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有色金属行业冶炼技术创新方案第1章有色金属冶炼技术概述 (4)1.1 有色金属冶炼技术的发展历程 (4)1.2 有色金属冶炼技术分类及特点 (4)1.3 有色金属冶炼技术发展趋势 (4)第2章冶炼过程优化与控制 (5)2.1 冶炼过程参数优化 (5)2.1.1 参数优化的重要性 (5)2.1.2 参数优化方法 (5)2.1.3 参数优化应用实例 (5)2.2 冶炼过程自动控制技术 (5)2.2.1 自动控制技术概述 (5)2.2.2 控制策略与算法 (6)2.2.3 自动控制技术应用实例 (6)2.3 冶炼过程仿真与模拟 (6)2.3.1 仿真与模拟的意义 (6)2.3.2 仿真与模拟方法 (6)2.3.3 仿真与模拟应用实例 (6)第3章熔炼技术创新 (6)3.1 直接熔炼技术 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 技术创新点 (6)3.2 闪速熔炼技术 (6)3.2.1 概述 (7)3.2.2 技术创新点 (7)3.3 富氧熔炼技术 (7)3.3.1 概述 (7)3.3.2 技术创新点 (7)3.4 熔池熔炼技术 (7)3.4.1 概述 (7)3.4.2 技术创新点 (7)第4章精炼技术改进 (7)4.1 火法精炼技术 (7)4.1.1 优化熔炼工艺 (7)4.1.2 提高金属回收率 (8)4.2 湿法精炼技术 (8)4.2.1 优化浸出过程 (8)4.2.2 提高金属回收率 (8)4.3 熔盐精炼技术 (8)4.3.1 熔盐体系优化 (8)4.3.2 提高金属回收率 (8)4.4 精炼过程环保与资源综合利用 (9)4.4.2 提高资源利用率 (9)第5章有色金属回收与利用 (9)5.1 废旧有色金属回收技术 (9)5.1.1 物理回收技术 (9)5.1.2 化学回收技术 (9)5.1.3 生物回收技术 (9)5.2 有色金属再生利用技术 (9)5.2.1 直接再生利用 (9)5.2.2 间接再生利用 (9)5.2.3 再生资源深加工 (10)5.3 回收过程中的环境保护 (10)5.3.1 污染防治措施 (10)5.3.2 资源综合利用 (10)5.3.3 环保法规与政策 (10)5.3.4 环保意识培养 (10)第6章新型冶炼设备研发 (10)6.1 冶炼设备设计原理 (10)6.2 高效节能冶炼设备 (10)6.3 智能化冶炼设备 (11)6.4 设备维护与故障诊断 (11)第7章冶炼过程节能减排 (11)7.1 冶炼过程节能技术 (11)7.1.1 高效燃烧技术 (11)7.1.2 余热回收技术 (11)7.1.3 蓄热式加热技术 (11)7.1.4 优化冶炼工艺 (12)7.2 二氧化硫排放控制技术 (12)7.2.1 干法脱硫技术 (12)7.2.2 湿法脱硫技术 (12)7.2.3 烟气脱硫集成技术 (12)7.3 粉尘与废气处理技术 (12)7.3.1 袋式除尘技术 (12)7.3.2 电除尘技术 (12)7.3.3 湿式除尘技术 (12)7.4 废水处理与循环利用 (12)7.4.1 物理化学处理技术 (12)7.4.2 生物处理技术 (12)7.4.3 废水回用技术 (13)第8章冶炼过程自动化与智能化 (13)8.1 自动化控制系统 (13)8.1.1 概述 (13)8.1.2 控制策略 (13)8.1.3 硬件配置 (13)8.2 智能监测与诊断技术 (13)8.2.1 概述 (13)8.2.2 参数监测 (13)8.2.3 故障诊断 (13)8.3 数据分析与优化 (14)8.3.1 概述 (14)8.3.2 数据预处理 (14)8.3.3 数据分析 (14)8.3.4 优化算法 (14)8.4 冶炼过程智能制造 (14)8.4.1 概述 (14)8.4.2 数字化工厂 (14)8.4.3 网络化协同 (14)8.4.4 智能决策 (14)第9章有色金属冶炼新技术摸索 (14)9.1 等离子体冶炼技术 (14)9.1.1 概述 (14)9.1.2 技术原理 (15)9.1.3 技术优势 (15)9.2 金属有机化合物气相沉积技术 (15)9.2.1 概述 (15)9.2.2 技术原理 (15)9.2.3 技术优势 (15)9.3 生物冶金技术 (15)9.3.1 概述 (15)9.3.2 技术原理 (15)9.3.3 技术优势 (16)9.4 新型环保冶炼技术 (16)9.4.1 概述 (16)9.4.2 技术原理 (16)9.4.3 技术优势 (16)第10章冶炼技术创新与产业升级 (16)10.1 冶炼技术创新策略 (16)10.1.1 高效节能冶炼技术研发 (16)10.1.2 环保型冶炼技术摸索 (16)10.1.3 智能化冶炼技术发展 (16)10.2 冶炼产业技术升级路径 (16)10.2.1 技术改造与升级 (17)10.2.2 创新技术应用与推广 (17)10.2.3 产业链上下游协同创新 (17)10.3 冶炼产业协同发展 (17)10.3.1 产业协同创新平台建设 (17)10.3.2 产业协同发展机制 (17)10.4 冶炼产业政策与标准建议 (17)10.4.1 政策支持 (17)10.4.2 技术标准制定 (17)10.4.3 环保与安全监管 (17)第1章有色金属冶炼技术概述1.1 有色金属冶炼技术的发展历程有色金属冶炼技术可追溯至古代文明时期，当时的铜、锡、铅等金属的冶炼技术仅为初级阶段。
有色冶炼行业冶炼炉型及其需要使用的耐火材料介绍一鼓风炉鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。
鼓风炉由炉顶、炉身、本床（也称咽喉口）、炉缸、风口装置等组成。
冶炼炉料（精矿、烧结矿等）、焦炭、熔剂、反料等固体物料，从炉顶加入，炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气，在向上走的过程中，与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应，完成冶炼过程，液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出，烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。
目前多为密闭炉顶，炉身为全水套，耐火材料只在咽喉口和炉缸使用，因其炉渣属碱性炉渣，故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉底砌成反拱形。
二反射炉反射炉有熔炼反射炉和精炼反射炉，其结构形式基本相同只是精炼反射炉规格较小。
为长方形炉体，生产是连续的，反射炉炉头操作温度一般为1400～1500℃，出炉烟气温度一般为1150～1200℃。
炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。
炉墙多采用镁铝砖或镁砖，有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑，外墙一般采用粘土砖。
炉顶采用吊挂式炉顶，小型反射炉炉顶采用砖拱，拱顶材质为镁铝砖。
我国炼铅（铜）工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程，由于它存在着以下缺陷：a、烧结过程中硫燃烧很不充分，返回料比率高；b、鼓风炉炉料中铅（铜）含量低；c、大量烟气污染环境。
因而人们一直在努力探索炼铅新工艺，其目的不外乎两个方面：1、利用反应热进行熔炼；2、用一步法工艺代替原来的多步法。
国外已成功地研究出艾萨炉（奥斯麦特炉）、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。
三艾萨炉（奥斯麦特炉）艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形，其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪，在多年小规模试验研究基础上，芒特&8226;艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。
冶炼硅铁炉用耐火材料硅铁炉又称电弧电炉或电阻电炉，是一种耗电量巨大的工业电炉。
主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。
它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。
主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金，电石等铁合金和化工原料，其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培电极。
电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。
目前国内的矿热炉容量大小各异就我公司在硅铁矿热炉用耐火材料和施工方面所做过的业绩有12500KVA、16500KVA、25500KVA 、36000KVA、40500KVA、不等。
