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科技创新:金川集团走向世界的“金字招牌”

2014-10-24

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  有这么一家企业,其成长的历史就代表了中国镍钴工业的兴衰成败;

  有这么一家企业,从1972年到2013年共举办20次科技攻关大会,与会者都是中国有色金属及相关领域的精英和知名科研院所、高校的权威专家;

  有这么一家企业,继1989年摘得国家科技进步特等奖之后,2013年同时获得科技进步一等奖和一个科技进步二等奖。

  这家企业,就是位于甘肃金昌的金川集团股份有限企业。

  历经天华成此景,人间万物出艰辛。当问及金川的魅力所在,金川集团董事长杨志强谦和地说:“金川有几十年科技创新的传承,可以说科技创新是金川的传家宝”。

  了解金川,需要细品慢嚼,它既有攻坚克难的传统基因,又充满了创新驱动的现代因子……

  彭科峰  胡巧军

  是什么成就了金川和中国的镍钴工业?——科技创新

  谈到金川,大家总是离不开“镍”,更绕不过共和国“缺镍少钴”的那段历史。

  镍,排在《元素周期表》第28位,它是一种银灰色的有色金属,作为重要的合金材料,也被称为“工业维生素”。没有镍,工业金属材料会得“软骨病”。当前,镍和钴广泛应用于钢铁、机械制造、航空航天、石油化工、电子电池及军事国防等国民经济领域,是一种十分重要的战略物资。

  金川镍矿发现之前,中国一直被视为“贫镍国”,曾经中国要拿出73吨小麦和15吨对虾才能换到1吨进口镍。

  1958年,甘肃省地质局祁连山地质队在永昌白家嘴发现的一块孔雀石,点燃了中国镍工业的希翼。这一发现即刻牵动了中国高层,在国家极度困难的时期,建设大军、专家、学者、工程技术人员仍迅速从四面八方赶来,开进戈壁荒滩,拉开了中国镍基地建设的大幕。

  “老金川”张卫中回忆说:“大家开始对镍的生产建设知之甚少,几乎没有什么概念,金川的工程技术人员和第一批来到金川的北京有色冶金设计研究院科研设计人员一道,骑自行车、背着图纸、跑现场解决设计问题。为了施工,赶设计任务,他们日夜绘图,每天都忙到深夜。当时所有人就是一个信念,早日生产出大家自己的镍。”

  1958年,金川矿床被发现,次年,开始开发建设。

  1963年10月,金川镍矿一矿区正式出矿。

  1964年,生产出第一批电解镍。

  1965年,提炼出第一批铂族金属。

  1966年,一座由我国自行勘探、设计、施工,设计生产能力为1万吨,全部利用国产设备的电解镍采选冶联合企业,崛起在大西北的戈壁滩上。

  1971年,生产出电解铜。

  短短十几年,金川人白手起家,自力更生,迅速打通了生产流程,填补了我国镍钴生产工艺技术的空白,奠定了中国镍钴生产工艺技术体系的初始基础。

  在1978年的全国科学大会上,金川被列为全国矿产资源三大综合利用基地之一。此后,在国务院的领导下,围绕金川资源综合利用,长期持续大规模的科技联合攻关,并及时将科研成果转化为现实生产力,金川镍工业技术步入世界先进行列。

  2010年第19次金川资源综合利用科技攻关大会上,正式启动了市场经济模式下的新一轮科技联合攻关。由此,金川集团的创新驱动战略迈上了快车道。

  金川集团董事长杨志强曾有感而发:半个世纪以来,金川人在甘肃河西走廊龙首山下一个原本地图上找不到名字的小村庄,谱写了中国镍钴工业从无到有、从小到大、从弱到强的华彩乐章。今天的金川集团,镍产量全球第四,钴产量全球第二,铜产量中国第三,铂族金属产量中国第一。

  “金川的发展史,是一部科技创新史。大家坚定地认为,没有创新就没有金川的现在,没有创新更不会有金川的未来。”杨志强说。

  金川的“大智慧”从哪里来?——以企业为主体的“科技联合攻关模式”

  失败的企业其原因各有不同,成功的企业却有着相同的基因——自主创新。

  金川的自主创新有什么秘诀?它不是关起门来的“自己创新”,而是充分发挥科研机构优势的联合科技攻关。在这条路上,金川集团摸索了几十年,最终形成了自己的独特模式。

  据统计,建厂55年来,金川集团先后召开了20次科技攻关大会。

  1972年1月24日,金川召开第一次资源综合利用科技大会。1978年起,时任国务院副总理方毅同志9年时间8次亲临金川,主持科技联合攻关,组织全国50多家科研院所、高等院校和建设单位,围绕金川资源开发与综合利用,开展了跨系统、跨行业、多层次、多学科的科技联合攻关,奠定了金川科技创新的坚实基础,形成了具有金川特色的科技创新模式。自此,一直到上世纪80年代末,金川共开展了660项专题试验研究,取得重大科技成果260项,其中,158项获省部级以上奖励,12项达到国际先进水平。

