超强化旋浮铜冶炼和无氧化还原精炼工艺研究

超强化旋浮铜冶炼和无氧化还原精炼工艺研究

及产业化应用

项目名称：超强化旋浮铜冶炼和无氧化还原精炼工艺研究及产业化应用

完成单位：阳谷祥光铜业有限公司，中国瑞林工程技术有限公司，中南大学，太极计算机股份有限公司

完成人：周松林，姚素平，刘卫东，葛哲令，陈迎武，周皓，谢锴，陈卓，张士庆，赵金元，梅炽，胡松，殷庆飞，袁剑平，杜微微推荐奖种：科技进步奖

项目简介：

闪速冶炼是世界最先进环保的铜冶炼工艺，但其核心技术和关键设备长期被国外垄断，我国企业不断地花费大量外汇从国外购买技术和关键设备。而且，随着现代铜冶炼向着更强化、节能、环保方向发展，闪速冶炼问题也不断地暴露出来，如反应不好、生产效率低、脱杂能力差、能耗高、吹炼冶金数模尚未建立，无法实现生产过程在线控制等。另外，粗铜火法精炼自问世以来，一直采用氧化还原理论和工艺，至今没有取得实质性突破，该工艺效率低、能耗高、污染大。可见，现有铜冶炼整体工艺的效率、能耗、环境问题已严重制约着冶炼行业的可持续发展。

祥光铜业45万吨铜冶炼工程是山东省重点工程，也是世界上单系统产能最大工程，面临着引进国外技术设备或自主研发的选择。

本项目通过自主开展工艺理论研究、计算机仿真、关键设备研制、工业试验等，开发出一套完整的超强化、低能耗、环保好的铜冶炼﹙熔炼、吹炼﹚和精炼新工艺体系及核心装备。实现铜冶炼和精炼的理论、工艺、装备重大创新。

1、创造性提出“粒子碰撞”理论，开发出超强化旋浮熔炼和旋浮吹炼新工艺。实现了超强化、大产能、低能耗、环保好的现代铜冶炼目标。

2、根据旋浮冶炼“旋风、脉动、碰撞、料外风内”的特点，开发出具有自主知识产权的旋浮熔炼和旋浮吹炼工艺的关键设备—旋风脉动喷嘴等。

3、根据旋浮冶炼过程原理，研发出具有自主知识产权的旋浮冶炼冶金数学模型，并以此冶金数模为基础，开发出旋浮冶炼生产过程计算机在线控制系统，世界首次实现了旋浮智能冶炼和自热冶炼。

4、突破传统火法精炼的氧化还原理论，创造性提出火法精炼新理论，研发出具有自主知识产权的无氧化无还原火法精炼新工艺。取消了工业生产上的氧化和还原两个作业过程,实现了还原天然气的零消耗，缩短了流程、节约了能源，而且彻底解决了传统火法精炼普遍存在的黑烟污染世界难题。

铜冶炼能耗150Kgce/t，作业率98%，铜回收率98.4%，硫回收率99.2%，投料量350t/h，烟尘率5%以下，，精炼时间1小时内，还原天然气消耗为零，主要技经指标优于世界先进的美国同类冶炼厂。项目在祥光铜业应用三年多来，新增铜84.6 万吨、酸260万吨、产值674亿元、利税约80亿元。节省标煤13万吨，节省技术和喷嘴费3658 万欧元，节省工程总投资21 亿元。

项目的成功应用使祥光铜业的冶炼产能达到45万吨以上，一举成为目前世界上单系统产能最大、环保最好、最节能的先进铜冶炼企业。不仅打破了国外长期对先进铜冶炼核心技术和关键设备的封锁垄断，而且比国外更先进、高效、节能、环保，使我国具有自主知识产权的铜冶炼技术处于世界领先水平，提升了中国铜冶炼的核心竞争力。

项目获授权知识产权26项（国际发明专利4项，中国发明专利7项，实用新型专利12项，计算机软件著作权3项），制订国家标准2项。通过了山东科技厅组织的院士专家成果鉴定：整体技术国际领先水平。

项目技术适用于铜、镍、铅、金等冶炼，推广应用前景广阔。目前，项目技术已在两家大型铜冶炼厂推广应用，已与国内外3家大企业签订了设计合同和技术合作协议。

前三完成人贡献：

（1）周松林，阳谷祥光铜业有限公司，项目的总负责人，负责项目的理论研究、工艺开发、设备研制、工业性试验、产业化实施应用等全面工作，是项目核心技术的专利发明人，对创新点1、2、3、4作出了重大贡献。投入该项技术研究工作量占本人工作量的90%。

（2）姚素平，中国瑞林工程技术有限公司，技术开发项目负责人，提出技术开发的思路、目标和工作步骤，参与项目总体技术方案的制定，组织项目产业化工程设计工作，对创新点1、2、3、4作出了重要贡献，投入该项技术研究工作量占到本人工作量的80%。主编了包括该技术创新内容的国家标准《铜冶炼厂工艺设计规范GB50616-2010》。

3、刘卫东，阳谷祥光铜业有限公司，参与项目的理论研究，负责项目的工艺开发、设备研制、工业性试验、产业化应用实施等具体工作，是项目核心技术的专利发明人之一，对创新点1、2、3作出了重要贡献。投入该项技术研究工作量占到本人工作量的80%。