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杰工/杰青: 杰出工程师奖
杰工评选届别: 第三届杰出工程师奖

曲胜利,1966 年出生于山东省烟台市,工程技术应用研究员,现任山东恒邦冶炼股份有限公司(以下简称恒邦股份)总工程师、中南大学兼职教授、博士生导师。作为公司工程技术负责人,他先后主持建设了恒邦股份两段焙烧项目、金精炼技术改造项目、复杂金精矿综合回收技术改造项目、提金尾渣综合回收项目、湿法黄金冶炼废渣无害化处理项目等十几个在国内有较大影响的重大技术改造工程,助推恒邦股份迅猛成长,稳健盈利,迄今已连续八年入选中国《财富》500 强;在中国黄金协会公布的中国黄金十大冶炼厂榜单中,连续四年蝉联第一名;在国内国际有色冶炼行业名列前茅, 成为世界有色冶炼技术的创新者和引领者。

2010 年,他主持建设的“造锍捕金”工艺系统建成投产,该工艺核心技术“氧气底吹熔炼造锍捕金处理复杂金精矿技术开发与应用”,获得了2017 年度中国有色金属工业科学技术一等奖。2013 年,他主持建设的“高铅提金” 工艺系统建成投产,该工艺的核心技术“难处理多金属混合铅物料低碳熔炼综合回收新技术研发及产业化应用”获得2013 年度中国有色金属工业科学技术一等奖,“底吹熔炼—熔融还原—富氧挥发连续炼铅新技术及产业化应用”获得2016 年度国家科学技术进步二等奖。

2014 年,由他负责自主研发的“高砷难处理矿富氧熔炼收砷关键技术的研发与工业应用”取得国际领先的重大突破,项目获得2016 年度中国有色金属工业科学技术一等奖。工作之余,他把从事黄金冶金三十年的科研成果及其宝贵经验,组织编写成25 万余字的《黄金冶金新技术》专著,由冶金工业出版社正式出版发行,在行业内外引起强烈反响和关注。作为企业技术带头人,他还担任中国有色金属学会重冶学术委员会专家委员、创新发展工作委员会副主任委员等专家领导职务,参与行业的发展规划及重大技术研讨论证。2011 年,国家人力资源和社会保障部、中国黄金协会联合授予曲胜利“全国黄金行业劳动模范” 称号;2016 年,他成为国务院授予的国家科技进步二等奖获得者;2017 年,又荣膺“科学中国人年度人物”。

 

初出茅庐,把湿法冶金工艺推向新高度
 

在20 世纪70 年代以前,中国的黄金冶炼严格来讲还没有形成一个独立的产业,全国70% 以上的黄金产量依靠有色冶炼厂回收,只有不到30% 的黄金产量来自于黄金矿山的就地冶炼。1970 年以后,随着氰化法提金工艺的广泛应用,黄金冶炼在中国才逐渐发展成为一个独立的产业。

1988 年,恒邦股份的前身牟平县氰化厂开始筹备建设。同年,刚刚大学毕业的曲胜利就作为公司招聘的首批大学生加入了企业。1990 年,公司首期黄金冶炼生产线建成投产,该生产线采用的就是氰化法提金工艺。氰化法提金工艺大致可以分为两类,一类是直接氰化,主要处理常规金精矿;另一类是先氧化预处理再氰化,主要处理复杂型金精矿,也称难处理矿。氧化预处理的方法有多种,焙烧氧化是一种被实践证明的最为有效和应用最广泛的方法。恒邦股份采用的就是这种方法。从建厂一期工程到二期工程,作为技术人员的曲胜利,全程参与了项目的设计、建设和生产组织,在这一过程中他也逐渐成长为该工艺技术的行业顶尖专业人才。但是一直以来,黄金回收率低、杂矿处理水平差、生产规模受限制等问题始终困扰着他。

1999 年以前,恒邦股份氰化系统氰渣金品位一直在3g/t 以上,这也就意味着有大量的黄金得不到回收,而白白浪费。曲胜利对此是看在眼里、急在心上。为了解决这一问题,他请教了国内几乎所有的专家,查阅了行业内无数的专业书籍和论文,但是都没有得到很好地解决方法。他只能扑下身子扎入一线,在生产流程中观察、总结。一次偶然的机会,由于焙烧炉冷却管束出现漏点没有及时修复,致使大炉焙烧温度比平时低了100 多度,而这段时间内黄金的回收率却比以往高了许多。技术人员特有的专业嗅觉,使细心的曲胜利意识到:是不是原来750 度以上高温焙烧的行业普遍做法存在错误? 