  1989年,金川资源综合利用项目获“国家科技进步特等奖”,金川企业实现了发展史上第一次飞跃,成为国内依靠科技进步发展企业的典范。

  上世纪90年代,金川二期工程投产,其生产规模进一步扩大,镍产量达到4万吨,从而确定了金川在我国重有色金属行业的龙头地位,也使金川跻身于世界大型现代化镍生产企业行列,有力提升了我国镍钴工业整体水平。目前,金川集团已成为世界上极少数能够将多种有价金属在同一工厂内实现分离提纯的企业,矿石中伴生的21种有价元素已有16种得到提取利用,资源综合利用水平和主要技术经济指标居世界先进水平。

  2010年12月,成功召开第19次金川科技攻关大会后,金川全面启动了新一轮联合攻关。在新一轮科技联合攻关中,金川着力改造提升传统产业,加快发展循环经济;着力培育战略性新兴产业,推动企业产业结构调整和产业升级;并以重大课题研发团队为主体,不断吸引基础理论、工程应用等方面的高层次人才加盟,构建责权明晰、优势互补、合作共赢的科研攻关新模式。

  正是在第19次金川科技攻关大会期间,金川集团除与东北大学、昆明理工大学、西安建筑科技大学等13所高校继续开展全面校企合作外,还联合中南大学、兰州大学、北京矿冶研究总院、中国恩菲工程企业等国内18家知名高校、研究院所和企业,共同创建了“镍钴资源综合利用产学研创新技术联盟”,致力于我国镍钴资源综合利用关键和共性技术难题的解决;并联合北京科技大学、瑞典国家冶金研究院等国内外著名高校和研究院所,成立了“有色金属冶炼渣资源化再利用联合实验室”,进行有色金属冶炼渣经济利用技术难题的攻关,研发了一批具有世界领先水平、拥有自主常识产权的先进技术与装置,切实增强我国镍钴工业的国际竞争力。此外,金川围绕企业技术需求,有效整合科技资源,先后在中南大学、南京大学等四所大学建立联合实验室,并根据攻关课题需要,聘任和引进了一批国内外知名专家学者、拔尖人才引导或从事金川科技攻关工作。

  2013年4月,在金川第20次科技攻关大会上,杨志强向与会专家、学者提出了金川面临的金川深边部地质找矿、选矿系统贵金属回收技术提升、镍冶炼系统工艺优化提升等10大生产技术难题,并表示,金川企业今后将加快发展镍钴及贵金属等高端战略性新兴产业,通过深化科技联合攻关,创新科技攻关机制,推动金川发展。专家们认为,金川从1978年开始由国务院组织联合科技攻关后,经过三十多年的持续发展,探索出了一条具有金川特色的科技发展之路。

  自主创新靠什么保障?——完备的技术创新体系、人才队伍建设和常识产权保护

  没有完备的体系建设,成就不了金川集团今天的辉煌。

  多年来,金川集团不遗余力地在完善“科学合理、富有活力、更有效率”的体制机制上下功夫,在加强协同创新、深化科技联合攻关广度和深度上下功夫,在人才培养机制上下功夫,在常识产权保护上下功夫,确保落到实处、见到实效。

  总体上来说,金川集团致力于完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系建设。具体来说,就是以金川为创新主体,坚持走产学研联合攻关的创新之路。科研院所承担合作项目中的基础性、前瞻性和系统性研究工作,而金川负责工程化研究及成果的转化和应用。目前,企业已经形成核心层、紧密层以及外延层三个层次的技术创新力量。

  据先容,金川集团技术创新体系的“核心”,包括金川专业研发单位镍钴研究设计院、兰州金川科技园企业和两个国家级企业技术中心,主要任务是解决采矿、选矿、冶金、工艺装备研发、工艺过程自动控制、新产品开发等重大技术难题,发展自主技术,为企业技术升级提供支撑。

  金川集团技术创新体系的“紧密层”,是以各生产厂矿工程技术人员为主体,以群众性技术创新群体为补充,主要任务是开展技术革新、创造发明、合理化建议等职工技术创新活动和选题攻关。金川也因此形成了全员创新的良好氛围,使群众性技术革新成为企业技术进步的基础和基石,并取得了良好的经济和社会效益。

  金川集团技术创新的“外延层”,包括校企合作高校及科研院所、联合实验室、产学研战略联盟等,主要任务是解决与有色金属相关的基础研究或对企业长远发展具有战略意义的技术难题。

