強調(diào)環(huán)保，頒布大量有關(guān)保護環(huán)境的法律、法規(guī)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)準(zhǔn)入條件等政策性文件的有序階段；產(chǎn)量大幅增長，污染得到控制，逐步進入綠色產(chǎn)業(yè)，建設(shè)美麗中國，實現(xiàn)文明生產(chǎn)的新階段。
       蔣繼穆清楚地記得，由于改革初期有色金屬行業(yè)發(fā)展缺乏經(jīng)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(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)如雨后春筍遍地生長，這些企業(yè)因為規(guī)模小，技術(shù)落后、裝備標(biāo)準(zhǔn)低，當(dāng)時被稱之為小土群企業(yè)。正是因為小土群企業(yè)的大量涌現(xiàn)，礦山曾一度出現(xiàn)資源亂采濫挖，得不到合理開發(fā)和利用；其次是冶煉廠缺乏環(huán)保投入，一些地方水土和大氣環(huán)境遭受嚴(yán)重污染。好在當(dāng)時政府及時發(fā)現(xiàn)了問題，通過政策措施進行引導(dǎo)，對這些企業(yè)實行了關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)方針，很快這種發(fā)展趨勢得到了遏制。
       毋庸置疑，有色金屬行業(yè)雖然第一階段出現(xiàn)了問題，但產(chǎn)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(fā)展的第一桶金；大批農(nóng)民轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)工人，為有色冶煉進一步發(fā)展提供了懂技術(shù)的合格勞動力。這些都為有色金屬產(chǎn)業(yè)的第二階段大發(fā)展創(chuàng)造了重要條件。同時部分農(nóng)村收入增加，農(nóng)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(fā)展對國家的貢獻(xiàn)，因為事物都是一分為二的。
      發(fā)展的第二階段，國家開始整頓有色金屬行業(yè)，關(guān)停無證和嚴(yán)重污染環(huán)境的企業(yè)；同時禁止礦山亂采濫挖，并且號召企業(yè)要自主研發(fā)新工藝、新技術(shù)，有選擇地引進國外先進技術(shù)，來改造、合并和擴大企業(yè)的規(guī)模。
       他首先拿鉛行業(yè)做示例，鉛企業(yè)由改革開放初期的2000多家，整頓至今日的300多家。生產(chǎn)規(guī)模由單系列年產(chǎn)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(dá)到60%。
       他又談到鋁行業(yè)的發(fā)展變化，鋁電解生產(chǎn)規(guī)模由年產(chǎn)幾萬噸的企業(yè)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(fā)應(yīng)用了等電位電解技術(shù)，由1.5萬多度電降至1.3萬多度，處世界領(lǐng)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(yè)的環(huán)保條件獲得了相當(dāng)大的改善，這一階段由于有色金屬總產(chǎn)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(chǎn)量，給環(huán)境容量帶來的壓力也是巨大的。
      顯然，第二階段的發(fā)展，有效克服了發(fā)展初期礦山亂采亂挖、冶煉規(guī)模小、技術(shù)落后、環(huán)保差、污染嚴(yán)重的亂局，走上高速發(fā)展的有序軌道；并且在技術(shù)上縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距，部分技術(shù)躍居世界領(lǐng)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(chǔ)金屬的產(chǎn)能擴張上，對企業(yè)高檔裝備的配套開發(fā)、對企業(yè)的系統(tǒng)控制及提高自控水平和勞動生產(chǎn)成本等投入研發(fā)明顯不足。另外還有高端、高效益有色金屬材料的開發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟和軍工企業(yè)的需求，導(dǎo)致部分關(guān)健配套設(shè)備需要引進，而且勞動生產(chǎn)率與發(fā)達(dá)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(chǎn)業(yè)部分材料要依靠進口。他總結(jié)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(fā)展階段，這一階段的總目標(biāo)應(yīng)該是，使我國有色金屬產(chǎn)業(yè)包括地質(zhì)、采選冶、材料各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工藝、技術(shù)、裝備、自控、勞動生產(chǎn)率，尤其是環(huán)境保護等方方面面，全面趕上或超過發(fā)達(dá)國家，建成有色金屬強國，全面體現(xiàn)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念。
       他說，有色金屬的產(chǎn)能、產(chǎn)量在新的發(fā)展階段，不可能還像前兩個階段一樣繼續(xù)維持高增長。理由是，基于國家建設(shè)對鋼鐵、有色金屬大量需求的房地產(chǎn)、港口、公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有度，因此新階段發(fā)展重點不能再依托產(chǎn)能擴張，應(yīng)該放在進一步改善環(huán)境、提高效率、開發(fā)適合中國特色的高精尖新材料、新產(chǎn)品，一定要改變多年來低價出口基礎(chǔ)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(yīng)該在創(chuàng)新上加大投資力度，對有色金屬行業(yè)目前存在的國內(nèi)尚不能滿足各種裝備及設(shè)施需求列出清單，利用國內(nèi)機械制造業(yè)的富余能力，納入中國制造（2025）開發(fā)計劃，集全國之力組織攻關(guān)。他說，這不會比衛(wèi)星上天更加艱難，肯定能解決問題，實現(xiàn)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(xué)院、工程院牽頭，組建統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)班子，從信息采集、理念研究、人才培養(yǎng)、人員派駐、人才引進，進行自主研發(fā)和國際合作；并創(chuàng)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(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，有目標(biāo)、有計劃、有步驟、有分工，持之以衡地開展研發(fā)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?qū)崿F(xiàn)材料王國的美麗夢想。
