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![2.6熔炼技术-闪速炉熔炼技术(1)[23页]](https://img.taocdn.com/s1/m/d9b3a53fd5bbfd0a78567374.png)
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟硫化铜镍矿熔炼的概述（一）闪速熔炼是火法炼镍的熔炼新技术,它克服了传统熔炼方法未能充分利用粉状精矿的巨大的表面积和矿物燃料的缺点，大大减少了能源消耗，提高发硫的利用率,改善了环境。
闪速熔炼有奥托昆普闪速炉因科纯氧闪速炉两种形式。
目前国内外有5 台奥托昆普型镍闪速炉在运转(见下表)，因科型闪速炉炼镍仅作过试生产，但因镍在锍渣两相分配比较低（约65%），故一直未做工业应用。
下继续完成造锍与造渣反应,熔锍与溶渣在沉淀池进行沉降分离,熔渣流入贫化处理后弃,熔锍送转炉炊炼进一步富集成镍高锍。
熔炼产出的SO2 烟气经余热锅炉、电收尘后送制酸系统。
典型的工艺原则流程如图1 所示。
[next] 闪速熔炼系统包括熔炼、转炉吹炼等高温熔炼主系统和物料制备、配料、氧气制取、供水、供风、供电、供油以及炉渣贫化等辅助系统。
有关生产过程简要说明如下：（1）精矿干燥。
选矿精矿一般含水8%～10%,进入闪速炉前不少国家要进行干燥。
金川公司的精矿干燥采用“三段式”干燥方式,即回转窑、鼠笼、气流三段干燥。
在回转窑去除30%的水,鼠笼去掉40%的水,气流干燥去掉30%的水，得到的干精矿含水在0.3%以下,并要求粒度为-0.074mm 的碱于80%以上。
（2）粉煤与熔剂的制备。
粉煤与熔剂的制备大到相同。
煤经粗碎后,进球磨机并通入热风,磨细的煤由热风吹出分级后使用,不合格粗粒返回再磨。
石英熔剂加入球磨机后不通热风,直接用机械转换的热能把水分烘干破碎即可。
（3）返料。
闪速炉系统的自产冷料块经颚式破碎、圆锥破碎后分别送闪速炉贫化区和转炉进行处理,以回收其中的有价金属及控制转炉温度。
（4）氧气制备。
采用富氧鼓风可减少燃料的消耗,甚至实现自热熔炼。
金川公司闪速炉配备。
国内铜火法冶炼技术现状及展望摘要：铜的冶炼工艺分为火法和湿法两类，全世界80%以上的铜是通过火法冶炼生产出来的，而在中国则高达97%，火法冶炼占据着主导地位。
自20世纪60年代以来，火法炼铜技术有了长足的发展。
在80年代初期，中国铜冶炼行业也随着江铜贵溪冶炼厂引进的第一台闪速炉而开启了快速追赶世界先进水平的热潮。
90年代以来，中国铜冶炼行业对引进技术不断改进，并自主研发了一系列新的冶炼技术。
目前，中国的铜冶炼技术已经处于当代世界领先水平。
鉴于此，本文将着重介绍国内新发展的铜冶炼工艺技术，并展望其未来的发展方向。
关键词：铜火法；冶炼技术1 火法冶炼技术1.1 熔炼技术1.1.1 闪速熔炼20世纪40年代，芬兰奥托昆普公司开发出奥托昆普闪速炉，20世纪50年代，加拿大国际镍业公司开发了因科闪速炉，形成了闪速熔炼技术的两种典型炉型。
其中，奥托昆普闪速炉应用更为广泛，也是我国引进的炉型。
自贵溪冶炼厂于1985年引进闪速熔炼技术以后，先后有金隆铜业、紫金铜业、祥光铜业（闪速熔炼+双速吹炼工艺，以下简称“双闪”）、金冠铜业（双闪）、广西金川防城港（双闪）、中原黄金和东南铜业（双闪）引入了闪速冶炼技术。
其中祥光铜业通过消化吸收，形成了特色的“双旋浮”冶炼技术[3]。
中国恩菲和金川集团联合开发了一种结合闪速炉和电炉技术的新炉型，即金川铜合成炉，将渣含铜降低到了0.7%以下。
1.1.2 顶吹熔炼顶吹熔炼是将喷枪从炉子顶部插入，通过氧枪鼓入富氧空气，对熔体形成强烈的搅动，从而实现强化冶炼的目的。
根据喷枪的插入深度和形式，可分为自热炉顶吹熔炼、三菱法和顶吹浸没熔炼。
其中，以顶吹浸没熔炼技术应用最为广泛，分为奥斯麦特熔炼法和艾萨熔炼法。
国内使用奥斯麦特熔炼法的企业主要有侯马冶炼厂（顶吹熔炼+顶吹吹炼工艺，以下简称“双顶吹”）、金昌冶炼厂、葫芦岛冶炼厂、云南锡业（双顶吹）和大冶冶炼厂。
使用艾萨熔炼法的主要为云南铜业、昆鹏铜业和楚雄滇中铜业。