矿热炉是我们现代工业生产冶炼中大型的生产设备也是现有提炼有色金属，铁合金，和化工原料必不可缺的工具随着时代、技术、科技的不段突破和创新，也因为矿热炉是一种高耗能炉型为了更好的节约能源降低排放物和倡导我国的低碳绿色环保计划。
现在已经从以前的开放式炉子逐步的变为密闭式炉子也有以前的小炉型转变为大炉型逐渐的淘汰落后产能。
在未来矿热炉应朝向1矿热炉向高功率、大型化方向发展，为了提高热效率，提高生产率和满足功率集中冶炼的工艺要求；2 采用低频（0.3-3HZ）冶炼，可节省和提高产品质量。
3 设置有排烟除尘及能源回收装置。
4开发空心电极系统，较小颗粒精细料可从空心电极加入，节省能源，节省电极消耗，稳定熔池。
5 采用炉体旋转结构。
6研制开发适合各种矿热炉工艺要求得计算机工艺软件系统，指导冶炼，使冶炼达到最佳状态。
从而提高产品质量，降低能耗及提高产量。
所以在炉型逐渐朝向大型化，科技化和环保方向发展的同时对炉子的寿命也有了很高的要求标准，只有炉子的寿命有效的得到长时间使用才能够降低企业的生产成本和降低废渣污染物排放，要想让一台矿热炉使用寿命长不单单要在短网、水冷系统、液压系统等的要求很高以外对矿热炉的炉衬所使用的耐火材料以及碳素制品也是很重要的质量考验，目前国内矿热炉装机总容量最大的应该是内蒙古鄂尔多斯集团其次是宁夏天净冶金有限公司。
267管理及其他M anagement and other碱金属及锌对高炉操作的影响分析及防治措施张永亮（河钢集团宣钢公司 炼铁厂，河北 宣化 075100）摘 要：近几年来高炉实现了强化冶炼，使高炉寿命成为一个重要技术指标，高炉寿命对降低生产成本，提高技术经济指标，安全生产具有重要意义。
针对K、Na、Zn 三种元素对高炉炉体维护带来的影响，对有害元素对炉体提升、风口上扬、炉缸底部腐蚀分别进行了系统的分析，并根据有害元素腐蚀的原理及以往的生产经验，提出了防治措施。
关键词：碱金属；锌；高炉操作；影响分析；防治措施中图分类号：TF54 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）02-0267-2 收稿日期：2021-01作者简介：张永亮，男，生于1985年，汉族，学士，工程师，研究方向：炼铁、烧结技术。
钢是世界上最重要的多功能、适应性最强的材料，是人类发展的关键因素。
有理由声称钢铁是发达经济体的支柱。
在过去十年中，世界钢铁产量显著增长，2004年超过10亿t。
尽管比能耗和二氧化碳排放量自1970年以来已经减少了一半，一吨（初级）钢的生产仍然需要近20千焦耳的能源，并造成至少1.7t 的二氧化碳排放。
因此，据估计，今天炼钢产生的人为二氧化碳排放量占全世界的6%～7%。
这证明，在开发更环保的炼钢路线方面，有必要加强旨在提高能源效率和减少排放的研究工作。
1 碱金属及锌在高炉的富集1.1 碱金属在高炉内的循环富集K、Na 的沸点为799℃和882℃。
碱金属的氧化物在炉身中温区还原出碱金属蒸气，随煤气流上升，与炉料中的矿物结合生成碱的氰化物、碳酸盐和硅酸盐等。
再随炉料返回到高炉下部高温区，又被还原成碱金属蒸气上升，除部分随煤气和溶解于渣铁中排出炉外，其余相当一部分在炉内上部和下部之间循环富集。
1.2 锌在高炉内的循环富集锌为低熔点有色重金属，其熔点420，沸点907，液态锌流动性好，易挥发，离子半径较小，能浸入和充满微细空间，有较大的表面张力系数，降温时易凝聚在一起，在局部空间内呈现较高浓度，其硫化物具有热不稳定性。
C over Report封面报道有色冶金炉用耐火材料的现状与发展王新虎，杨艳龙，吕文英摘要：由于金属熔炼的主要设施是金属冶炼炉窑，因此对金属熔炼行业科学技术进步以及对防火性能材料品种、材质的要求，应该是耐火材料行业对金属冶炼炉窑提高寿命和质量最大的目标。
本文对铜、铅、锌等金属公司冶炼炉窑的情况以及使用耐火材料的特点加以说明。
关键词：有色冶金炉；耐火材料；现状；发展防火建筑材料应用于钢材、金属、玻璃、水泥、瓷器、油田化学、机械设备、锅炉以及轻工、发电、军事等各个产业中，是保障这些产业生产运转和重大科技建设需要的重要基础物质，尤其在高温工业领域中起着难以替代的关键作用。
耐火金属材料的特点在有色冶炼应用上能否得到充分发展，关键取决于其构造方式及应用环境的特点。
只有符合操作方式的构造体，能够适应操作环境，才能发挥耐火金属材料的全部作用。
1 常见的耐火材料1.1 硅石耐火材料硅石耐火材料以SiO2为主要元素，其中SiO2含量不低于93%。
这种防火建筑材料可以是定形或不定形。
该材料具备导热性好、荷载软化点高和抗酸性水渣冲刷性能较好的特性。
然而其抗热震性能较差。
因此，该材料常用于焦炉、玻璃熔炉、酸式炼铁炉以及一些热工仪器的构造上。
1.2 铝硅酸盐耐火材料铝硅酸盐耐火材料的主要元素是Al2O3和SiO2。