       三是充分利用網(wǎng)絡(luò)時代的有利條件，對有色金屬的原輔材料供應(yīng)和主副產(chǎn)品銷售，建立全國乃至全球統(tǒng)一的物流市場，實現(xiàn)就近供銷，壓縮運輸和倉儲成本，提高企業(yè)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(guī)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(zhuǎn)期限。
       四是加大強化二次金屬回收即城市礦山的開發(fā)利用工作，必須在源頭上考慮產(chǎn)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(fā)工作，放到設(shè)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(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)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(yè)，鉛及其化合物是對人體有害的5種重要金屬之一，從統(tǒng)計看，本世紀(jì)世界鉛的增長量幾乎全部由我國承擔(dān)。發(fā)達(dá)國家礦鉛產(chǎn)量不增反降，只有再生鉛有所增加。事實說明，發(fā)達(dá)國家一般都限制鉛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從我國的發(fā)展現(xiàn)狀來說，目前，鉛技術(shù)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(yè)進一步調(diào)整合并成100多家，則可減少200多個鉛污染點。從技術(shù)上看，底吹熔煉技術(shù)已經(jīng)具備單系列年產(chǎn)100萬噸粗鉛的條件。合并擴大企業(yè)規(guī)模，不僅可減少污染點，還可提高勞動生產(chǎn)率，增加企業(yè)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(jié)約5000員工，以當(dāng)前的工資水準(zhǔn)每年每人6萬元計算，年可增效3億元。國內(nèi)鉛廠從技術(shù)角度挖潛增效潛力有限，但提高勞動生產(chǎn)率增效潛力相當(dāng)可觀。
       以銅為例，目前銅冶煉技術(shù)可謂百花齊放，采用的都是富氧熔煉技術(shù)，總體來看，熔煉過程節(jié)能環(huán)保條件還都不錯，而在吹煉工段，目前80%的產(chǎn)量采用轉(zhuǎn)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(xù)吹煉取代轉(zhuǎn)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(shù)發(fā)展的方向。
       近年來，中國恩菲工程技術(shù)有限公司以陸志方、伍紹輝為領(lǐng)導(dǎo)的班子力量，帶領(lǐng)技術(shù)研發(fā)團隊，十分重視有色冶煉技術(shù)的研發(fā)工作，以設(shè)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(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。通過團隊的協(xié)力合作，研發(fā)出了氧氣底吹連續(xù)煉銅工藝。他說，由中國恩菲設(shè)計的山東東營方圓銅業(yè)二期工程已經(jīng)于近期投產(chǎn)，中國恩菲在項目中，應(yīng)用了目前值得關(guān)注的新技術(shù)。該廠設(shè)計規(guī)模年產(chǎn)電銅20萬噸，由一臺氧氣底吹爐交替作業(yè)后產(chǎn)出高品位銅锍，同時經(jīng)兩臺底吹吹煉爐交替作業(yè)，直接生產(chǎn)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(nèi)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(huán)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(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)后才能對其技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進行評價。他表示，該工藝將會成為我國銅冶煉綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首選技術(shù)。
       以鋅為例，鋅冶煉是現(xiàn)階段唯一沒有做到既環(huán)保又節(jié)能的成熟可靠工藝。比如火法煉鋅鋅渣實現(xiàn)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(jié)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(chǎn)過程環(huán)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(jīng)“威爾茲法”處理后成為無害渣，常溫常壓浸出設(shè)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(huán)保與能耗的矛盾，就必須開發(fā)新工藝，比如像ISP工藝一樣同時生產(chǎn)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(chǎn)蒸氣發(fā)電，熔煉產(chǎn)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(tài)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(xiàn)階段我們的首要責(zé)任，就是在新常態(tài)下為綠色鋅冶煉技術(shù)工藝多做貢獻(xiàn)。