黄其兴
黄其兴,多义词人名,本词条主要介绍了有色金属冶炼专家黄其兴,他是我国铅锌铜镍冶炼技术现代化的开拓者之一。开发出高铜的铅锌混合精矿密闭鼓风炉熔炼技术,并攻克了高氧化镁难熔镍矿石鼓风炉熔炼的难题,为金川镍基地初期建设奠定基础。开发我国氧气顶吹旋转转炉处理高镍二次铜精矿冶炼技术。是我国富氧熔池熔炼技术开发群体的优秀代表,为我国有色金属冶炼技术的发展做出了重要贡献。还对天津市第十三届人大常委会副主任黄其兴做了简要介绍。
技术成就
20世纪60年代中以前,我国基本上不产镍,作为生产特殊钢原料的镍,主要依靠进口,然而,作为一种战略物资,它的进口,又受到国际敌对势力的严密封锁。50年代末发现和探明金川镍矿后,国家决定尽快开发和建设金川镍基地,1959年,黄其兴作为第一批建设者和第一任设计负责人被派往现场。
金川镍矿虽是一个大矿但其开发难度很大。当时建设条件很差,经研究决定先开采和处理近地表的氧化富矿,再逐步向下延伸到深部硫化矿。在冶炼方面,黄其兴提出先建一个既能处理氧化富矿又能处理硫化矿所选精矿的冶炼工业试验厂,为基地建设提供技术资料并积累生产经验。在当时还无法解决大量电力供应的情况下,为了满足国家对镍的急需,工业试验厂采用烧结机、鼓风炉和转炉的火法冶炼流程,并建一个高镍锍浮选分离和一个硫化镍电解的试验车间与之配套。技术上的困难在于矿石含氧化镁高达20%以上,其熔点高。据资料记载,处理高熔点物料,只有加入大量熔剂,生成低熔点炉渣,而炉渣中所含氧化镁必须控制在8%以下,否则难以生产。面对这个难题,黄其兴从理论上探讨后指出,这种传统的观点对处理金川含氧化镁特别高的矿石是不适宜的。如果造低熔点炉渣,炉渣中易熔部分会和难熔部分产生熔析,难熔部分会形成半熔化的横隔膜,从而使炉子无法继续生产。他打破常规,提出了只有造含氧化镁高的高熔点炉渣,消化难熔成分,才能顺利进行冶炼的观点。试验厂几经修改,投产后完全证实了这种见解。配成的炉渣氧化镁含量高达15%,炉子仍能正常运行,而且高温炉渣的镍含量低于0.2%,使金川顺利地产出了第一炉镍。工业试验过关后,又将炉子扩大到10平方米,试验厂改成工业生产厂,年产镍3000吨,满足了当时国家对镍的急需,一直到1972年才逐步为电炉熔炼所取代。另外,试验厂的顺利投产,也为大规模建设奠定了牢固的基础。
白银小铁山矿是一个品位比较高的铜铅锌多金属矿,但是难以分选成单一的金属精矿,只能在冶炼过程中分离。黄其兴负责这个矿的冶炼开发设计任务后,做了加压浸出分离提炼和密闭鼓风炉冶炼两个方案,最后确定采用后一个方案。它与英国的帝国熔炼法类似,但是小铁山矿选出的精矿是高铜的铅锌混合精矿,原料有所不同,工艺参数和设备配套也不一样。根据自力更生的建设方针,决定在白银建一个半工业试验厂,通过试验取得建厂的技术资料。黄其兴亲自组织试验厂建设,跟班试验,并在取得成果后,组织设计了年产5万吨铅锌的白银三冶。这项工艺的特点是混合精矿烧结后采取热炉料和热风在炉顶密闭的鼓风炉内冶炼,锌蒸汽从炉顶进入冷凝器冷凝成金属锌产出,含铜的金属铅和含铅的铜锍从炉底流到电热前床分离,并在铅和铜铳的再处理时进一步分离铜铅。由于试验是在1平方米的较大鼓风炉内进行的,设备配套齐全,试验结果不但为该厂的设计提供了可靠的工艺和设备技术资料,培养了操作人员,还为韶关冶炼厂的开炉提供了技术援助。经过20多年的生产,该厂在克服不少困难之后,产量已超过设计指标,并取得了较好的经济效益。