他突然考虑起了这个问题。于是,他又反复试验,将炉温控制在600 度左右时,得到了回收率最高的结论。从此,公司氰化系统氰渣金品位降到1g/t 左右,黄金的回收率一下子提高了5%,在行业内产生了轰动。

低温焙烧在恒邦股份取得成功后,曲胜利又将技术进步的工作重心放在了复杂含砷矿的处理领域。由于砷元素在黄金冶炼过程中属于有害元素,会严重影响金属回收率,所以国内很多科研机构和黄金冶炼企业一直将此作为重点攻关课题。2004 年,恒邦股份在国内率先引进了瑞典波立登公司的两段焙烧技术,该技术被认为是当时全世界最先进的处理含砷矿的生产技术。但是在该技术关键的收砷环节,恒邦股份引进时与技术供应方产生了重大分歧。以曲胜利为代表的中方科技人员认为瑞典的技术有一定的局限性,而且技术转让费异常高昂。最终,恒邦股份放弃了他们的技术。放弃了这一技术不代表放弃了这一目标。曲胜利带领专业技术人员与国内相关科研院所合作,经过反复验证和生产实践,最终一举突破了骤冷干法收砷技术。将入炉物料砷的品位由行业内普遍的1% 以下,一下子提高到了6% ~ 7% 的水平。这一重大提高,极大地冲破了公司在原料市场上的限制,让恒邦股份成为国内复杂矿处理水平遥遥领先的企业。

虽然这些进步让恒邦股份的技术指标在行业内达到了领先,但是焙烧预处理的生产规模限制问题在全行业还是一个难题。炉子过大,对于后续的收尘、收砷、制酸等都是一种挑战。但是在曲胜利眼里,这都不过是一个过程而已,早晚会得到解决。2013 年,在他的主持下,亚洲最大的沸腾焙烧炉在恒邦股份建成,而且实现了持续平稳运行。曲胜利再次用实际行动证明了他的坚守与努力。

虽然湿法冶金工艺在当今环保标准下已经走到了生命的末端,即将被新的工艺所淘汰。但是在其发展过程中却为中国黄金行业、为中国成为第一黄金生产国立下了汗马功劳。我们不能忘记那些为了增强湿法冶金生命力而付出艰辛的中国黄金冶炼行业的科研工作者和工程师们,曲胜利就是其中的杰出代表。

 

厚积薄发,把火法冶金工艺引入黄金冶炼

 

2006 年,恒邦股份开始筹备上市。为了壮大企业规模、提升企业的综合实力,公司决定利用上市后的募集资金建设一套处理复杂矿的生产系统。采用什么工艺,在当时确实成为困扰企业决策者的一大问题。以曲胜利为代表的技术负责人员经过多方考察,最终为公司提交了引进富氧底吹熔炼造锍捕金技术的方案。2008 年7 月,运用该技术的复杂金精矿综合回收技术改造项目正式动工,曲胜利任现场总指挥。

因为该项目采用的工艺和设备在恒邦股份所有专业技术人员面前都是崭新的,所以曲胜利不敢有一点懈怠。从项目开工建设到建成投产的将近两年时间里,他每天都穿梭于工地的各个角落,每天都与工程项目小组的专业人员探讨交流各种技术问题。他那句“辛苦一年、幸福一生”的座右铭成为全公司工程技术人员的永恒信念。2010 年4 月,项目一次性开车成功,这一壮举在行业内传为佳话。然而在曲胜利看来,项目开车成功只是一个新的开始。

