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近日，以中國瑞林工程技術股份有限公司（以下簡稱“中國瑞林”）為主完成的“雙向平行流高電流密度銅電解工藝和專用裝置研發(fā)及應用”和“智能銅電解專用吊車吊具系統關鍵技術研發(fā)及應用”兩個項目，雙雙獲得中國有色金屬工業(yè)科學技術獎一等獎。

技術創(chuàng)新乃國之重器，也是目前我國工業(yè)轉型的關鍵所在。在我國有色金屬工業(yè)發(fā)展中，不乏有在科技創(chuàng)新的道路上孜孜以求的先行者，中國瑞林就是其中的代表。掌握具有自主知識產權的創(chuàng)新技術始終是中國瑞林增強核心競爭力的不懈追求。在中鋁東南銅業(yè)寧德40萬噸銅冶煉基地項目中，中國瑞林總結多個項目成功的工程設計經驗，采用了雙旋浮銅冶煉、非衡態(tài)高濃度制酸等擁有自主知識產權的世界先進技術和裝備，特別是自主研發(fā)的“雙向平行流高電流密度銅電解”新工藝在中鋁東南銅業(yè)首次實現了大規(guī)模的工業(yè)化應用，各項指標均達到國際領先水平。

同時，以瑞林智造為支撐，為工藝量體裁衣自主制造了國產化的相應設備，形成了工藝技術與設備交相輝映、相得益彰的良好格局，推進了我國的銅工業(yè)向科技型工業(yè)的強勢轉化升級，在我國銅電解歷史上，再一次豎起了屬于瑞林人的技術豐碑，令世界矚目。

孜孜以求

以科技引領銅工業(yè)強勢升級

在銅電解行業(yè)中，采用高電流密度，意味著更高的單位面積產能和更高的生產效率，在合理范圍內追求高電流密度已成為銅電解工藝發(fā)展的趨勢，但是常規(guī)不銹鋼陰極電解技術電流密度一般為280～320A/m2，如果進一步提高電流密度，往往會出現濃差極化和陽極鈍化等現象，導致陰極銅質量難以達標，能耗飆升。要突破這個技術瓶頸，必須在銅電解工藝技術上進行大的變革，改變傳統電解槽內的電解液流場，增加電解液與陰極的接觸機會。

瑞林人在近20年的時間里孜孜以求，其技術雛形“雙向平行流循環(huán)”于上世紀90年代初首先在沈新10萬噸銅電解項目中應用。由于受當時材料和裝備技術的制約，雖然電流密度和陰極銅質量比常規(guī)銅電解有所提升，但未能實現高電流密度的生產。2012年，中國瑞林借助國家銅冶煉和加工工程技術中心平臺，與江西理工大學、杭州三耐環(huán)?？萍脊煞萦邢薰尽⒔縻~業(yè)公司貴溪銅冶煉廠、瑞林裝備公司等單位合作，進行聯合攻關。通過基礎理論和計算機仿真研究、水力模擬實驗以及在貴溪冶煉廠銅電解生產系統進行的工業(yè)化試驗等過程，反復調整工藝參數、優(yōu)化裝備結構，終于攻克了一道道技術難關，最終創(chuàng)立了銅電解雙向平行流循環(huán)方式及最佳流場技術，研究出雙向平行流技術和功能一體化精準集成的專用電解槽，開發(fā)了高精度自動化起吊設備和出裝槽控制系統，再通過集成平衡導電、高位槽直接供液等技術，形成了先進的雙向平行流高電流密度銅電解生產工藝和成套裝備。

二十年磨礪

孔雀東南飛開屏舞蹁躚

2016年1月，中國瑞林在中鋁東南銅業(yè)寧德40萬噸銅冶煉基地項目中，提出了采用“雙向平行流高電流密度電解工藝”建設特大型電解工程的總體解決方案，通過準確、詳實的對比論證，盡顯“雙向平行流高電流密度電解工藝”投資成本低、生產運營費用低的優(yōu)勢，獲得了業(yè)主及業(yè)界有關專家的高度認可。

