科创中国

项目以剥离难度最大、最为典型的金属锌为研究对象，通过关键核心技术攻关、技术创新与装备研制，自主开发了有色金属湿法冶炼工序中的多种关键智能装备、智能检测系统、智能管控系统和工业互联网平台，解决了外国“卡脖子”关键核心技术，在我国有色金属冶炼生产领域应用了最新的智能化技术和装备并形成示范效应，在国际上首次实现了国内复杂苛刻工艺条件下的湿法锌冶炼全流程连续化、智能化生产，达到了国际领先水平。本项目成果实施显著提高了锌冶炼数字化、智能化水平，极大地改善了生产环境和安全性，为国内锌冶炼智能工厂的建设提供应用示范，在行业内树立了数字化、智能化转型高质量发展的工程样板，推动锌冶炼行业重大关键技术装备的产业升级，提升我国锌冶炼装备制造业及锌冶炼行业的核心竞争力。项目成果也可推广到铜、铅、锰等的湿法冶炼智能生产，应用前景广阔。

目前，国外进口设备在锌湿法冶炼生产过程中已实现了在工艺条件优良情况下的剥离、熔铸等单个环节自动化作业，但尚未实现全流程连续化、智能化作业。在国内复杂工艺条件下，进口设备仍需要人工辅助进行生产作业。同时限于厂房内仅有的区域有线网络，进口设备的数字化、智能化程度较低。相比国外设备，本项目在国内首次实现了有色金属锌湿法冶炼从阴极剥板到成品金属锌锭装车的全流程连续化、智能化生产，建立了有色金属锌湿法冶炼工业互联网云服务平台和智能化生产管控系统，建成国内最大的年产量150kt的智能化湿法锌冶炼智能工厂，大幅提高了劳动生产率和生产效率，降低生产成本，实现了“机械化换人、自动化减人”的目标，减少生产人员的配置，节约生产资源。

据不完全统计，在有色金属冶炼领域，目前我国仅锌冶炼企业大小超过320家。除云南驰宏、新疆紫金等几家大型冶炼企业采用大极板电解和自动化剥锌外，其余锌冶炼企业的规模小，多采用小极板电解、小电炉熔锌的生产工艺，锌片的剥离、堆码、转运，以及锌锭的浇铸、码垛、打捆、入库等环节均采用人工作业，工艺、装备及生产方式落后，机械化、自动化程度低，能源消耗大，碳排放量高，环境污染严重。

随着国家“双碳”战略的提出，很多规模小、环保不达标的小型锌冶炼企业纷纷关停，政策驱动锌冶炼行业从原本的“小散乱”模式向大型化、规模化、环境友好化的方向转型。同时，随着锌价回暖，许多锌冶炼企业开始加大产能，在旧厂改造的同时也在计划筹建新厂，最小建厂规模都在年产量10万吨以上。因此，锌冶炼企业的大面积产业化改造和大规模装备智能化升级是行业发展的必然趋势，行业内对锌电解剥锌熔铸智能装备的需求无疑会与日俱增。本项目成果大幅提升了我国大型有色金属冶炼企业生产装备和冶炼车间的数字化、智能化水平，对引导有色金属冶炼行业加速完成数智赋能和数字化智能化转型高质量发展树立了成功案例；对加强环境保护，加快有色产业结构调整，促进有色金属工业的持续健康发展，提高资源综合利用起到了重要作用；对带动我国有色金属产业整体技术水平的提升，推动行业的智能化技术进步，促进区域经济、社会发展具有重要意义。由于本项目成果先进，自动化、智能化程度高，展示效果良好，先后已推广至国内外20家企业，形成了良好的示范效应，除已投入应用的企业外，株洲冶炼厂、巴彦淖尔紫金矿业有限公司等国内外多家企业均有引进意象。按照每15万吨产能投入1条电解熔铸成套智能装备计算，当前的市场容量在30条左右，仅成套装备产值粗略估算为50亿左右，装备应用后可为应用企业每年新增总产值估算为150亿左右，推广应用前景十分广阔。

矿冶科技集团有限公司有色金属湿法冶炼大型成套系统装备研发团队正式成立于2011年。团队负责人战凯，正高级工程师，教授，博士生导师，享受国务院特殊津贴专家，是我国金属矿智能开采和锌冶炼智能制造领域著名的学术和技术带头人，俄罗斯自然科学院外籍院士，国家重点研发计划项目首席科学家，科技部“十四五”战略矿产资源开发利用重点专项实施方案和指南编写专家组专家，2019年北京市10大科技盛典人物。曾多次主持负责国家科技重大专项项目、国家科技支撑计划项目，863计划项目及多项省部级项目，共获省部级科技进步一等奖6项，二等奖3项，三等奖4项，参加编著专著3部，以第一作者发表学术论文70余篇。团队现有人员10人，其中正高级工程师3人，高级工程师2人。团队成员均具有硕士研究生以上学历，其中4人具有博士研究生学历。

本项目对湿法锌冶炼关键设备进行全面智能化创新设计，在国际上首次实现了国内复杂苛刻工艺条件下的湿法锌冶炼全流程连续化、数字化、智能化生产及智能管控，并在云南驰宏锌锗股份有限公司会泽冶炼分公司建立示范工程。本项目成果突破了外国“卡脖子”关键核心技术，实现了锌冶炼设备对国产化替代，整体技术达到国际领先水平。与原有进口机组在同等工艺条件下相比，综合生产效率提升25%，工作人员减少82.1%人，能源消耗降低40%。此外，本项目成果也可推广到铜、铅、锰等的湿法冶炼智能生产，应用前景广阔，经济社会效益显著。

本项目依托国家发改委增强制造业核心竞争力专项“15万吨大型锌电解自动化成套生产装备研究开发及产业化示范应用”项目等多个省部级和企业重点研发项目，以云南驰宏锌锗股份有限公司和新疆紫金有色金属有限公司为依托，以矿冶科技集团有限公司、北矿机电科技有限责任公司、株洲火炬工业炉有限责任公司为技术支撑，针对有色金属冶炼中电解工序的智能化程度低、关键设备依赖进口的难题，总结国内外研究开发经验，结合国内冶炼厂生产工艺实际情况，进行关键核心技术攻关、技术创新与装备研制，致力于开发国内高质量、高安全性、高数字化智能化的湿法冶炼技术及电解、熔铸全流程智能化装备和智能生产系统，并建成示范工程。希望通过技术转让的方式进行合作。