黄其兴

黄其兴,有色金属冶炼专家,是中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。开发中国氧气顶吹旋转转炉处理高镍二次铜精矿冶炼技术。是中国富氧熔池熔炼技术开发群体的优秀代表,为中国有色金属冶炼技术的发展做出了重要贡献。

黄其兴 - 简介

黄其兴,1926年5月18日出生于湖南长沙。1943年至1947 年在湖南楚怡高等工业学校矿冶专业就读,其中1944年至1945 年,日本侵略军占领后随校迁移。1949年在湖南人民革命大学学习,毕业后分配到沈阳冶炼厂(简称沈冶)工作,1957年至1959年被派往前苏联莫斯科有色金属设计院和有色金属研究院学习,后到高加索的锌厂和哈萨克的乌期奇—卡缅洛戈尔斯克联合企业实习。1985年曾在对外经济贸易大学继续教育学院学习结业。

1948年,黄其兴参加了水口山炼铅厂的战后恢复工作,任技术员。该厂是中华人民共和国成立前惟一的用当时所谓“洋法”生产有色金属的古老冶炼厂,至今已有一个世纪的历史,也是中国工人运动发源地之一。抗日战争时期,该厂被日本侵略军炸成一片废墟。抗日战争胜利后,南京国民政府只顾打内战,无力恢复。他和几个刚从学校毕业的学生带领工人修复工厂,并从多年积存的矿石堆中挑选富矿,开炉冶炼,恢复了小规模生产。

中华人民共和国成立后的三年经济恢复时期,黄其兴在沈冶先后任铜电解、铅和金银冶炼的技术员、工段长、工程师。该厂是日本侵略军为掠夺中国资源而建的,工艺设备陈旧,金属流失严重,指标落后。黄其兴进厂后,深入实际调查研究,通过试验完成了提高铜电解电流密度、改造铅鼓风炉,改变阳极泥处理车间的脱铜工艺等技术革新,提高了工厂的技术经济指标。1952年,国家对沈冶进行更新设备、扩大规模的技术改造,黄其兴担任专业设计负责人,也担任过总设计师。

1954年,黄其兴从沈阳调到现北京有色冶金设计研究总院任冶炼科专业组长。那时,刚刚建立的设计院担负着国民经济和社会发展第一个五年计划繁重的设计任务,除配合前苏联援建的重点项目设计外,还承担了旧厂改建和大型冶炼厂新建的设计。年轻的黄其兴被任命为我自行设计的年产10万吨锌、3万吨铅的株洲冶炼厂(简称株冶)的总设计师。他怀着把祖国建成强大国家、一洗百年耻辱的使命感和责任心,孜孜不倦地学习,全身心地投入到设计工作中去。后来株冶工程总设计师虽几易其人,但最终还是按黄其兴当年奠定的基础建成的。直到20世纪90年代中期,该厂一直是中国规模最大,工艺最先进的现代化铅锌冶炼厂。改革开放后。欧美国家的一些同行参观该厂后,赞叹它具有同时代的国际水平。

1959年,甘肃河西走廊发现了一个大型镍矿,中央决定尽快开发,以满足国家对镍这一战略物资的需要。刚从前苏联回国的黄其兴被委派担任金川工程(今金川集团有限公司,简称金川)第一任副总设计师兼现场设计组组长。此时正逢国家三年困难时期,作为第一批建设者,他带领设计组的同志迎着困难,开赴荒漠的戈壁滩,在帐篷或在简陋的“干打垒”中办公,吃过黑馒头,尝过骆驼草。在全体建设者的努力下,克服重重困难,终于在1963年建成了采、选、冶一期工程和全套冶炼试验基地,成为中国第一个初具规模的镍生产联合企业。攻克了高氧化镁难熔矿石鼓风炉直接冶炼的技术难关,为国家提供了急需的镍。

1964年,黄其兴任白银有色金属公司(简称白银)现场设计队副队长,主要负责处理白银小铁山铜铅锌多金属矿的冶炼厂设计。他作为该工程的技术负责人,自力更生,从半工业试验开始,参考英国帝国熔炼法开发了处理含铜高的铅锌混合精矿密闭鼓风炉冶炼工艺,建成了白银第三冶炼厂(简称三冶)。

“文化大革命”期间,黄其兴一直在现场努力工作,往返于金川和白银之间。在金川,他倡议和亲自组织二次铜精矿用氧气顶吹旋转转炉直接炼粗铜的试验研究,并建成投产。他组织了改造金川第一钴车间的设计,建成后顺利投产,使金川开始生产钴。他还组织完成了从含贵金属的铜镍合金中提取铂、钯、锇、铱、钌、铑等金属的车间以及贫化电炉处理转炉渣回收钴的设计。

