中原冶煉廠：《降低大型化底吹爐熔煉過程渣含銅技術研究與應用》榮獲2019年中國黃金協會科學技術獎二等獎

頒獎單位：中國黃金協會

獲獎等級：中國黃金協會科學技術獎二等獎

成果簡介：

采用了我國自主研發的具有世界先進水平的"富氧底吹造锍捕金"技術，底吹爐規格φ5.8×30m，為目前世界上已建成最大的底吹爐，年處理150萬噸復雜金銅混合精礦。投產運行以來，底吹爐渣含銅高于行業平均指標，導致直收率較低，同時影響爐料處理能力。公司需要詳細了解和掌握噴吹參數、噴射區幾何形狀、氣液上升速度及含氣率等來指導生產工藝及設備的改進。

項目通過研究渣、锍中銅鐵相的賦存狀態以及對其成分、物相的定量解析，并通過建立多相數值仿真模型，對高溫體系下的多相流體流動與傳輸過程進行精確模擬計算，發現底吹爐爐內攪拌不均，大部分熔體處于“過攪拌”狀態，而少部分熔體處于欠攪拌狀態；同時渣锍澄清時間不足，渣锍分離不徹底，造成渣中銅的夾帶。之后通過優化工藝和設備參數，解決渣含銅偏高問題，提升爐料處理能力。

根據仿真研究結論，作出以下優化實施方案：

（1）優化氧槍選型

使用150型噴槍，降低了單支噴槍的壓力，噴槍壽命直接提高到了1400小時左右，整體運行平穩，噴槍燒損較少，氧槍磚的燒損速度大大降低，噴槍空氣槽堵塞的情況較少，氧氣、空氣與熔體的反應更加均勻，避免因噴槍堵塞、燒損引起的反應不均衡的問題。

（2）優化氧槍布局

使用26支的槍位的布局，將下料口正對氧槍的氧槍間距由380mm增加至500mm。解決了底吹爐攪拌不均，反應不充分，存在放渣生料夾帶的現象。

（3）改善銅锍沉降條件，延長澄清區長度

將靠近渣口區域的1#、2#氧槍進行封堵，加長沉降區，保證銅锍沉降時間，避免因沉降時間或沉降區不夠，導致激烈攪動的熔池沒有足夠的沉降分層時間，銅锍夾雜在爐渣中隨爐渣排出。

（4）降低渣層厚度、降低總液面

將渣口下移140mm。總液面過厚，氧氣與熔體反應傳質、傳熱不佳，反應不完全，降低渣口，降低總液面，降低渣層厚度，改善攪拌和傳質，達到提高反應效率的目的，有助于降低熔煉渣含銅。

本項目已在河南中原黃金冶煉廠有限責任公司成功運用于生產實踐，實現了降低渣含銅、提升爐料處理量的目的，對大型底吹爐運行過程中渣含銅高的問題，通過建立多項數值模型研究，對噴槍布局、沉降區長度不夠、液面控制等提出了改進優化方案，該項目的研究與應用具有創新性，經濟效益和社會效益顯著，具有良好的推廣價值和應用前景，同時為完善我國大型化底吹熔煉技術及理論提供新的思路。