闪速炉铜锍熔炼车间设计闪速炉铜锍熔炼车间设计(design of flash furnace smelter of copper matte)以硫化铜精矿为原料，配入粉状石英石熔剂，在闪速炉内进行熔炼，产出吹炼用铜锍的铜冶炼厂车间设计。
闪速炉有奥托昆普(Outokumpu)型和国际镍公司(International Nickel Co．简称INCO)型两种。
闪速炉除生产铜锍外，对特殊的原料还可以生产粗铜。
闪速炉铜锍熔炼车间设计内容主要为：工艺流程选择、设备结构设计、车间配置和主要技术经济指标。
简史 1949年芬兰奥托昆普公司在哈里亚瓦尔塔(Harjavalta)厂建成世界上第一座闪速炉。
其反应塔内径为3.6m，日处理铜精矿360t。
1956年至1973年间，日本共建成7座闪速炉，对炉体结构和热风制备等方面都作了重大改进，同时还发展了能一次获得弃渣的自电闪速炉。
20世纪80年代，美国马格马铜公司(Magma Copper Corp)圣•曼纽埃尔(San Manuel)炼铜厂采用富氧自热熔炼技术建成单炉年产铜25万t的闪速炉。
波兰格沃古夫(Glogow)厂根据处理含硫铁低的高品位铜精矿的特点，设计建成直接获得含铜98％以上粗铜的闪速炉。
中国在80年代，设计建成第一台奥托昆普型闪速炉，并对炉渣的铁硅比、铜锍品位和铜锍温度三项参数实现计算机在线控制，1990年又完成了富氧熔炼技术改造工程。
1953年加拿大国际镍公司首先建成INCO型闪速炉，设计规模为日处理铜精矿1000t。
80年代初，美国熔炼与精炼公司(American Smeling & Refining Corp Asarco)海登(Hayden)厂和齐诺矿业公司(Chino Mines Co．)赫尔利(Hurley)厂各建成1座：INCO型闪速炉。
此外，苏联于1968年在阿尔马累克公司建成1座类似于INC()型闪速炉的氧焰炉。
90年代，全世界建成的铜闪速炉约有35座。
铜的加工冶炼工艺流程火法炼铜是当今生产铜的主要方法，占铜产量的80%左右，主要是处理硫化矿。
火法炼铜的优点是原料适应性强，能耗低，效率高，金属回收率高。
火法炼铜可分两类：一是传统工艺：如鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼。
二是现代强化工艺：如闪速炉熔炼、熔池熔炼。
由于20世纪中叶以来全球性的能源和环境问题突出，能源日趋紧张，环境保护法规日益严格，劳动成本逐步上涨，促使铜冶炼技术从20世纪80年代起获得飞速发展，迫使传统的方法不得不被新的强化方法来代替，传统冶炼方法逐渐被淘汰。
随之兴起的是以闪速熔炼和熔池熔炼为代表的强化冶炼先进技术，其中最重要的突破是氧气或富氧的广泛应用。
经过几十年的努力，闪速熔炼与熔池熔炼已基本取代传统火法冶炼工艺。
1、火法冶炼工艺流程火法工艺过程主要包括四个主要步骤：造锍熔炼、铜锍（冰铜）吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。
造硫熔炼（铜精矿—冰铜）：主要是使用铜精矿造冰铜熔炼，目的是使铜精矿部分铁氧化，造渣除去，产出含铜较高的冰铜。
冰铜吹炼（冰铜—粗铜）：将冰铜进一步氧化、造渣脱除冰铜中的铁和硫，生产粗铜。
火法精炼（粗铜—阳极铜）：将粗铜通过氧化造渣进一步脱除杂质元素，生产阳极铜。
电解精炼（阳极铜—阴极铜）：通过引入直流电，阳极铜溶解，在阴极析出纯铜，杂质进入阳极泥或电解液，从而实现铜和杂质的分离，产出阴极铜。
火法炼铜一般流程图2、火法冶炼工艺分类（1）闪速熔炼闪速熔炼（flash smelting）包括国际镍公司因科（Inco）闪速炉、奥托昆普（Outokumpu）闪速炉和旋涡顶吹熔炼（ConTop）3种。
闪速熔炼是充分利用细磨物料巨大的活性表面，强化冶炼反应过程的熔炼方法。
将精矿经过深度干燥后，与熔剂经干燥一起用富氧空气喷入反应塔内，精矿粒子在空间悬浮1-3s时间，与高温氧化性气流迅速发生硫化矿物的氧化反应，并放出大量的热，完成熔炼反应即造锍的过程。
反应的产物落入闪速炉的沉淀池中进行沉降，使铜锍和渣得到进一步的分离。
重金属的定义：比重大于5的金属，如铜、铅、锌、镍、钴、锡、镝、汞、镉、铋等铜的主要化合物：Cu2O、Cu（OH）2、Cu2S、CuSO4火法炼铜的原理流程图是怎样？目前世界上精铜的主要生产方法有哪些？：火法炼铜有闪速熔炼和熔池熔炼两种，闪速熔炼包括奥托昆普和印柯。
