[01256495]氧气底吹炼铜强化调控理论方法与应用

氧气底吹炼铜法是我国自主研发的铜冶炼新方法，因其具有原料适应性强、高效清洁、节能环保等优点，展示了良好的应用效果与发展前景。

然而由于氧气底吹炼铜机理，多组元造锍造渣、伴生元素多相分配和相场协同耦合等行为规律不明，生产过程底吹炉功能区域精准调控、熔炼渣型优化与调控、伴生杂质元素定向分离富集调控以及动力学强化等措施未有效建立等问题，制约了该方法的进一步提升与推广应用。

本项目在国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目、国家自然科学基金青年项目、东营方圆有色金属有限公司科技攻关项目、河南豫光金铅股份有限公司科技攻关项目的支持下，通过中南大学与中国恩菲工程技术有限公司、东营方圆有色金属有限公司、河南豫光金铅股份有限公司产学研合作，共同开发、设计并实施了该项目—“氧气底吹炼铜强化调控理论方法与应用”。

项目通过理论创新、方法创新和技术创新，首次揭示了氧气底吹炼铜机理，构建了系统强化调控理论，完善了底吹炼铜理论基础。

结合强化调控理论、计算机模拟和底吹炼铜生产实践，构建了底吹炼铜强化调控方法，并形成了集成调控创新技术，成功应用于生产实践，有效提高了氧气底吹炼铜技术的原料适应能力，促进了底吹炼铜技术的推广应用主要创新点为：

（1）建立了氧气底吹铜熔炼机理模型和底吹炉内氧势/硫势梯度渐变调控方法，创新开发了炉内功能区域精准调控技术，优化了大型化底吹炉生产实践。

（2）揭示了多组元造锍造渣行为规律，建立了基于组元含量映射关系的渣型调控方法，创新开发了渣型与温度耦合的优化调控技术，降低了熔炼渣含铜。

（3）建立了基于底吹机理的复杂体系多相平衡计算理论和冶炼过程主参数与伴生元素分配调控方法，创新开发了有价元素定向富集与有害元素强化脱除调控技术，实现了伴生杂质元素定向分配调控。

（4）揭示了氧气底吹熔池气液多尺度耦合作用规律，建立了底吹熔池相场协同强化传质调控方法，创新开发了基于熔池气含率与搅拌强度等多参数集成强化技术，提高了复杂含铜资源氧气底吹处理能力。

项目已在东营方圆有色金属有限公司、河南豫光金铅股份有限公司产业化应用，并推广应用到河南中原黄金冶炼厂有限责任公司、五矿铜业（湖南）有限公司、山东恒邦冶炼股份有限公司等企业，近三年累计处理复杂含铜资源556.23万吨，生产阴极铜111.25万吨，金37.82吨，银1112.45吨，节约标煤13.35万吨，减排CO2 55.62万吨。

近三年累计实现新增销售收入90.60亿元，新增利税3.80亿元，取得了显著的经济效益。

依托本项目，共发表论文40篇，获软件著作权1项，出版《氧气底吹炼铜基础》专著1部，制定行业标准14项，获国家授权专利6项，项目完成单位实施了技术创新，围绕氧气底吹炼铜过程强化调控已形成完整的自主知识产权体系。

项目立足于氧气底吹炼铜工艺和国内外铜资源现状，通过自主创新，推动了我国自主创新技术进步，形成了行业示范，促进了产业升级。