氧气底吹工艺最早应用于铅冶炼,后来在铜冶炼中也取得了成功,而恒邦股份采用该工艺的初衷是金冶炼、处理复杂矿,特别是含砷矿。如何达到这一目标,已经走上主要领导岗位并担任第一技术负责人的曲胜利踌躇满志。他带领公司工程技术团队访专家、求学者,参加各类学术研讨会议,到国内外同行业冶炼厂考察学习,深入一线研究工艺、积累数据。最终,在与中国恩菲等相关科研院所的合力攻关下,恒邦股份攻克了利用富氧底吹炉处理低铜高金矿、在富氧底吹炉实现骤冷干法收砷、将底吹炉与吹炼炉烟气实现分离等一系列重大难题,使冶炼工段工艺指标达到行业最先进水平。并且还创新性地引入离子液脱硫、酸性废水硫化氢硫化处理等三废治理的新手段,做好清洁冶金的文章。尤其是氧气底吹熔炼+ 骤冷干法收砷技术的突破,解决了全世界处理高砷物料的难题,使复杂精矿有效处理成为现实, 在全球同行业内产生了重大影响。该技术也被评为2016 年度中国有色金属行业科技进步一等奖,并进入国家科技进步奖的推选名单。

将氧气底吹技术应用于黄金冶炼取得重大成功后,曲胜利带领的团队并没有停下探索的脚步。富氧底吹熔炼造锍捕金工艺是以铜为捕收剂回收金银等贵金属,铅也是金银的良好捕收剂的原理又立刻被曲胜利及其团队注意到。于是,新的创新举措随即摆在了他们的面前。2011 年,恒邦股份利用二次融资募集资金建设了高铅提金系统。该项目采用的工艺就是以铅为捕收剂进行金银等贵金属的综合回收。有了火法冶金项目建设和生产的经验积累,曲胜利及其团队在新的项目建设和技术改进方面显得得心应手。他们与中国恩菲等相关科研院所通力合作,开发了粉煤喷吹熔融还原新技术,以双底吹和三炉联动来处理复杂金精矿、提金尾渣和各类含铅物料, 综合回收金银等贵金属。在项目建设过程中,曲胜利及其团队对项目设计进行了多项大胆改进,创造了五个“世界第一”:第一家成功应用粉煤底吹还原技术的企业,第一家成功应用保尔沃特渣处理设备替代传统的水池水淬的企业,第一家在底吹熔炼系统应用骤冷收砷技术实现烟气收砷的企业, 第一家成功运行三连炉联动生产系统的企业,第一家在电解工段成功应用煤气蓄热燃烧器的企业。该项目采用的技术获得了2013 年度中国有色金属行业科技进步一等奖、2016 年度国家科学技术进步二等奖。作为获奖者代表,曲胜利也登上了国家科学技术奖励大会的中国科技最高领奖台。

为了保持公司在行业内特别是原料市场上的竞争力,2017 年恒邦股份又投资建设了湿法黄金冶炼废渣无害化处理项目。项目采用侧吹熔池熔炼工艺,虽然工艺路线看似传统,但是在曲胜利及其团队的创新支持下,生产工艺环节已经进行了多项改进和提升,一项崭新的工艺技术又将呈现在行业面前。正像曲胜利常讲的,冶金企业要永远走有技术支撑的道路,在技术创新方面要永远走在行业前面;别人不能处理的矿我们能处理、别人能处理的我们处理得更好,这就是效益。作为一名在基层成长起来的冶金工程师,这样的话语道理虽浅显,但其背后的艰辛与困苦,也许只有真正的同行才能体会到。

火法冶炼黄金解决的不仅仅是氰化提金工艺产生氰化物污染环境的问题,而且也为矿产资源中的稀贵金属得到综合回收奠定了基础。目前,恒邦股份可以综合回收的各类稀贵金属已达10 余种。在恒邦股份的示范下,这种工艺如今已逐渐被行业认可,中国黄金、灵宝黄金等国内多家黄金企业集团纷纷建成了类似生产系统。显然,曲胜利在这一新的历史潮流中又一次充当了弄潮儿。多年的积淀,曲胜利也在行业里树立了自己的威望,先后被中国有色金属学会重冶学术委员会聘为专家委员、创新发展工作委员会副主任委员等职务,2017 年,又被中南大学聘为兼职教授、博士生导师,并荣膺“科学中国人年度人物”等称号。