根据Al2O3在防火建筑材料中的含量不同，该材料可分为半硅质、黏土质和高铝质三种。
该耐火材料具有质轻、热稳定性良好和保温性能较好的优点。
然而其变形温度通常小于1400℃。
1.3 镁质耐火材料镁质耐火建筑材料是以方镁石为晶相，MgO质量分数超过80%的耐火材料。
由于受到原材料成分的限制，镁质耐火材料的主要成分为MgO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、Cr2O3等。
MgO的熔点高达2800℃，而镁质耐火材料的耐火性可以达到2000℃以上，因此镁质材料具有优异的耐热特性。
铝质耐火材料分为铝砖、镁橄榄石质耐火建材、镁硅尖晶石质耐火建材、铝铬质防火建材和白玉石质耐火建材。
耐火材料在铅冶金行业的设计与应用有色金属冶炼对于耐火材料的要求比较复杂，既要有足够的耐高温性，还需具备一定的高温强度，同时需具备良好的抗渣侵蚀及抗炉渣、烟气冲刷的能力，因此对于炉内耐火材料的选择有着严格的要求。
同时对于各种有色金属的冶炼均有各自特点，需有选择性地选用耐火材料。
目前国内使用在有色金属冶炼行业中的耐火材料大致分为两大类：偏酸性耐火材料、偏碱性耐火材料。
偏酸性耐火材料以三价氧化物为主（Al₂O₃-SiO₂系），主要包括高铝砖、莫来石砖、锆刚玉砖等；而偏碱性耐火材料则以二价氧化物为主（MgO-Al₂O₃、MgO-Cr₂O₃系），包括镁铬砖、镁铝砖、镁铝尖晶石砖等。
1、耐火材料在铅冶金行业的设计与应用实践1）炉底设计经过多年的实际生产经验，对于铅冶炼，所使用的冶金炉包括处理各种铅物料的几十种冶金炉，但冶金炉的耐火内衬主要使用的是镁铬砖、高铝砖、高铝质的耐火捣打料等。
（1）炉底永久层区域在炉衬的设计中，炉体内各个位置不同，耐材的选择也相应变化。
以固定卧式冶金炉炉体为例，炉底一般使用的有镁铬砖、高铝砖、铝铬尖晶石及高铝质捣打料、镁质捣打料等，还有的使用高强防渗捣打料，其成分也是属Al₂O₃-SiO₂系， Al₂O₃的含量>75%。
液态铅的比重达10.6g/cm³，渗透性极强，因此炉底耐材既要有散热的功能，也要具备较高的防渗铅的能力。
目前广泛应用的做法是炉底钢板上首先铺设高铝砖，高铝砖具有较高的耐压强度（常温耐压强度40~60MPa），用作炉底底部作为垫层比较合理；在炉底垫层上部应设置一层具有抗铅渗透的耐火材料，目前采用的有镁质捣打料或高强防渗捣打料（高铝质），两种均可起到隔层的作用。
其中镁质捣打料的配比为：镁砂：镁粉=7：3，配以卤水，镁砂粒度：0.2~0.5mm70%、1.5~3.0mm 30%；高强防渗捣打料的成分则是：高铝质的各种粒度的骨料、骨粉配置而成，在经过高温烘烤后，各种粒度的骨料膨胀紧密结合，达到理想的防渗铅目的。
铁合金冶炼工艺中的能耗与能源优化铁合金作为一种重要的基础材料，在钢铁、有色金属等行业中具有广泛的应用。
铁合金的冶炼工艺对能源的消耗和环境影响日益受到关注。
本文将探讨铁合金冶炼工艺中的能耗问题，并对能源优化提出建议。
铁合金冶炼工艺的能耗分析铁合金的冶炼工艺主要包括炼铁、炼钢和合金化三个阶段。
每个阶段的能耗都有所不同，但总体来说，铁合金冶炼工艺的能耗较高。
炼铁阶段的能耗炼铁阶段是铁合金冶炼工艺中的第一个阶段，主要是将铁矿石还原成铁。
在这个过程中，能耗主要来自于还原剂的制备和炉料的加热。
目前，常用的还原剂有焦炭和煤气。
焦炭的制备过程能耗较高，而且煤气中含有大量的一氧化碳，对环境造成污染。
因此，降低炼铁阶段的能耗是提高铁合金冶炼工艺能源效率的关键。
炼钢阶段的能耗炼钢阶段是将炼铁后的铁水进行精炼，以达到所需的合金成分和性能。
在这个过程中，能耗主要来自于炉料的加热和熔化，以及合金元素的添加。
炉料的加热和熔化需要大量的能源，而且合金元素的添加通常需要高温下的合金化反应，进一步增加了能耗。
因此，炼钢阶段的能耗也是铁合金冶炼工艺中的一个重要问题。
合金化阶段的能耗合金化阶段是将炼钢后的钢水加入各种合金元素，以制备出所需的铁合金。
在这个过程中，能耗主要来自于合金元素的加入和熔化，以及合金化反应的进行。
合金元素的加入通常需要高温下的熔化，而且合金化反应需要一定的能量来驱动。
因此，合金化阶段的能耗也是铁合金冶炼工艺中的一个重要问题。
能源优化的建议针对铁合金冶炼工艺中的能耗问题，本文提出以下能源优化的建议：1.提高能源利用效率：通过改进工艺流程和技术设备，提高能源的利用效率，减少能源的浪费。
例如，可以采用高效燃烧器和炉衬材料，减少能源的损失。
2.优化原料选择：选择合适的原料和还原剂，可以降低能耗和环境污染。
例如，可以采用直接还原铁技术，减少炼铁阶段的能耗。
3.采用先进的技术和设备：通过采用先进的技术和设备，可以提高生产效率和能源利用效率。
