“施工图”变“实景画”

　　——看甘肃金川集团如何创新火法冶炼工艺

　　◎  姚云 张永恒 陈吉昊

　　近日，甘肃省金川集团股份有限公司镍钴镍冶炼厂镍原料火法生产线建设项目一期工程成功实现达产达标。这标志着金川集团已形成3套高效匹配运行的镍火法冶炼系统。该项目是金川集团“十四五”发展规划中重点推进的项目之一，采用国内首创的“侧吹熔炼-硫化还原-电炉贫化”一体化新型复合炉窑技术。

　　项目立项之初，金川集团召开了“红、蓝军对抗论证会”。红方从项目建设的必要性、规模、选址、冶炼工艺、关键设备选择、投资等方面进行了论证，支持项目建设；蓝方从集团发展规划、高质量发展目标以及生产现状出发，提出了诸多疑问。经过反复探讨，该公司专家组与项目组一致决定，以实现镍产业转型升级和“短流程、低成本、多品种、高效益”的高质量发展目标为导向，形成具有核心竞争力的先进镍冶炼技术，将金川集团打造成全球最大的硫化镍精矿冶炼基地，并开发先进的镍冶炼生产工艺。

　　项目确定后，金川镍钴镍冶炼厂与镍钴研究设计院组成联合攻关组，共同承担从研发到工程化实施的技术攻关任务。该团队秉持“金川研究、设计、建设、运营”一体化方针，借鉴先进的有色金属冶金技术，选定侧吹熔池熔炼技术，制定了“理论研究-小型试验-中试试验-工业化生产线建设”的技术攻关路线，最终确定采用“侧吹熔炼-侧吹还原-电炉贫化”一体化新型复合炉窑。该技术为国内首创，初步设计单条生产线的建设规模为复杂镍原料处理量20千万吨/年。2023年初，该项目完成工艺路线及配套设施图纸设计，并被列为镍冶炼厂2023年五大攻坚战之一。项目建设期间，该公司项目组与总承包方紧密配合，仅用1年半时间就将“施工图”变为“实景画”，侧吹熔炼炉于2024年4月顺利点火升温。

　　试生产后，面对我国首台用于处理高镁精矿及复杂镍原料的侧吹炉窑，打通流程与稳定生产的过程异常艰难。喷枪搅动效果差、炉体蹿火、炉渣过氧化、低冰镍浇铸转运困难等问题严重影响了生产。为此，该公司项目组成立试生产小组，组织技术团队先后攻克了炉体受力结构优化、喷枪结构研发及优化、喷枪自动化控制系统、锍渣口结构优化、挡墙水套下移、侧粉吹煤等技术难题。此外，项目组还与一线职工紧密配合，总结经验，形成了以立水套温度、炉窑各区域进回水温差等为判断依据的先进操作法，并探索固化了炉窑保温、降液面、涨液面、炉况处理等操作方法及控制参数。目前，侧吹熔炼已实现稳定运行，投料量及渣含镍指标均达到设计标准。

　　虽然侧吹浸没式熔池熔炼技术在铜、铅、锌等熔炼工业中已经成熟，但用于复杂难处理镍原料的冶金工艺尚属首次。该公司项目团队勇于创新，将“侧吹熔炼-侧吹还原-电炉贫化”3个功能区集于一炉，采用高强度约束型钢结构及弹性捆绑骨架，开创了镍冶金装置的先例。该装置为生产带来了诸多便利，例如，新能源液态镍锍转运车辆的投运，优化了侧吹熔炼的产品形态，缩短了工艺流程，降低了职工劳动强度；侧吹炉天然气喷枪、粉煤喷枪的研发与应用，优化了喷枪布局，改善了喷吹效果，延长了使用寿命，突破了高镁精矿及复杂镍原料熔池熔炼喷吹技术瓶颈。