 

大展身手,构建冶金材料产业链
 

在黄金冶炼行业拼打了三十年的曲胜利,不仅积累了丰富的专业技术经验,而且对行业的发展也有了深刻的认识和独到的见解。如今,冶炼行业在新的环保标准下困难重重,湿法冶金已经面临淘汰,而且恒邦股份多条氰化提金生产线已经关停。火法冶金虽然展现了强劲的生命力,有很大的优势,但是面对如今易处理矿产资源越来越少的局面,黄金冶炼行业也需要谋求新的发展动能。特别是在国家高质量发展成为主旋律的大背景下, 谋划新的格局已是迫在眉睫。

“任何事物都有不利的一面,也有有利的一面。”这是曲胜利常说的一句话。既然环保的门槛越来越高,成了企业的生命线,我们就要在环保上下功夫、做文章。曲胜利深谋远虑,提出了“做环保就是做产品”的创新理念,并进一步提出了“有价元素全产品化、绿色发展零废弃物”的目标思路。资源化治污的理念被曲胜利及其团队很快应用到实际生产中。砷是冶炼行业最头疼的元素,它影响工艺流程、影响职业健康、影响环境保护。但是砷也是有价元素,也有着广泛的工业用途。如果将其产品化,甚至高端化,岂不就解决了这个问题吗?

在这一思路的指引下,曲胜利及其团队又一次开始了新领域的学习和研究。2017 年,恒邦股份金属砷生产线建成投产,将冶炼过程中回收的有剧毒的三氧化二砷转变成了无毒的金属砷。这一思路立刻受到同行的关注。恰逢“十三五”国家重大专项的选题,恒邦股份的这种做法毫无疑问得到了课题小组专家的青睐。2018 年,国家重大专项之固废资源化“铜冶炼危废源头减量及全过程控制技术与示范”项目正式将恒邦股份纳入课题组, 并作为工程示范基地承担了其中6 项子课题中的2 项。

然而,曲胜利对此并没有满足。普通金属砷的工业用途有限,而且价格也不高,但是高纯砷(7N)就大不一样了,不仅价格呈几何倍增长,而且用途广泛。作为一种新型材料,其化合物砷化镓、砷化碲、砷化铟等已经广泛应用于微电子、光电子领域,在航空航天、5G 通信、军工等行业已发挥出重要作用。曲胜利敏锐地捕捉到了这一行业前沿讯息。想到了、认定了,就要干。在2018 年恒邦股份年度工作会议上,曲胜利要求高纯新材料项目在2019 年一定要见到产品。恒邦股份规划设计的高纯金属新材料项目不仅生产高纯砷,还将生产高纯锑、高纯铋、高纯碲等高端材料。这些材料都是科技前沿和国之重器的必需材料,长期以来都受到国外的技术封锁和限制。曲胜利的新决策就是要冲破这种限制,让中国的核心装备用上自己的材料。

工程师,在我们常人眼里可能就是一种称谓,或者一种职业,而杰出工程师带给我们的并不仅仅这么简单。曲胜利在冶金行业奋战的这三十年,也是中国深入推进改革开放、重新走向世界舞台、引领世界发展的三十年。我们见证了中国奇迹,也见证了中国建设者们优秀的品德和高尚的情怀。作为一名冶金工程师和基层科技工作者,曲胜利在扎实推进中国黄金冶炼技术不断改进、提升的同时,也向世人展现出了大国建设者们所特有的品德和情怀,也许这就是他一生为之追求的金色梦想。

(本文节选自中华国际科学交流基金会编写、高等教育出版社出版的《当代杰出工程师(第一辑)》一书,未经许可,不得转载或引用)