[01707575]大型铜闪速冶炼系统节能关键技术的研发与应用

该项目属于有色金属冶金学科领域。中国铜冶炼企业国际化程度高，能源成本在生产总成本中占比重大(60%)，因此，节能降耗、降低生产成本是企业在激烈竞争中生存、发展的关键。铜陵有色金属集团股份有限公司40万吨闪速炼铜系统由国内自行设计建设，单套系统产能在当时为世界最大，缺乏实现先例。另一方面，闪速炼铜系统的粒化、电解等工序能耗问题相对突出，而且，国内炼铜企业的能源管理普遍较为粗放。为此，该项目在“双闪”系统投产运行之前后，从“高产稳产节能”、“关键工序节能”以及“能源信息化管理节能”三个层面开展研究，形成了多项具有自主知识产权的铜闪速冶炼系统节能关键技术，为企业降低生产能耗与成本、赢得市场竞争创造了良好条件。 项目主要技术创新如下： 1．研究提出了闪速熔炼过程“多粒子多相熔合”模型，为现代高产能闪速熔炼技术发展提供了新的理论支持，基于模型理论开发应用了高性能倍通量扰动预混型精矿喷嘴、高产能新型闪速熔炼炉等核心装备，形成了“高产能低能耗闪速熔炼技术”，实现了大型闪速炉系统在年产40万吨阴极铜高产能条件下稳定、高效、低能耗、无污染的生产运行。 2．针对系统重点耗能工序，开发应用了具有自主知识产权的“雾化动量熔体粒化及收集技术”，解决了熔体粒化系统能耗高、故障率高、污染大的问题；开发应用了基于红外热成像技术的“大型电解槽极板短路在线监测及分析技术”，填补了行业技术空白，提高了短路检测的及时性和准确性，降低了劳动强度，降低了电解电耗。 3．针对炼铜企业节能管理工作，研发了基于云计算的数据存储与匹配技术，构建了闪速炼铜企业多层级多尺度能效评价指标及在线计算模型，开发了以综合能耗最低为优化目标、关键工艺指标为约束的闪速熔炼、电解等关键过程的能效优化控制模型，形成了“闪速炼铜企业能效在线分析与优化控制技术”，开发应用了“闪速炼铜企业能效监测评估与优化控制系统”首次实现了对炼铜企业全厂能耗的精细分析与优化控制。 项目获授权发明专利8项，软件著作权5项，编制企业标准1项，获安徽省新产品1项；发表学术论文12篇。项目在铜陵有色金冠铜业公司实施后，其闪速炉稳定投料量居世界前列，比国际同类企业水平，电解短路率低80%，熔炼综合能耗低与铜冶炼综合能耗低15%。企业于2015-2017年间累计新增销售额36.64亿元，新增利润2.83亿元，节约成本5517万元，新增税收7.27亿元，经济效益显著。项目相关技术还应用于湖北大冶、广西金川、金隆铜业等企业，为国内外新建铜冶炼企业、老厂改造及生产优化、节能改造项目提供良好示范作用。中国有色金属工业协会组织的项目技术水平鉴定意见认为：该项目技术适用范围广、重现性好、成熟度高，推动了铜冶炼行业的科技进步。