大型富氧底吹铜熔炼炉气-锍-渣多相流模拟及澄清区优化研究

铜富氧底吹熔炼作为先进的铜冶炼技术被广泛应用,针对国内单体最大铜底吹熔炼炉存在的熔炼效率低、渣含铜过高的问题,进行了底吹炉内气-锍-渣多相流场的三维数值模拟研究。以改善熔池搅拌、降低渣含铜为目标,对氧枪数量、熔池深度进行了优化。结果表明,改变靠近排渣端氧枪数量对延长澄清区长度、降低渣含铜具有显著的积极影响。关闭2支氧枪后,渣-锍澄清区相较于原工况延长了27.425%(0.925m),关闭4支氧枪后,渣-锍澄清区延长了50.165%(1.695m)。根据熔池搅拌区气含率和搅拌均匀性,得出熔池较优的深度范围为1.5～1.7m。     

铜底吹熔池熔炼炉多相流数值模拟

在铜的富氧底吹熔池熔炼过程中,熔池内的多相流动决定了颗粒下料、传热传质及化学反应速率。本文建立了包含气泡、铜锍、渣的三相数学模型,并通过水力学模型实验对数学模型进行了验证。对不同气流速度、铜锍深度、渣层厚度进行了数值模拟,研究炉内渣眼尺寸、旋流强度及漩涡位置等情况。结果表明,随着气流速度增大,气泡流对熔池的搅拌程度逐渐强烈,气泡弥散程度降低,但气流速度过大容易造成熔体喷溅。铜锍深度越大,旋涡搅拌面积越大,旋流强度越大,渣层变短变厚,有利于排渣,但熔池深度增大到一定程度时渣眼直径急剧减小,并且铜锍卷渣程度增大。随着渣层厚度增加,铜锍层内气泡尺寸增大,渣眼尺寸急剧减小,甚至消失,漩涡同时出现在铜锍和渣层内,导致卷渣严重。     

基于IPSO-BP神经网络的富氧底吹铜熔炼炉喷枪寿命预测模型

富氧底吹铜熔炼炉喷枪是整个熔炼炉中最重要的部件,并且造价高,易损坏,工作环境恶劣复杂,对其进行准确的寿命预测比较困难。提出了一种基于IPSO-BP神经网络的寿命预测模型,粒子群优化算法解决了BP神经网络容易陷入局部极小值和训练速度慢的问题,优化的粒子群算法优化了惯性权重和学习因子,进一步加快了训练速度和搜索速度,提高了BP神经网络跳出局部极小值的能力。以工作环境中容易对喷枪寿命造成影响的因素作为输入,喷枪寿命作为输出,通过实际生产采集的数据做验证,并与BP神经网络和PSO-BP神经网络预测模型作对比。结果表明,本文构建的寿命预测模型预测效果比BP神经网络和PSO-BP神经网络的预测更加准确,精度更高,该预测模型为富氧底吹铜熔炼的喷枪寿命预测提供了一种方法借鉴。     

铜富氧底吹熔池熔炼过程机理及多相界面行为

通过深入分析铜富氧底吹熔池熔炼过程,结合铜冶金过程相关理论,构建了底吹熔炼体系机理模型.该模型在反应区沿纵向分为7个功能层,分别为烟气层、矿料分解过渡层、渣层、造渣过渡层、造锍过渡层、弱氧化层和强氧化层;炉内沿横向分为反应区、分离过渡区和液相澄清区3个功能区;各层/区分别承担不同的功能,构成一个有机整体,在熔体流场作用下,体系中多相多组元如CuFeS2、FeS2、Cu2S、FeS、2FeO·SiO2、Cu2O、FeO、Fe3O4、SO2、H2O、N2、S2等因物化性质差异,通过层/区间的界面进行快速传质行为;底吹熔炼体系处于动态的非稳态相平衡状态,氧势-硫势在炉内纵向及横向方向上均有梯度变化,通过合理控制不同层/区的氧势-硫势大小,可强化反应过程,进一步提升底吹炉熔炼能力.     

铜富氧底吹生产实践及设计探讨

详细介绍富氧底吹造锍捕金处理复杂铜精矿的生产实践和该技术的主要工艺特点及优势。着重比较了目前国内两个炼铜底吹炉设计异同之处,并对该工艺设计方面存在问题进行了探讨。     

铜富氧底吹熔池熔炼的生产实践

详细介绍了华鼎铜业富氧底吹炉改造前后的生产实践,并对铜熔池熔炼相关的工艺指标进行了比较分析。结果表明,通过工艺改进和完善后,华鼎公司各项工艺指标达到了行业先进水平。     

中原黄金冶炼厂富氧底吹熔炼炉系统转动装置的改造

富氧底吹熔炼炉是河南中原黄金冶炼厂的核心生产设备,该设备配备有28套氧枪系统装置。该系统原设计只有一套转动装置,无紧急热备慢转装置。在炉体急需转出而电机突发故障情况下,会导致28套氧枪系统损毁,造成巨大经济损失。该公司在经历了一次紧急停车事故后,意识到维护转炉转动系统正常运行的重要性,增补了一套慢转减速电机转动装置,该电机与主电机均连锁主电源与UPS电源,使转动系统得到双重保险,提高了系统的可靠性。本文对该转动装置的详细改造内容进行了阐述,以期为其他相关企业提供参考。     