中鋁東南銅業(yè)是世界上第一個實施“雙向平行流高電流密度電解”工藝的特大型電解項目，中國瑞林作為電解項目EPC承包人責任重大。新工藝的先進性勿容置疑，但首次大規(guī)模產業(yè)化實施面臨很多的挑戰(zhàn)。如，在雙向平行流技術極板定位精度要求很高的情況下如何提高出裝槽效率？在大循環(huán)量的條件下如何降低循環(huán)系統的能耗？電解系統采用大跨度且雙跨配置時，怎樣解決一千多個電解槽溶液量和壓力的均衡分配？針對這些問題，中國瑞林在設計和項目實施過程中進行了反復研討和優(yōu)化，制定了穩(wěn)妥的解決方案。項目還充分利用先進的三維設計手段，對電解車間的管道布置進行設計和優(yōu)化，大大減少了施工期間的設計變更，節(jié)約了工程造價和工期。

從2017年2月打樁施工開始，到建成產出合格高純陰極銅，僅僅用了18個月的時間，項目團隊與業(yè)主攜手創(chuàng)造了大型銅冶煉廠設計投產的加速度。項目投產后，充分顯示了“雙向平行流高電流密度電解”工藝的優(yōu)質高效，在電流密度高達360A/m2的條件下，穩(wěn)定地產出符合LME A級標準的陰極銅，而且陰極銅含銀低至3~5ppm，大幅度提高了銀的回收率。在同等電流密度的情況下，噸銅綜合電耗低于常規(guī)電解工藝，與常規(guī)工藝相比可節(jié)約投資20%以上，運行費用降低近10%，主要工藝指標達到國際領先水平。

瑞林智造

為裝備量體裁衣與工藝相得益彰

如果說技術是工藝的靈魂，那么裝備則是實現工藝目標的軀體。為了實現“雙向平行流高電流密度電解”工藝的創(chuàng)新目標，中國瑞林的裝備公司研發(fā)了一系列智能電解裝備：機器人自動剝片機組、陽極整形機組、殘極洗滌機組、電解高精度專用行車、陽極機組斜提升運輸線等。一臺臺以往都需要依靠進口的大型電解設備，在東南銅業(yè)項目中全面實現了國產化。

機器人自動剝片機組作為銅電解設備中集受板、洗滌、剝離、堆垛、稱重、打包等功能于一體的全自動流水線，機械構造復雜，自動化程度高，是銅電解裝備中技術含量最高的設備之一。此次瑞林裝備公司供貨的兩套機器人自動剝片機組首次實現全面國產化并一次性聯調成功，機組實際運行速度可達到500片/小時以上，剝片效率達到了國際一流水平，且生產穩(wěn)定，得到了廣泛好評。

新技術從誕生到成熟，需要一代又一代瑞林人對技術心無旁騖的鉆研精神，以及永無止境的提升工藝和裝備水平的不懈追求。中國瑞林自主研發(fā)的“雙向平行流高電流密度銅電解”工藝在中鋁東南銅業(yè)項目中的成功應用，是對努力實現“成為具有自主知識產權和核心競爭力的國際化工程公司”戰(zhàn)略目標的有力推動。中鋁東南銅業(yè)項目已然成為一張“雙向平行流高電流密度銅電解”工藝應用的亮麗名片，為技術的進一步推廣應用起到了良好的示范效應。2019年4月，隨著廣西南國銅業(yè)一期30萬噸銅電解項目投產，“雙向平行流高電流密度電解”工藝又有了新業(yè)績，而且南國銅業(yè)二期40萬噸銅電解項目繼續(xù)采用該工藝。目前“雙向平行流高電流密度銅電解”工藝在中國已實現了百萬噸級大規(guī)模工業(yè)化應用，成為中國乃至世界銅電解技術進步重要的里程碑。