第1章 绪论 1
1.1世界铜冶炼发展简史 1
1.2铜的熔池熔炼 1
1.2.1铜熔池熔炼的发展与应用 1
1.2.2炼铜熔炼过程的技术对比 5
1.2.3炼铜吹炼过程的技术对比 8
1.3氧气底吹炼铜工艺的半工业试验 8
1.4氧气底吹炼铜工艺的产业化 10
参考文献 11
第2章 氧气底吹造锍熔炼的基本原理 12
2.1氧气底吹熔池熔炼过程的喷流 12
2.2卷流速度、平均循环速度、熔体搅动能量 14
2.2.1卷流速度 14
2.2.2平均循环速度 14
2.2.3熔体搅动能量 15
2.3气泡的上浮速度和在熔体中的停留时间 17
2.4熔体呈强势的紊流状态 17
2.5氧气底吹铜熔池熔炼过程的传热 18
2.5.1氧气底吹熔炼过程的放热特征 18
2.5.2送风特征 18
2.5.3传热特征 18
2.5.4底吹与侧吹的雷诺数的比较 19
2.5.5熔体动态时传热计算结果 19
2.6底吹熔炼过程的传质 20
2.7炉内存在不同的氧势区域 22
参考文献 22
第3章 氧气底吹炼铜工艺 23
3.1工艺流程 23
3.2工艺过程 24
3.2.1备料工序 24
3.2.2底吹熔炼工序 26
3.2.3制氧工序 28
3.3原料 29
3.3.1精矿 29
3.3.2返料 30
3.3.3熔剂 31
3.3.4燃料 31
3.3.5混合物料 31
3.3.6空气和氧气 32
3.4产物 32
3.4.1铜锍 34
3.4.2炉渣 38
3.4.3烟气 49
3.4.4烟尘 50
3.4.5熔炼控制原则 50
3.5余热回收 51
3.5.1冷却方式分类 52
3.5.2余热回收工段 52
3.5.3生产实例 53
3.6烟气收尘 55
3.6.1重金属冶金工厂的烟气含尘成分 55
3.6.2重金属冶金工厂的烟气收尘重要性 55
3.6.3铜冶金过程的烟气含尘量 56
3.6.4底吹熔炼过程烟气收尘流程 56
3.7底吹炼铜工艺特点 57
3.7.1氧浓高 57
3.7.2氧压高 59
3.7.3氧枪寿命长 60
3.7.4作业条件 64
3.7.5生产规模能大能小 64
3.7.6处理杂料能力强 64
3.7.7不易造成喷炉 65
3.7.8氧气、空气分别送入炉内 68
3.7.9渣含铜低 68
3.7.10生产操作简单 69
3.7.11耗氧量低 69
3.7.12烟气量小，环保条件好 69
3.7.13炉内存在不同的氧势区域 70
3.7.14铜锍中的硫化亚铜和硫化铁浓度场 70
3.7.15过程的温度场 71
参考文献 71
第4章 底吹炉的结构与生产操作 73
4.1底吹炉的结构 73
4.1.1炉体 73
4.1.2驱动装置 75
4.1.3加料及排放装置 76
4.1.4氧枪结构及其布局 77
4.2底吹炉生产操作 79
4.2.1底吹炉开炉 80
4.2.2正常熔炼作业 81
4.2.3停炉 82
4.2.4各主要岗位操作 82
4.2.5余热锅炉的主要作业 86
参考文献 93
第5章 氧气底吹熔炼过程的物料平衡与热平衡 94
5.1冶金计算 94
5.1.1物料衡算 94
5.1.2热平衡测试、计算与分析 102
5.2底吹熔炼炉治金计算系统 109
参考文献 111
第6章 底吹熔炼过程的数字化控制 112
6.1数字化控制系统 112
6.1.1测控点和控制回路 112
6.1.2数字化控制系统的配置 113
6.1.3数字化控制系统的功能 114
6.2氧气底吹熔炼优化控制 114
6.2.1氧气底吹熔炼优化控制结构 115
6.2.2优化控制模块的功能 115
6.3过程参数的检测与控制 116
6.3.1氧料比的给定与控制 116
6.3.2熔体液面的测控 118
6.3.3熔体温度的测控 120
6.3.4炉子负压的测控 121
6.4产物的化验分析与控制 121
6.4.1铜毓品位的测控 121
6.4.2渣成分的测控 121
6.4.3烟气成分分析 122
6.5“蘑菇头”的生长控制 122
6.5.1“蘑菇头”的形成 123
6.5.2“蘑菇头”的形貌和成分分析 123
6.5.3“蘑菇头”的控制 126
参考文献 127
第7章 底吹熔炼过程的物理数值模拟 128
7.1底吹熔炼过程多相流动二维数值模拟与分析 128
7.1.1单气泡上浮模拟分析 128
7.1.2二维氧气底吹熔池熔炼过程的数值模拟结果及分析 129
7.2底吹熔炼过程气-液两相流动三维数值模拟与分析 135
7.2.1壁面及炉内喷溅的情况分析 135
7.2.2各纵截面流场分布 137
7.2.3铜锍流速分布情况 140
7.2.4熔池中气相运动及其分布的模拟与分析 145
7.2.5氧枪入口压力变化情况分析 150
7.2.6自山表面速度分布及波动衰减情况 151
7.3底吹过程气-固-液三相流动三维数值模拟与分析 154
7.3.1物料/渣层对气相停留时间的影响分析 155
7.3.2气团对物料-铜锍界面速度的影响分析 156
7.3.3物料层卷吸过程及其分布情况分析 159
7.4氧枪参数对流场影响的数值模拟试验与分析 164
7.4.1氧枪单因素对优化指标的影响 164
7.4.2多目标优化 167
参考文献 172
第8章 底吹熔炼过程的技术经济指标 173
8.1床能力 174
8.2渣含铜 174
8.2.1Fe/SiO2及渣中的其他成分 177
8.2.2造渣时间 177
8.2.3温度控制 178
8.2.4渣面控制 178
8.3铜、金的直收率和回收率 178
8.4粗铜的综合能耗 178
8.5烟气量与烟气成分 181
8.6余热发电 182
参考文献 184
第9章 展望 185
9.1氧气底吹炉的大型化、数字化和智能化 185
9.1.1炉料的制备及其加料方式的改进 185
9.1.2炉内分离与炉外分离及渣贫化 186
9.1.3氧枪枪距的优化 186
9.1.4生产规模的大型化 187
9.1.5过程控制的数字化与可视化 187
9.1.6过程机理的深入研究 188
9.2两步炼铜工艺 188
9.2.1两步炼铜工艺流程简介 188
9.2.2主要工艺配置及技术指标 190
9.2.3两步炼铜工艺的技术优势 193
9.2.4两步炼铜工艺改进方向 194
9.3自主开发，完善两步炼铜配套技术体系 194
9.3.1有色危险废物综合处理技术 194
9.3.2 5N高纯铜生产技术 195
9.3.3大紊流高效电解技术 195
9.3.4电解液自净化技术 196
9.3.5重金属冶炼烟气净化中污酸处理技术 196
9.3.6废杂铜一步冶炼技术 196
9.3.7降低炼铜弃渣含铜技术 197
参考文献 197