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株洲冶炼集团股份有限公司节能降碳工作经验做法

 株冶作为“全国21家城区老工业区搬迁改造试点工程”、“中国五矿集团重点工程湖南省重点工程”,为践行习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的发展理念,株冶积极开展绿色迁建升级与工艺节能再造,仅用1年的时间,将生产基地由株洲清水塘搬迁至衡阳水口山,建成年产30万吨/年的锌冶炼智能工厂并达产达效。株冶始终坚持“技术引领”、“绿色低碳”的发展道路,始终把建设“中国第一、世界一流”的锌冶炼绿色低碳智能工厂作为企业目标。

    节能降碳方面株冶主要从设备大型化、生产自动化、生产工艺优化再造、智能工厂建设、绿色冶炼方面发力,2021年株冶的单位产品综合能耗值比行业能源消耗限额先进值标准低20%,在国内处于同行业的领跑水平,达到了世界先进锌冶炼企业水平。2021年获得国家工业和信息化部重点用能行业能效“领跑者”企业称号。2022先后获得湖南省重点工业行业“水效”头雁、湖南省节水型企业、绿色制造体系示范单位等称号。株冶的节能经验在2023年第十六届中日节能环保综合论坛进行分享,具体做法如下:

    一、设备大型化

    (一)株冶建成了2台炉膛面积152㎡国内最大的流态化焙烧炉,实现国内领先的长周期稳定运行。该炉适应能强,热稳定性强,产品各项指标均优于其他炉型,而且自动化程度高,环境更加友好。

    (二)株冶采用了单套产能达30万吨/年的焙砂浸出系统和OTC溶液深度净化系统,为锌冶炼行业最大。该系统完全杜绝了传统搅拌机经常性“死槽”的问题,大大提高了劳动效率。不仅渣含锌、溶液含铁控制、水解除杂等关键经济指标进一步提升,锰粉及动力消耗也明显下降。OTC溶液深度净化系统采用全新的净化控制理念实现了铜、钴镍、镉的有效分离,降低锌粉消耗,提高铜渣含铜。且自动化程度高,工艺控制稳定,新液质量好,镉渣品位甚至提高至可以直接压团,供火法冶炼处理。

    (三)株冶采用的2台长68m的富氧挥发回转窑为行业最大的回转窑。不仅物料适应性强、生产操作简化、劳动定员减少、有价金属回收率也较高。

    二、生产自动化

    (一)焙烧过程优化控制系统。实现了两台流态化焙烧炉的稳定可靠运行,有效地提高了焙烧炉的运行时长和焙砂产品质量。从综合指标来看,故障检测率、维修执行效率、综合运行效率都有了大幅提高。

    (二)浸出、净化过程优化控制系统。过程在线检测装置,通过自动调整,使浸出终点pH保持在4.8-5.2的可控范围。该系统的运用,使焙砂浸出率提高3.2%,渣含锌降低1.5%,钴离子波动率下降16%,净化后液合格率提高3.7%,大大降低了运行过程中的能源消耗,提高了综合运行的效率。

    (三)电解工况监测与优化系统。基于氢锌竞争反应与物料平衡方程开发的,通过建模,建立了电流切换过程的能耗模型,实现了酸锌离子浓度与锌液流量的优化设定,2021年运用该系统后电解能耗下降55Kwh/t析出锌,达到了行业领先水平。

    (四)电解30万吨自动剥锌机系统。具备故障报警功能、双检测设计、“无液压”系统、防腐标准高等特点,锌板的剥离速率能达到6秒/块,自动剥锌速度、安全可靠性、适应性、防腐性能、刷洗效果等处于国内先进水平,相较于人工剥锌不仅大大降低了工人的劳动强度,提高了劳动效率,还节约了出装槽时间,提高了电解电效,降低了电解能耗。

    (五)30万吨锌锭生产系统。按照自动化、智能化、安全本质化生产的原则设计,实现了机器人自动浇铸、自动耙渣、激光打码、自动扒皮、自动码锭、自动打捆的生产模式。

    三、生产工艺优化再造

    (一)锌冶炼工艺全系统优化,挥发窑焦耗由460 kg/t析出锌降至410kg/t析出锌。

    (二)铟回收采用铟直接萃取工艺取消氧化锌酸上清取消了锌粉置换、富集沉铟过程。经过再造,系统铟的回收率提供8%以上,提高了铟的产量,降低了铟的生产成本,同时还减少了铟富集渣、置换渣的产出以及有机物对主系统影响,避免了锌粉置换时砷带来的危害。

    (三)污酸在全国首次工业化运用“硫化-电渗析-蒸发吹脱-氟氯分盐”污酸处理新工艺取消污酸常规处理技术,该技术产生的渣量仅为传统方法的5%,产出的馏出液和电渗析淡液可返回烟气洗涤作为补水,实现了水的回用;同时实现了污酸中硫酸与氟氯的高效分离,氟、氯通过制备氟化钙、氯化钙达到产品标准而实现资源化,真正达到了污酸的资源化、无害化。

    四、智能工厂建设

    株冶的智能工厂建设通过运行工况可视化、工艺参数精准控制、工艺参数优化,最终实现产品质量和技术指标的提高。

    株冶通过数字化管理,建立快速响应机制,包括产供销安全环保等各方面的协调,能及时响应处理。通过大数据技术、BI系统等对生产运营数据进行多维度展现、分析,及时调整生产及经营决策,提升数字化决策能力,降低企业能耗。

    五、绿色冶炼

除了在节能方面不断发力,绿色冶炼方面,株冶也一直坚持不懈的努力。株冶以资源循环利用为核心,以二次污染物减排为重点,协同考虑废气、废渣和废水的处理技术,形成了污染物治理及综合回收利用的新模式。

    废气方面:株冶通过DBA除汞技术治理了制酸含汞烟气、通过离子液脱硫法实现挥发窑、多膛炉低浓度SO2烟气中硫的资源化、通过臭氧脱硝解决了氮氧化物污染排放的问题、通过双氧水吸收工艺不仅解决了制酸尾气稳定达标排放的问题,吸收液还可做系统补酸,无二次污染物产生。

    废渣方面:株冶坚持减量化、资源化、无害化的原则,通过跨产业链接规模化消纳、多物料耦合利用与协同处理、危险渣尘源头减量与安全处置,实现了废渣年度消纳达到31.43万吨,环保效益明显。

    废水处理方面:株冶也不断创新,通过源头治理污染减量,以削减污染治理负荷;通过清污分流分质回用,以提高水循环率和复用率;通过技术创新深度净化,达到以废治废一水多用的目的,最终实现“工业废水零排放”。株冶有色“湿法炼锌工业废水零排放技术”入选2022年度湖南省节能节水“新技术、新装备和新产品”推广目录。“湿法炼锌工业废水零排放的管理创新与实践”获得第二十二届湖南省企业管理现代化创新成果。


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