“白银炼铜法”工艺的发展和展望

廖文江

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

1 “白银炼铜法”工艺发展

“白银炼铜法”工艺最早由白银有色集团股份有限公司（以下简称“白银公司”）开发，是一种双侧吹熔池熔炼工艺，因发明单位为白银公司而命名为白银炼铜法，也是我国第1个原创具有自主知识产权的铜熔炼工艺。“白银炼铜法”工艺于1972年开始研发，1980年投入工业生产，其发展历程见表1。

表1 “白银炼铜法”工艺发展历程

2 “白银炼铜法”工艺两个发展阶段中的重大创新

通过以上的发展历程，特别是2005年以来两次的发展，即在2005年与中国瑞林工程技术股份有限公司（以下简称“中国瑞林”）合作研发新型白银炉（以下简称“阶段Ⅰ”）和2014年以后白银公司进行的技术经济指标攻关（以下简称“阶段Ⅱ”），实施了给料系统改造、炉体结构优化、炉体水套冷却强度强化、熔炼吹风口优化设计、炉体砌筑优化、白银炉外供热系统改造、白银炉余热锅炉改造、白银炉监控系统在线化等多项技术改造。“白银炼铜法”工艺近年两次发展中的重大创新，见表2。

表2 “白银炼铜法”工艺的重大创新

通过这两个阶段的技术创新，以及关键工艺参数的优化，生产控制的强化，实现了熔炼作业率、炉体床能力、环保指标、综合能耗、炉体操作环境、炉寿命等多项关键工艺技术指标大幅提升，使得“白银炼铜法”工艺成为我国铜冶炼行业规范条件中的先进铜冶炼工艺技术，迈入了国际炼铜技术先进行列。

两个阶段优化后的工艺技术指标对比，见表3。

表3 两个阶段优化后的工艺技术指标对比

3 “白银炼铜法”工艺的应用现状和制约因素

经过以上的发展后，目前的“白银炼铜法”工艺流程，见图1。

图1 现“白银炼铜法”工艺流程

由图1看出，“白银炼铜法”已经取得了革命性进步。该工艺在平稳高效运行上实现重大突破，但想要进一步发展还受到以下发展瓶颈和多种因素的制约：

1）主要的配套工序和公辅设施多是在原有老系统上填平补齐，或只是对于局部进行改造，造成整个系统的很多工序规模和产能不匹配。例如，白银炉余热锅炉是在2008年按照100 kt/a粗铜生产能力配套设计的；制氧站规模为标准状态下20 000 m3/h，仅能满足现150 kt/a粗铜的生产规模；后续采用的转炉吹炼工艺是已有的老系统；现有白银炉的熔炼主厂房建于1956年，已经使用60余载，主厂房结构的老化较为严重，吨位偏小的冶金吊车也限制了物料倒运效率。

2）现有硫酸生产装置建于2007年，其能力是为2009年铜冶炼污染治理工程前的50 m2老白银炉配套设计的。虽经几次小的扩能改造，但还是赶不上白银炉的发展步伐，目前已成为制约白银炉产能进一步提升的瓶颈。

4 “白银炼铜法”工艺的优化建议

综上所述，“白银炼铜法”工艺在很多方面还可以持续优化，有着继续提升的广阔空间：1）采用精确配矿、在线分析精矿成分等备料、给料系统的优化措施，从源头上保证入炉物料的稳定。2）持续优化炉体结构，充分吸取其他炉型的优点，并从关键部分的水套、吹风口的设计上做文章。3）开展新型白银熔炼炉模型研究，以达到炉体主要参数的最优，如炉体宽度、吹风口的角度、高度、间距等。4）现有白银炉的操作控制还停留在传统的主观经验操作层面，在原料成分发生波动时无法实时跟踪最佳工作点，技术经济指标也无法进一步优化。应在配套精确配矿和数模计算的基础上实现新型白银炉铜熔炼计算机在线控制，真正实现生产中的适时和实时的客观调控，保证炉况始终在最佳工况下运行。

5 “白银炼铜法”工艺的发展展望

白银公司始终肩负着弘扬民族炼铜技术的使命与责任，创新和发展白银炉意义重大。为了更好更快地发展“白银炼铜法”工艺，白银公司于2018年2月与中国瑞林签订了 “新型白银法炼铜技术开发与应用战略合作协议”，拟通过双方的合作，采用标准化、信息化、模块化的手段实现白银炼铜法的定型、固化，让更加成熟、完善、系统的白银炼铜技术真正跨入世界先进炼铜工艺之列，最终实现白银炉技术升级攻关成果的产业化。

目前，白银公司和中国瑞林正就以下几个发展方向进行合作研究：1）新型白银铜熔炼工艺技术提升与完善；2）白银铜吹炼工艺及装备技术开发；3）新型白银炉铜熔炼计算机在线控制；4）新型白银熔炼炉本体及其附属设施升级系列设计与成套；5）新型白银熔炼炉模型研究；6）新型白银炉配套的备料、加料、供风供氧、燃料燃烧、烟气及烟尘处理、放铜排渣等配套的专有技术及装备研发。

白银公司拟在2020年左右在本部新建一个200 kt/a白银炉项目，中国瑞林也正在某国外铜冶炼项目中推广“白银炼铜法”工艺。相信届时，一个产能更大、环保更好、能耗更低、自动化程度更高的全新的“白银炼铜法”工艺将呈现在世界面前。