[00855749]高产能“双闪”铜冶炼工艺关键技术及产业化应用

该项目研究内容属有色金属冶炼科学技术领域。 中国是铜冶炼大国，矿铜产量多年来一直位居世界第一，但铜冶金生产引发的环境污染与能源消耗问题也日益凸显，改进冶炼工艺迫在眉睫。闪速熔炼-闪速吹炼工艺（“双闪”工艺），与闪速熔炼-PS吹炼等传统工艺相比较，具有生产效率高、环保性好、系统能源利用率高等优点，逐渐成为炼铜企业新建以及改造项目选择的主流工艺之一。但是，该新工艺亦存在过程控制难度大、安全防护技术尚不成熟等问题，尤其是在高产能、原料成分波动的情况下，这些问题更显突出。 该项目研究对象为世界单套系统生产能力最大、一步设计产能最大的“双闪”生产系统，其工艺运行及关键设备应用尚无先例。项目针对高产能条件下“双闪”工艺与关键设备、安全防护及过程控制等技术难题开展研究，突破了高产能“双闪”铜冶炼工艺的多项关键技术，并实现工业应用。项目主要技术创新如下。 研发了高产能“双闪”冶炼新技术及关键设备： 发明了铜精矿闪速-熔池复合熔炼工艺及装置，开发了可调节预混型闪速炉精矿喷嘴、加速精矿粒子着火过程的点火装置等新型设备，为世界一步设计产能最大的“双闪”系统的顺利生产创造了硬件条件。 开发了“双闪”冶炼系统安全防护及预警技术： 发明了一种使用寿命长的粗铜排放口，提出了闪速炉炉体渣线区及烟气区等隐患部位的强化改造及安全预警方案，研发了闪速吹炼炉上升烟道炉结抑制方案，形成了重点针对安全隐患环节的“双闪”冶炼系统安全防护及预警技术，突破了“双闪”工艺作业率的关键瓶颈。开发了“双闪”冶炼过程在线智能优化控制技术： 发明了物料物相识别技术，构建了“多约束智控”前馈计算和“矢量多点调控”全耦合反馈修正数学模型，开发了全生产范围内闪速炉操作参数优化调控技术，研发了“双闪”铜冶炼工艺在线智能控制系统，提高了“双闪”工艺的实时操控水平和智能化。 高产能“双闪”铜冶炼工艺关键技术的研发及集成应用提高了“双闪”工艺的产能、安全性以及原料适应性。该项目研发的整套技术在一家大型冶炼厂示范应用，项目实施后“双闪”工艺产能达40万吨-阴极铜/年（世界闪速炉产能最高水平），综合能耗（203kg/t-阴极铜）、闪速炉作业率（＞95%）等关键技术指标先进。项目实施亦为企业带来了良好的经济效益，近三年累计新增销售收入114.7亿元，新增利润6.01亿元，新增税收19.6亿元。 该项目属于自主创新项目，获授权发明专利3项、实用新型专利5项，软件著作权2项，形成了自主知识产权，打破了国外技术垄断。项目关键技术在铜陵有色金属集团股份有限公司金隆铜业分公司、广西金川有色金属有限公司、富冶集团有限公司、紫金铜业有限公司等大型铜冶金企业得到推广应用，为相关企业技术进步起到了重要作用。项目研究对提高中国有色金属工业核心竞争力、铜冶炼企业产能挖潜、节能降耗、安全环保、资源综合利用以及人才培养均具有重要的促进作用，社会效益显著，对国民经济和科技发展具有重要的现实意义。