[00873679]高强度节能型铜冶炼关键技术开发与应用

该项目属有色金属冶金技术领域。闪速溶炼、转炉吹炼是世界主流火法炼铜工艺，分别约占总产能的50%、85%。随着铜冶炼强度不断提高，传统工艺暴露出精矿反应效率降低、高温炉体蚀损加剧、吹炼效能匹配不足、高硫烟气制酸困难等问题，成为制约铜冶炼向强化、节能、环保方向发展的瓶颈。金隆铜业有限公司（以下简称金隆公司）联合6家单位，历时10年，通过革新研究，自主研发出高强度节能型铜冶炼系列关键技术及装备，实现了高强度、高安全性、低成本、低能耗、环境友好的现代铜冶炼目标。主要创新点有：发明了双旋预混多流喷射技术和装备。创造性提出了“三集中-两非态高效反应区”理论，开发了“静压稳态给料-周向逆喷预混-弥散多流喷射”强化熔炼新技术，发明了双旋预混多流喷射高效反应器，实现了闪速炉低能耗、低渣含铜、低S0<,3>发生率的高强度熔炼。研发了闪速炉炉体三维预警保全技术。自主研发了闪速炉炉膛内形三维在线监测与炉衬蚀损预警系统、单元组装型炉体多维保全和风幕护壁技术，融合闪速炉半热态检修专利技术，实现了高强度熔炼条件下的高安全性、高炉寿、高稳定性。发明了转炉吹炼全程在线智能控制系统。研发了多变工况下的熔体温度、烟气成份在线监测技术和装置，创建了转炉吹炼过程数学模型，发明了造渣、造铜终点自动判断与控制技术，一改百余年来人工判断终点的传统方式，实现了高作业率、高冷料率、高安全性、低能耗的铜转炉吹炼。发明了高硫冶炼烟气绿色制酸技术及装备。发明了“支路循环-预转预吸”工艺技术及装备，突破了高硫烟气直接制酸技术瓶颈；发明了外部再生循环亚硫酸镁脱硫工艺及废渣、废酸综合利用技术，实现了高浓度S0<,2>、高硫利用率、低能耗的冶炼烟气绿色制酸。该项目获发明专利12项，实用新型专利13项，软件著作权3项。技术成果获省部级科技进步一等奖3项、专利金奖1项、图书奖一等奖1项。该项目整体技术达到国际领先水平。成果在金隆公司整体应用后，反应塔热负荷达到2350MJ/m<'3>·h，较应用前提高了120%，比世界先进水平高28%；冷铜处理率提高至42%；冶炼能耗降为108kgce/t-粗铜，仅为《铜冶炼行业规范条件》粗铜冶炼工艺综合能耗限值的36%；烟气S0<,2>浓度达17%以上；累计万吨铜建设投资为0.85亿元，比应用前降低了43%；全员劳动生产率年均递增28%；近三年累计新增销售收入245.40亿元，新增利润19.46亿元，新增税收24.52亿元。该项目相关技术成果分别在铜陵有色、紫金铜业、江西铜业、太原港源焦化、菲律宾PASAR铜业等国内外相关企业得到推广应用，对提高中国有色金属工业核心竞争力，推动铜冶炼企业技术升级、节能降耗、安全环保等起到行业引领和示范作用，社会效益显著。