金川镍矿床是与铜共生的,在冶炼过程中分离出一种含镍的二次铜精矿,冶炼厂最初设计采用反射炉处理,先在反射炉中熔化,继而在同一炉膛内插管吹炼成粗铜,该精矿由于含镍高,即使大量烧油,最高温度也不会超过1350℃。按照热力学分析,在这种温度下,硫化镍只能生成半熔化的氧化镍,它一部分夹杂在粗铜里恶化了电解作业,一部分在吹炼渣里严重影响反射炉生产顺利进行,反射炉炼一炉铜需2~3天,1吨铜消耗重油350千克,渣含铜高达16%,生产难以进行。金川在一段时间内一直为这个问题所困扰。黄其兴70年代在金川时建议改用氧气顶吹旋转转炉处理这种物料。
该炉源于钢铁冶金工业用作含硫磷特别高的生铁炼钢,称为卡尔多炉,后钢铁工业没进行广泛推广,而世界上有几家有色金属冶炼厂用作特种吹炼,至今仍在使用。炉子形似鸭梨,倾斜地架在特殊构架上,它既能绕纵轴旋转,又可倾动。由于国外虽有相似的炉子,但没有处理这种物料的工艺,经金川和冶金部科技司批准组织试验。黄其兴任试验负责人,先后在北京钢铁学院(今北京科技大学)冶金试验厂做小型试验,接着在金川做半工业试验,试验中经多次修改氧枪结构,最终获得成功。由于倾斜的炉体不停地旋转,加上高压氧气的喷射,获得可以调控的高温,成功地使硫化镍炼成金属镍,并使它继续氧化成熔融的氧化镍渣,使高镍的铜精矿高效优质地炼成合格的铜阳极板,从而也使电解作业正常进行。在半工业试验的基础上,建立了生产车间,一直生产到现在。这项开发成果不但解决了金川生产上的难题,也是世界上第一次使用这种炉子处理高镍二次铜精矿,并在我国炼铜史上应用氧气冶炼,实现了零的突破。
大冶原为反射炉熔炼,由于低浓度二氧化硫烟气污染环境,国家环保局下令限期改造,经研究决定选用加拿大的诺兰达公司的富氧熔池熔炼工艺,黄其兴作为改造项目的总设计师,多次到加拿大考察,确认该工艺较为先进,但也有不足之处。他参考国内外富氧闪速熔炼和其他类型的富氧熔池熔炼经验,对从国外引进的工艺和设备创造性地作了一些改进,例如该公司炉子的烟罩漏风较大,改造时采用密封式,漏风率减少50%;该公司的炉子烟气冷却为喷雾装置,改造时改为余热锅炉冷却,每小时回收中压蒸汽22 吨;原来的烟气制酸为单转单吸流程,尾气排放的二氧化硫浓度偏高,改造时改用双转双吹,使硫的实收率更高;在工艺过程计算机控制方面,应用了90年代的集散控制系统(DCS),自行开发软件。由于以上改进,使诺兰达富氧熔池熔炼技术引进我国后,水平提高了一步。1997年开炉一次投产成功,某些技术经济指标较国外同类企业更先进,炉子作业率、硫实收率和吨铜耗吨标煤的工艺能耗分别为85%、85%和0.7,而大冶则为90%、95%和0.65。1999 年经过鉴定,获国家有色金属工业局科技进步一等奖。
主要论著
1 黄其兴,那富智,陈维东,等编译.铜镍矿电炉熔炼.北京:冶金工业出版社,1981
2 黄其兴,中国大百科全书·矿冶卷·镍.北京:大百科全书出版社,1984
3黄其兴,王立川,朱鼎元.镍冶金学.北京:中国科学技术出版社,1990
4 黄其兴(副主编).中国冶金百科全书·冶金建设卷·重金属冶金工厂设计.北京:冶金工业出版社,1992
5包晓波,黄其兴.世界锌技术经济.北京:冶金工业出版社,1996
6 黄其兴.重有色金属冶炼设计手册·铜镍卷·铜冶炼·镍冶炼·瓦纽可夫炼铜法及镍的鼓风炉熔炼.北京:冶金工业出版社,1996
7黄其兴.诺兰达富氧熔池熔炼在大冶冶炼厂的改进.有色冶炼,1999(5):1~5
8 黄其兴.世界铜冶炼发展现状及中国铜冶炼厂的改造.中国有色信息,1999(3)
9 黄其兴.有色金属科技进步与展望·用诺兰达富氧熔池熔炼技术改造大冶冶炼厂.北京:冶金工业出版社,1999



