陈 卓, 王云霄, 宋修明, 赵荣升, 殷术贵

(1. 中南大学 能源科学与工程学院，长沙 410083；2. 金隆铜业有限公司，铜陵 244000)

金隆铜业有限公司闪速炉是我国自行设计和建造的第一座炼铜闪速炉，其最初设计生产能力为年产阴极铜10万t；在历经多次技术升级改造后，2009年该闪速炉精矿喷嘴处理能力已提高至170 t/h，闪速炉生产能力也由此达到年产矿铜35万t，阴极铜40万t[1−5]。但随着精矿处理量的不断增加和生产能力的不断提高，生产过程中诸如烟尘发生率提高、“下生料”等现象时有发生，并给生产操作带来困难。在此背景下，针对高投料量条件下反应塔内气粒两相流动与反应过程展开仿真研究，综合分析炉内熔炼过程微观信息分布特点，无疑将对闪速炉的正常操作生产具有重要指导作用。

闪速熔炼过程与其他火法冶炼过程一样，是一个多变量、强耦合、大滞后的复杂过程，并且由于受到现场条件和测试技术手段的限制，其取样分析工作十分困难。目前，对铜闪速炉及其熔炼过程的研究还多以数值仿真为主。比如，KOH和JORGENSEN[6−7]曾使用PHOENICS软件对镍闪速熔炼过程进行仿真，然后又使用 CFX-4.1软件对锌闪速熔炼过程进行仿真[7]。CHRISTOPHER 等[8]也曾对 Olympic Dan铜闪速炉使用CFX软件进行仿真，发现精矿的粒度对熔炼反应具有显著的影响。梅炽等[9]通过对闪速熔炼过程理论和数值仿真方面的研究提出了“高效反应区”的概念；李欣峰等[10−11]和陈红荣等[12]曾对不同的闪速炉或生产条件进行过数值仿真。本文作者主要研究182 t/h高投料量条件下的铜闪速炉反应塔内气、粒两相多场微观信息分布特点与变化情况，以期为进一步提高高投料量条件下铜闪速熔炼反应效率、优化操作制度提供指导。……