蘑菇头对铜底吹炉内气液流动影响数值模拟研究

氧气底吹熔池熔炼过程中,高温熔体会逐渐在氧枪口周围形成蘑菇状的疏松多孔介质区,称为"蘑菇头",合适大小的蘑菇头,既不妨碍送气量,又可保护氧枪,但蘑菇头的存在也会对气体喷吹和气液流动产生影响。本文首先基于水模实验和热平衡理论计算的方法得到蘑菇头尺寸,随后基于VOF模型对存在蘑菇头时底吹炉内的流动状况进行模拟研究,研究蘑菇头存在情况下气泡上升过程形貌变化、上升时间以及蘑菇头的存在对炉内气液流动的影响。     

富氧熔炼底吹炉渣含铜的控制

从北方铜业垣曲冶炼厂底吹炉炼铜生产数据入手,对富氧熔炼底吹炉渣含铜的主要影响因素进行分析,指出了生产中应该控制的要点。     

富氧底吹粗铜熔炼渣中铜的赋存状态研究

采用工艺矿物学系统分析方法对富氧底吹熔炼渣中铜的赋存状态及导致渣含铜高的相关因素进行研究,并采用BPMA对损失的铜物相进行工艺矿物学参数自动测量及统计。结果表明,熔炼渣中铜主要以沉降不充分所致的冰铜机械夹杂形式赋存于渣中,其次为生料反应不完全所致,冰铜夹杂主要是放渣过程中离渣口最近的喷枪的二次搅动引起,生料夹杂集中在放渣后期。从工艺矿物学角度提出,通过调整底吹熔炼炉喷枪角度及放渣过程中的进料设置可有效降低铜在渣中的损失。损失于渣中的铜物相嵌布粒度以大于0.10mm的粗粒及小于0.01mm的微粒为主,分布极不均匀。通过统计结果进行理论计算,当磨矿细度为-0.074mm占70%～85%,浮选后渣含铜的理论下限为0.45%～0.30%,在现有技术经济条件下将永久损失。     

国内最大铜冶炼氧气底吹熔炼炉试车成功

5月25日下午,中钢集团衡阳重机有限公司与中国恩菲工程有限公司合作研制的国内最大铜冶炼氧气底吹熔炼炉整体试车成功。专家认为,这一成功标志着底吹熔炼炉在铜冶炼工艺中的应用,已成为成熟技术。     

基于FA-PSO-RBF神经网络的富氧底吹铜锍品位预测模型

铜锍品位是富氧底吹铜熔炼过程中的一个关键工艺参数,针对铜锍品位实时检测困难、检测结果滞后时间长、指导生产工艺参数优化滞后等问题,基于生产数据深入挖掘及处理,提出了一种基于FA-PSO-RBF神经网络的铜锍品位预测模型。首先为了降低模型的预测误差,利用FA分析方法对原始生产数据进行降维处理,确定主要因子数量为6个,并计算因子得分,然后针对RBF神经网络模型对关键参数依赖性较大的不足,利用改进PSO算法对网络结构中的关键参数进行寻优,最后,以因子得分为输入,铜锍品位值为输出,通过实际生产数据验证模型的准确性,并与RBF、标准PSO-RBF预测模型进行对比,结果表明,本文构建的铜锍品位预测模型预测精度更高,与标准PSO-RBF预测模型相比,RMSE和MAE的值分别降低了17.2%和21.2%,该预测模型对富氧底吹铜熔炼生产过程参数优化控制提供了一种方法借鉴。     

铜富氧底吹炉系统热工诊断与节能措施

通过对铜富氧底吹炉系统进行热工测试,对其能量利用状况、热效率及其它相关测试结果进行了分析诊断。结果表明:铜富氧底吹炉的热效率为54.17%,余热锅炉的热效率为58.53%,整个系统的热效率为77.46%。根据测试分析结果提出了系统实现最优配料、节能降耗、提高热效率等方面的措施。     

富氧底吹炼铜炉关键技术研究

对目前国内关于底吹熔炼炉的文献进行了总结,并对比了几种先进熔炼方法的技术特点,还对长径比、隔墙和氧枪等关键部位的设计进行了分析和讨论。结果表明,底吹熔炼炉在流动、传质、单位床能力和单位能耗等方面有着一定的优势。     

大型富氧底吹炉熔炼渣含铜的研究及控制

结合中原冶炼厂大型富氧底吹炉生产运行数据,研究分析渣含铜的主要影响因素,并制定相应调控措施。通过工艺参数优化,底吹炉熔炼渣含铜从6%以上降至3.32%,解决了底吹炉在高处理能力情况下的渣含铜偏高问题,为类似企业提供技术借鉴。     

铅阳极泥富氧底吹熔炼实践

传统铅阳极泥火法熔炼时,设备处理量有限,通过改进设备,采用氧气底吹新工艺,有效地提高了设备处理量,降低了加工成本,实践中各项技术指标稳定。     

富氧底吹熔炼生产实践及底吹炉设计改进探讨

简述了富氧底吹造锍捕金技术处理复杂精矿的生产实践,介绍了该技术的工艺特点及优势。重点比较了目前国内两台炼铜底吹炉的异同之处,并就其设计方面存在的问题及改进进行了探讨。     

底吹铜熔炼炉冷却烟罩的设计与实践

本文对硫酸露点腐蚀的机理及主要影响因素进行了分析,根据底吹铜熔炼烟气成分采用关联式计算得到了硫的酸露点温度,在此基础上对冷却烟罩冷却方式和材质选择进行了优化设计,通过实践证明能够显著提高冷却烟罩的使用寿命。     

方圆富氧底吹高效铜熔炼新工艺“世界第一”

2010年8月29日，由中国有色金属工业协会组织召开的“富氧底吹高效铜熔炼新工艺（‘十一五’国家科技支撑计划项目：吹氧造锍多金属捕集技术）”科技成果鉴定会在东营方圆有色金属有限公司召开。