在白银现场,他坚持修改了三冶受“文化大革命”干扰出现的一些重大设计问题,使该厂的铅锌密闭鼓风炉顺利投产。与此同时,黄其兴还抽时间整理过去积累的经验和资料,为《镍冶金学》、《铜镍矿电炉熔炼》等专著的出版做准备。

改革开放以后,黄其兴考察了近10个国家,多次参加国际会议,消化一些引进的技术和国内技术创新相结合,对一些老冶炼厂进行技术改造并卓有成效,他多次获得国家和省部级科技进步奖。1985年在沈冶改造中,开发了半连续作业的烟化炉,并在废渣和余热综合利用上有新的突破,获中国有色金属工业总公司科技进步三等奖;1989年参与开发白银铜的富氧熔池熔炼,获国家科技进步一等奖;1995年在大冶冶炼厂(简称大冶)开发了新型密闭转炉炼铜新技术,获中国有色金属工业总公司科技进步二等奖;1992 年在西大屯炼锌厂开发了电炉蒸馏法炼锌新工艺,科技日报在头版头条作了报道。90年代在大冶改造消化引进诺兰达富氧熔池熔炼时,对国外引进的技术做了一些改进和技术创新,增加了计算机控制,使该技术在中国应用时,水平较国外提高了一步,指标也优于国外同类企业,经过鉴定,1999年获国家有色金属工业局科技进步一等奖。

半个世纪以来,中国有色金属工业从无到有,从小到大,从手工操作到计算机控制,正在走向世界先进行列。作为一个与共和国同经风雨的科技工作者,黄其兴在中国有色金属工业战线上不懈地战斗了50多个春秋,为中国有色金属工业的发展和技术进步做出了重要的贡献。1981年,他加入中国共产党。80年代他以自己的理论和实践知识为国家培养研究生。1987年晋升为教授级高级工程师。1989年离休后,应聘在原岗位工作至今,并受聘兼任中国国际工程咨询公司咨询专家。1991年他曾经应聘担任由美国金属矿物材料学会和加拿大矿冶学会组织的铜国际会议咨询委员会委员。1999年享受政府特殊津贴。

黄其兴 - 简历

1926年5月18日 出生于湖南长沙。

1943~1947年 在湖南楚怡高等工业学校矿冶专业学习。

1948~1949年 任水口山矿务局炼铅厂技术员。

1949年 在湖南人民革命大学学习。

1950~1953年 任沈阳冶炼厂技术员、工段长、工程师。

1953~1957年 任北京有色冶金设计院工程师、总设计师。

1957~1959年 俄文培训后派往前苏联学习。

1959~1989年 任北京有色冶金设计研究总院专业组长、所副总工程师、总设计师、教授级高级工程师。

1989年 离休。

黄其兴 - 科学成就

攻克高氧化镁难熔镍矿石鼓风炉熔炼的难题

20世纪60年代中以前,中国基本上不产镍,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。

开发含铜高的铅锌混合精矿密闭鼓风炉熔炼技术

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。

开发中国氧气顶吹旋转转炉炼镍的技术

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,并在中国炼铜史上应用氧气冶炼,实现了零的突破。

中国铜富氧熔池熔炼技术开发群体的优秀代表

中国在20世纪五六十年代建设的铜冶炼厂都是采用传统流程,即鼓风炉、反射炉或电炉熔炼。当时世界各国炼铜厂大体上也都采用这些流程,它最大的问题是冶炼强度低、能耗高、环境污染严重。进入60年代以后,工业发达国家对环保和节能日趋重视,开始对传统炼铜工艺进行研究改造,其途径不同,但总的趋势是富氧强化熔炼。熔炼过程采用富氧鼓风,提高熔炼强度,尽量利用反应热达到自热,以便少或不消耗矿物燃料,降低能耗,减少烟气量,提高烟气中二氧化硫浓度,从而利用烟气制酸,消除环境污染。鉴于中国炼铜厂数量多、分布广、规模中等、原料来源复杂的状况,对大部分中国炼铜厂的改造来说,更适合于富氧熔池熔炼。白银铜冶炼厂在70年代将其原有反射炉改成两侧鼓风的液态鼓风炉(又称白银炉),即具有熔池熔炼的雏形。1987年,在黄其兴的主持下,根据国内外的实践和经验,设计将其改为富氧熔池熔炼,所有指标大幅度提高,床能率提高一倍,燃料消耗降低一半,烟气中二氧化硫浓度提高两倍,该技术获得国家科技进步一等奖。

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中国后,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。

黄其兴 - 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 Huang Qixing.The development f copper industry in China.CHILE,Proceeding of international conference“copper 87”,1987

4 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

5 Huang Qi Xing.Development of Baiyin bath smelting process with oxygen enrichment CANADA,Proceeding of international conference“copper 91”,1991

6 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

黄其兴 - 参考资料

[1] 中国数字科技馆 http://m.cdstm.cn/zhuanlue/persondetails.jsp?personid=170028

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