  三个层次的技术创新力量,构成了覆盖情报信息、基础及应用研究、工程化研究的技术创新体系,为企业富有成效地开展产学研科研合作构建了坚实的基础,成为企业技术进步的重要支撑。

  此外,作为国家首批创新型企业,金川集团十分注重人才队伍建设,始终注重将企业的发展目标和发展规划与员工的职业生涯规划、个人发展和追求目标结合起来,形成了“适者为才,人尽其才,敬重价值,多元激励”的人才理念,建立起结构分明、梯度合理的各专业、各层次的人才储备制度。

  具体说,首先,通过制定一系列优惠政策,从全国各地引进了千余名紧缺专业本科生和300多名硕士、博士,为企业科技创新及发展提供人才保证;其次,企业始终注重在职员工技术素质的提高,从在职员工中选送培养了140余名硕士和博士研究生,并有近6000名在职专业技术人员的学历得到提升;第三,通过大力开展技术练兵和技能培训,加强一专多能复合型人才的培养,选拔优秀工人到技工培养基地和高等院校脱产培训,培养了一大批掌握现代操作技术、适应未来发展的高级技术工人。

  “这种以企业重点项目为载体的阶梯式人才培养体系,改善了人才结构,取得了良好的成效。截至目前,企业拥有教授级高级工程师、高级工程师1125人,中级技术人员3550人,博士、硕士500多人。 83人组成企业领军人才队伍,22人入选甘肃省领军人才。”杨志强说。

  金川还注重常识产权保护工作,下大力气加强了以专利和标准为重点的常识产权工作;不断加强常识产权的创造、应用、保护和管理工作,深入生产、科研一线,掌握第一手资料,将正在形成的有价值的技术,尽快形成专利文本,申请注册。

  2013年,金川集团申请专利346项,获得授权234项,成为国家第一批常识产权优势企业。截至2013年底,金川拥有专利1012项,其中发明专利136项,国际专利授权1项(日本)。此外,金川还主导镍、钴相关国家标准和行业标准的修订以及标准样品的研制,制修定国家标准58项,制修定行业标准121项,企业企业标准73项,主持制定国际标准1项,参与制定国际标准3项。

  正是完备的技术创新体系、人才建设和常识产权保护,成就了金川的自主创新。

  科技成果如何转化成核心竞争力?——研以致用

  进入新世纪以来,金川集团在镍钴铂族金属采、选、冶及相关新材料领域形成了一批达到国际国内先进水平且具有自主常识产权的核心技术和生产装备,以这些核心技术和设备为基础,相继开发了羰基镍粉、羰基铁粉、四氧化三钴、高纯阴极铜、精硒等几十种新产品,并相继形成了羰化冶金产品、镍基合金产品、银系列产品、镍盐产品、镍钴粉体材料及粉末冶金等产业链。

  战略性新兴产业也有了长足发展。围绕有色金属新材料,开发了电池材料与二次电池、高纯金属、贵金属深加工、粉体材料、气化冶金等系列产品;围绕有色金属精深加工,重点发展铜加工、镍钴加工、钛加工等,成为国内知名的大型电线电缆和铜加工材生产企业及国内镍钴基超级合金生产企业;围绕新能源装备制造,重点发展太阳能真空镀膜和太阳能平板集热器、太阳能集热工程系统,进入太阳能光伏、光热发电关键核心材料和技术领域。

  其中,一批具有世界先进水平的镍钴冶金技术在金川的诞生,有力地推动了我国镍钴铂族金属工业及相关行业的发展。

  集团承担的国家“十五”重点攻关项目——羰化冶金技术的研发与产业化,打破了国外同行对该技术的封锁和垄断,解决了安全、工艺、装备、控制等一系列重大技术难题,建成了500吨/年试验生产线,标志着我国已经全面掌握了这一世界镍冶金的尖端技术。现在,10000吨/年羰基镍项目即将竣工,5000吨/年羰基铁项目已经建成进入试生产。

  富氧顶吹镍熔炼技术,具有节能、高效、环保等优点,年处理镍贫矿100万吨,是迄今为止世界上最大的镍冶炼系统,也是金川循环经济的经典项目;通过消化、吸取、技术再创新建成的世界首座铜合成熔炼炉,已经形成了具有自主常识产权的炼铜新工艺,使金川的铜冶炼技术跃居世界先进行列;而在铜冶金工艺技术和设备上的集成创新,使金川拥有了设备国产化程度最高、技术经济指标达到国际先进水平、能耗和环保进入国内先进行列的大型高纯阴极铜生产线。

