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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