《高效铜侧吹熔炼反应器内均混时间的物理模拟》.pdf

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1、2015年第6期有色金属(冶炼部分)(httl5：／／ysy1．bgrimm．cn)doi：lO．3969／J．issn．1007-7545．2015。06。001高效铜侧吹熔炼反应器内均混时间的物理模拟冯亚平，章俊，李小龙，刘燕(1．北京矿冶研究总院，北京100160；2．东北大学，沈阳110819)摘要：采用相似原理指导下的物理模拟试验，通过实时测定溶液电导率研究高效铜侧吹熔炼反应器内均混时间。结果表明，在喷嘴排布紧凑的1排布下，熔池内流体的混合时间相对较短}随着喷嘴直径的增加，气体流速减小，均混时间变长；随着气体流

2、量的增大，均混时间不断减小，但减小的幅度变小。关键词：铜；侧吹熔炼；物理模拟；均混时间中图分类号：TF811文献标志码：A文章编号：1007—7545(2015)06—0001—04PhysicalSimulationonMixingTimeinHighEfficientCopperSide—blownSmeltingReactorFENGYa—ping，ZHANGJun，LIXiao—long，LIUYan(1．BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，B

3、eijing100160，China2．NortheasternUniversity，Shenyang110819，China)Abstract：Physicalmodelexperimentswerecarriedoutbasedonsimilitudeprincipletostudymixingtimeinhighefficientcopperside—blownsmeltingreactorbymeasuringconductivityofsolution．Theresultsshowthatthemixingti

4、meisrelativelyshortwithNo．1compactnozzlearrangement．Gasvelocitydropsandmixingtimeriseswithincreaseofdiameterofnozzles．Mixingtimedropscontinuouslywithsmalleramplitudewithincreaseofgasflow．Keywords：copper；side-blownsmelting；physicalsimulation；mixingtime富氧双侧吹熔池熔炼工艺是

5、一种高效、节能、环水平0．85低近5O。保的铜熔炼新工艺。它与现代强化熔炼工艺对比，4)能耗低。吨粗铜综合能耗低于260kgce，优有以下主要优势n]：于国家规定的先进指标(550kgce)。1)投资省，建设工期短。由于炉体高度与鼓风5)环保好。由于炉体密封性好和烟气SO。浓度炉相当，因而厂房高度较低，且上料、送风、渣贫化等高，因此可采用不泄漏烟气的负压操作，生产操作环配套设施简单，烟气量小，余热锅炉体积小。10万t境好。规模比顶吹熔池熔炼炉型节省投资2～3亿元。6)炉寿命长。由于炉体关键部位采用铜水套，2)原料适应性强

6、。原辅料水分要求在8～既节省了耐火材料，又延长了炉体寿命，大修周期可1O，粒度在30mm以下即可；与闪速炉和三菱法达3年以上。相比，可节省大量的备料设施投资和运行费用。但是，也存在下述问题：工业上还无法确定熔池3)弃渣含铜低。弃渣平均含铜0．55，贫化后内部流体的流动规律，不明确熔池内部是否有死区可达到0．45。比其他现代熔炼工艺的全国平均存在，这在工业实际生产中还是一个盲区。收稿日期：2015-01—12基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AA064002)作者简介：冯亚平(1973一)，女，内

7、蒙古宁城人，硕士，高级工程师．2015年第6期有色金属(冶炼部分)(http：／／ysy1．bgrimm．on)·3·2试验结果与讨论2．1喷嘴排布方式对均混时间的影响本试验以空气～水为模拟体系，在喷嘴倾角为7。、气体流量20In。／h、直径3．7mm的情况下，测量如图3所示的6不同的喷嘴排布方式时反应器内的均混时间。模型II加料区熔炼区烟囱区图4均混时间随喷嘴直径的变化曲线正面Fig．4Variationofmixingtimewithnozzlediameter模型右倾面喷嘴排布：2喷嘴排布：3布的条件下，考察气体流

8、量对反应器内均混时间的影响，结果如图5所示。口■口一口■口■口■口图3不同喷嘴排布方案图Fig．3Differentnozzlearrangementscheme结果表明，1、2、3排布方式的均混时间分别为329、464、429S。可以看出，喷嘴的排布方式对熔池内均混时间的长短有很大影响。其中1的排布更加紧凑，有两个