  由杨志强担纲的“复杂难处理镍钴资源高效利用关键技术与应用”项目大幅提高了我国镍钴资源利用率,提升了我国镍钴行业在该领域的战略话语权,有效维护了中国镍钴资源战略安全,获得2013年“国家科技进步一等奖”。据统计,该项目曾获省、部级科技进步一等奖8项,国家授权专利39项,其中发明专利14项。其主体技术7项被国家标准采用,依据其研究成果,牵头编制有色行业标准2项、化工行业标准1项。

  依据“复杂难处理镍钴资源高效利用关键技术与应用”项目,金川集团开发出具有若干自主常识产权的“三炉系联动”(顶吹熔炼—闪速熔炼—自热熔炼)的镍冶炼创新技术,以及多炉窑冶炼烟气网络化调配与控制技术。同时,针对冶炼烟气制酸废水处理的复杂性,还开发了废水回收利用技术。这是国内烟气制酸行业最大、工艺最先进的单系列生产装置,拥有多项世界之最,全系统采用专利技术在同行业最多,其干洗塔被加拿大清洁生产专家称为“世界一流,堪称艺术品之作”。这些技术的成功研发,消除了环境污染,实现了清洁生产,其中53万吨硫酸系统尤其值得称道。

  该项目依据自主创新的选冶技术成果,创建了适用于镍铜贫矿开发的级差品位指标界定模型,将镍的可采品位下限从0.5%降至0.3%,实现了残矿及低品位高氧化镁镍矿的资源化,增加资源量24.9%。通过揭示金川矿床侧列尖灭再现成矿规律,发现了新的盲矿体,使镍可采储量增加9.1%。以此投入实践,结果表明,新增资源价值可达2825.88亿元。

  该项目还开发出全氯化介质不溶阳极法制取电积钴生产工艺和气相喷雾法热分解氯化钴技术,解决了液相浮游形态氯气捕集的关键技术难题,建成了代表世界领先水平的钴冶金生产线,打破了国外技术封锁,大大提高了我国在这一领域的国际竞争力,深化了复杂镍钴原料选冶技术的基础理论,提升了镍钴行业的理论水平和技术标准,推动了镍钴行业的科技进步。

  “高应力特大型镍矿床连续开采综合技术” 项目,获得“国家科技进步二等奖”,多项成果达到国际先进水平,有效解决了高应力特大型镍矿床开采的关键技术难题。采矿方法取得了突破性进展,实现了复杂破碎金属矿床的高效率和低贫损开采,推动了我国高应力破碎金属矿山采矿科学技术的进步,创造巨大的直接经济效益。

  是研以致用,保障了科技成果充分转化为企业的核心竞争力。

  科技创新离不开领军人

  科技创新,离不开优秀的“领军人”。

  杨志强,工程力学博士,教授级高级工程师,中国有色金属工业协会副会长,现任金川集团有限企业董事长,可谓金川集团的“领头羊”。

  他从技术员做起,凭借自己的努力,一步步走上领导岗位。他熟悉金川的每一条生产线,也深谙金川科技创新之道。

  作为金川的领军人,杨志强时刻敏锐地观察着全球镍钴行业发展的动向。他清楚地知道,金川自身拥有的世界级镍铜钴资源,为金川参与全球市场竞争发挥着基础保障作用。近5年来,由于我国镍消费需求迅猛增长,镍资源对外依存度已经超过80%,资源安全保障问题凸现。而占中国镍资源储量79.6%的金川镍矿中,品位低于1%的贫矿占63%。要保障国家镍钴资源战略安全,避免受制于人,最有效的途径就是努力培育企业持久的科技创新能力和创新工艺,大规模开发利用复杂低质难处理镍钴资源。同时,应大力实施跨国经营战略,面向全球进行资源配置,依靠科技创新提高资源综合利用水平。

  杨志强认为,金川的出路在“世界”,它的竞争对手并不在国内,而在国外。只有真正走向世界,才能实现基业长青,而实现基业长青,必须始终坚持科技创新,不断提升企业核心竞争力。

  他是这样想的,也是这样做的。

  杨志强先容,刚刚过去的2013年,金川围绕工艺优化、战略性新兴产业和循环经济开展了31项重大科技攻关课题,粗骨料胶结充填、富钴冰铜浸出、选矿新药剂研究等关键技术均取得重大突破;与中国科学院、复旦大学等单位联合构建了协同创新平台和运作机制,企校联合科技攻关的深度和广度进一步拓展;66项科研课题成果已转化应用,12项科研成果获省部级以上奖励,金川成为国家第一批常识产权优势企业。

  “如果说,人们对于金川集团过去的印象只是‘镍都’,那么,今天依靠集团无数科研人员的努力,自主创新已经成为集团新的‘金字招牌’。”杨志强不无自豪地说。

金川,凭借攻坚克难的优良传统,科学完善的技术创新体系,英明果敢的领路人,必将乘风波浪,扬帆远航!

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