金属冶炼是指用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来，并且减少金属中所含的杂质或增加金属中的某种成分，将其提炼成所需要的金属。它分为火法冶炼、湿法提取或电化学沉积。我国古代在铜冶炼和铁冶炼上取得了惊人的成就，但是真正开启以金属硫化物为原料的冶炼技术来自于西方。

金属硫化物冶炼提取金属有两种实现的工艺，一种是烧结+熔炼，如铅金属的冶炼；另外一种是焙烧+电解，如锌金属的冶炼。无论是烧结还是焙烧其实都是脱硫。烧结（焙烧）技术是关键，所有的金属硫化物冶炼技术的技术进步都是围绕该阶段来展开的，用何种能源（煤、炭、油、气还是电）来烧结（焙烧）物料？如何才能使物料的燃烧更充分？用什么样的燃烧炉合适？如何减少污染？等等。后面的电解工艺其实挺简单，工艺改进也更容易，技术进步速度要慢一些。

我国的相关技术从引进、消化、吸收到现在的领先全球经过了漫长的过程。

第一代引进技术为烧结锅—鼓风炉工艺技术，该工艺技术因难以解决污染问题已相继被世界各国所淘汰。第二代为烧结机—鼓风炉工艺技术，为我国科技工作者的改进技术，该工艺技术可使污染情况大为降低。第三代为强化冶炼工艺技术，已经有了我国技术的自主知识产权，如“水口山炼铅法”炼铅工艺，可从根本上解决环境污染的问题。

“水口山炼铅法”即富氧底吹氧化—鼓风炉还原熔炼技术。铅精矿在氧气底吹炉中进行富氧化脱硫熔炼并沉淀产出一部分粗铅和高铅渣块，高铅渣块再在鼓风炉中进行焦炭还原熔炼从而产出粗铅。

该工艺主要由富氧底吹熔炼和鼓风炉还原熔炼两部分组成，其核心技术是富氧底吹熔炼。这种工艺是目前国内应用最多的直接炼铅法之一。它与传统炼铅工艺相比，省去了烧结工序，具有流程短、热利用率高、烟气中SO2浓度高、硫利用率高等特点，较好地解决了环保问题。

2010年在水口山炼铅法的基础上又诞生了豫光炼铅法，即液态高铅渣直接还原炼铅新工艺。它在“底吹熔炼”环节首创了“氧气+天然气+煤粒”相结合的底吹热还原铅的新工艺，优化熔炼条件，提高了还原效率，从而减少了烟气量，降低了烟尘率。

在“鼓风炉还原熔炼”环节用氧气底吹氧化、液态渣底吹还原两段式双底吹全熔池直接炼铅工艺来替代了鼓风炉，取消液态渣冷铸再熔化过程，缩短了工艺流程，减少了占地面积，大幅度降低了能耗和污染物的排放。

开发了卧式底吹还原炉装置，它具有熔炼强度高、密闭性好、热损失低、操作简便、安全可靠、自动化程度高等特点。

2010年10月15日，在中国有色金属协会主持的“液态高铅渣直接还原产业化研究与应用”成果鉴定会上，由中国工程院院士张国成、中国有色金属工业协会教授级高级工程师钮因健、中国有色工程设计研究总院设计大师蒋继穆及中南大学、昆明理工大学等国内9位权威专家组成的鉴定委员会，一致认为“豫光炼铅法已经达到了世界领先水平”。

豫光炼铅法的贡献不仅仅在于发明了一套炼铅的新工艺，而且还在于对其他硫化物精矿的冶炼起到了示范作用。

这里有一组直观数字可以说明问题：

粗铅冶炼综合能耗——烧结—鼓风炉450千克标准煤/吨；富氧底吹—鼓风炉350千克标准煤/吨；富氧底吹—直接还原炉230千克标准煤/吨。

尾气二氧化硫——富氧底吹—鼓风炉800千克/立方米；富氧底吹—直接还原180千克/立方米。(www.daowen.com)

尾气二氧化碳——因为直接炼铅法能耗低，使用天然气，排放量仅为鼓风炉的1/4，尾气二氧化碳减少了70%以上。

液态高铅渣直接还原炼铅技术的成功运行表明：铅总回收率97.5%，金、银入粗铅率分别为97.06%、97.61%，终渣含铅小于2.5%。

这组数据是豫光炼铅法的一些技术指标。

豫光炼铅法的粗铅能耗指标比正在推广的“富氧底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅工艺”低40%左右，仅是传统鼓风炉炼铅能耗的60%。

受富氧底吹熔炼的启发，中国有色金属冶炼专家蒋继穆等在1991年就开始在湖南水口山做氧气底吹法炼铜实验并取得成功。后来经过半工业实验也取得了成功，从而奠定了富氧底吹熔炼铜的新工艺。可惜这项技术没有人敢用。直到2008年，黄河三角洲滨海城市山东东营的一家民营企业——山东方圆有色金属集团冒险做了“第一个吃螃蟹的人”，并且成功了。

这个工艺的好处很多，最主要有以下3点：

一是可以处理的原料来源拓广了，拓宽了企业的原料供应渠道，显著地提高了矿产资源的利用率。可处理的精矿粉有高硫铜精矿、低硫铜精矿、氧化矿、金精矿、银精矿、高砷矿、高硅矿、块矿等，且铜的回收率能达98.5%，金、银等贵金属的回收率也都超过了98%。

二是由于氧浓度高，烟气量小，热损失少，炉料中可以不需要另外配煤。不但节省了燃料及煤燃烧所用的氧气，保证了氧气的充分有效利用，而且还保证了二氧化碳烟气的最小排放量，甚至做到了无碳排放。

三是主装备底吹炉具有的一大优势：产能可大可小，调节范围大。当炉的规格一定时，实际处理料量的能力可在设计值的基础上有50%上下的波动范围。在最初设计时，大、中、小型冶炼厂（即从年产2万吨到20万吨粗铜的企业）可依据自身的情况设计不同大小的炉子，这也是从国外引进的工艺技术所无法比拟的优点。

说起氧气底吹工艺，山东方圆有色金属集团公司董事长拿出一个打火机做比喻：“底吹方式相似于正持打火机，火苗往上冒，外焰温度高，直接与矿粉接触；氧枪与温度低的内焰接触，防止了高温灼烧毁坏。而顶吹方式，相似于倒持打火机，高温的外焰上飘，直接烧烤氧枪，10天左右就要更换一次氧枪，每换一次氧枪就要停产一次，直接损失加上停产形成的间接损失，好比丢失了一辆桑塔纳的钱（10万元左右）。”侧吹也与此相似。而采用底吹工艺，“一年多过去了，如今氧枪还能用”。按10天节省一批氧枪来计算，一年就能节省30多辆桑塔纳的钱。

蒋继穆先生参观完方圆公司的炼铜工艺后激动万分，为这项将近20年前研究的成果产业化而高兴。他说：“我国炼铜工艺不断受制于人，目前我国常用的11种炼铜工艺技术，有10种来自国外。我还想应用恩菲公司整体技术优势，与东营方圆公司一同开发好后续的冰铜连续吹炼工艺，将该技术进一步完善进步，并将它推行到全国乃至全世界，为中国的有色金属行业复兴蹚出一条新路子。”

2012年初，当笔者再次访问这位设计大师时，他兴奋地告诉笔者，我国的金属硫化物矿物冶炼技术已经走在了世界的前头，国外一些知名的有色金属矿业公司主动引进我们的工艺。是啊，经过这么多技术才俊几十年的不懈努力，我们已经成为了金属硫化物矿物冶炼的世界弄潮儿。