中原冶炼厂：《降低大型化底吹炉熔炼过程渣含铜技术研究与应用》荣获2019年中国黄金协会科学技术奖二等奖

颁奖单位：中国黄金协会

获奖等级：中国黄金协会科学技术奖二等奖

成果简介：

采用了我国自主研发的具有世界先进水平的"富氧底吹造锍捕金"技术，底吹炉规格φ5.8×30m，为目前世界上已建成最大的底吹炉，年处理150万吨复杂金铜混合精矿。投产运行以来，底吹炉渣含铜高于行业平均指标，导致直收率较低，同时影响炉料处理能力。公司需要详细了解和掌握喷吹参数、喷射区几何形状、气液上升速度及含气率等来指导生产工艺及设备的改进。

项目通过研究渣、锍中铜铁相的赋存状态以及对其成分、物相的定量解析，并通过建立多相数值仿真模型，对高温体系下的多相流体流动与传输过程进行精确模拟计算，发现底吹炉炉内搅拌不均，大部分熔体处于“过搅拌”状态，而少部分熔体处于欠搅拌状态；同时渣锍澄清时间不足，渣锍分离不彻底，造成渣中铜的夹带。之后通过优化工艺和设备参数，解决渣含铜偏高问题，提升炉料处理能力。

根据仿真研究结论，作出以下优化实施方案：

（1）优化氧枪选型

使用150型喷枪，降低了单支喷枪的压力，喷枪寿命直接提高到了1400小时左右，整体运行平稳，喷枪烧损较少，氧枪砖的烧损速度大大降低，喷枪空气槽堵塞的情况较少，氧气、空气与熔体的反应更加均匀，避免因喷枪堵塞、烧损引起的反应不均衡的问题。

（2）优化氧枪布局

使用26支的枪位的布局，将下料口正对氧枪的氧枪间距由380mm增加至500mm。解决了底吹炉搅拌不均，反应不充分，存在放渣生料夹带的现象。

（3）改善铜锍沉降条件，延长澄清区长度

将靠近渣口区域的1#、2#氧枪进行封堵，加长沉降区，保证铜锍沉降时间，避免因沉降时间或沉降区不够，导致激烈搅动的熔池没有足够的沉降分层时间，铜锍夹杂在炉渣中随炉渣排出。

（4）降低渣层厚度、降低总液面

将渣口下移140mm。总液面过厚，氧气与熔体反应传质、传热不佳，反应不完全，降低渣口，降低总液面，降低渣层厚度，改善搅拌和传质，达到提高反应效率的目的，有助于降低熔炼渣含铜。

本项目已在河南中原黄金冶炼厂有限责任公司成功运用于生产实践，实现了降低渣含铜、提升炉料处理量的目的，对大型底吹炉运行过程中渣含铜高的问题，通过建立多项数值模型研究，对喷枪布局、沉降区长度不够、液面控制等提出了改进优化方案，该项目的研究与应用具有创新性，经济效益和社会效益显著，具有良好的推广价值和应用前景，同时为完善我国大型化底吹熔炼技术及理论提供新的思路。