熔池熔炼包括反射炉熔炼、电路熔炼、诺兰达法、白银法、三菱法、瓦纽柯夫法现代火法冶炼的共同特点：用富氧技术强化熔炼过程，用精矿氧化热量，自热或接近自热下熔炼，产出高浓度SO2，以便回收硫和造酸等，消除污染，环保节能火法处理硫化铜精矿工艺：1精矿死焙烧在还原熔炼得粗铜2精矿造锍熔炼得铜锍再吹炼成粗铜火法处理硫化铜精矿优点：能耗低、设备产率高、贵金属回收率高缺点：产生SO2危害环境造锍熔炼：火法炼铜中，产生锍的主金属硫化合物和铁的硫化物共熔体造锍熔炼的原料和产物：原料：硫化铜精矿、返料和熔剂产物：铜锍、炉渣和烟气造锍的目的：1使料中铜尽可能全进入冰铜，同时使料中氧化物和铁氧化物形成炉渣2使冰铜与炉渣分离造锍熔炼的主要反应：硫化物分解：2FeS2→2FeS+S2 2CuFeS2→+Cu2S+2FeS+1/2S2 硫化物氧化:2FeS+3O2=2FeO+2SO2 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2FeS+3Fe3O4=10FeO+SO2造锍反应：FeS_Cu2I=FeO+Cu2S造渣反应：2FeO（l）+SiO2（s）=（2FeO·SiO2）l造锍熔炼中铜在渣中的损失有哪些形式？闪速熔炼炉渣含铜高的原因是什么？处理含铜高的炉渣的方法有哪些？（1）造锍熔炼中铜在渣中的损失有电化学溶解和机械夹带两种形式冰铜的组成：Cu2S和FeS的熔体Fe除FeS形态存在还以Feo和Fe3O4形态存在炉渣的组成：FeO-SiO2-CaO、Fep-SiO2-Al2O3和FeO-Fe2O3-SiO2渣系Fe3O4在熔炼中的行为：3Fe3O4+FeS=10FeO+SO2影响Fe3O4还原因素：1炉渣成分2铜锍品位3温度4气氛影响渣中铜含量的因素：1炉渣组成2体系氧势3熔体温度4操作制度5管理水平减少铜在炉渣中损失途径：1选择成分适当渣2减少造渣量3尽可能过热熔炼产物4增大沉清分离时间5稳定铜锍品位6稳定技术条件7炼前做好准备工作铜在炉渣中的损失：1烟尘损失2炉渣损失：化学损失、机械损失影响铜损失的因素：1炉渣组成2体系氧位3熔体温度4操作制度5管理水平减少铜在渣中损失措施：1减少炉渣出量2降低渣中铜含量减少渣含铜的措施：选择适当的渣型，减少渣量，合理的铜锍品位，尽可能过热熔炼产物，增大沉清分离时间，稳定技术条件闪速熔炼：将深度脱水的粉状精矿与氧气混合于喷嘴，以高速从反映塔顶喷入高温塔内闪速熔炼特点：1焙烧与熔炼结合2炉料与气体密切接触3 FeS与Fe3O4、FeS与Cu2O以及闪速熔炼的产物：铜锍、炉渣、烟尘、炉气闪速熔炼的技术经济指标：1单位处理能力2燃料率3铜回收率4硫回收率闪速熔炼炉渣含铜高的原因有：①脱硫率高，产出高品位冰铜；②反应塔有强烈的氧化气氛，有Fe3O4生成，恶化炉渣的性质；③烟尘量大，部分落入沉淀池的熔池表面④产出碱性高铁炉渣，比重大，对硫化物有较大的溶解能力处理方法：1电炉贫化2选矿法其他硫化物与氧化物的反应主要在沉淀池中进行闪速熔炼的两种基本形式：1精矿从喷嘴水平喷入炉内的印柯闪速炉2精矿从塔顶垂直喷入炉内的奥托昆普闪速炉闪速熔炼Fe3O4的来源途径：1精矿和氧气反应产生2回炉料和烟灰带入Fe3O4的不利因素：过多Fe3O4使渣发黏，渣与铜锍分离不良，放铜锍时带渣，放渣时带铜：渣隔膜层变厚，增加铜损失：增加溜槽黏结物产率，恶化劳动环境：缩短耐火材料使用期限，引起炉底冻结物伤上升，减少熔池有效容积，限制闪速炉能力，为后续工艺增加困难控制Fe3O4的途径：1降低锍品位2提高反应塔温度3降低铁硅比4问题严重时加入生铁5提高投料量增加沉淀池燃油量奥托昆普闪速炉构造：1反应塔2沉淀池3上升烟道4加料喷嘴奥托昆普闪速炉工艺流程：1炉料准备（脱水后含水率小于0.3%）2加料3反应塔供风4处理炉气5用余热预热空气6炉渣贫化炉渣贫化两种形式：1单独贫化电炉处理2将电极插入沉淀池内贫化熔池熔炼：通过铜精矿颗粒在强烈搅动中发生氧化反应实现熔炼目的铜锍吹炼原料和产物：原料：冰铜，空气，石英，冷料产物：粗铜，转炉渣，烟气，烟尘铜锍吹炼的两个反应期：造渣期和造铜期造渣期反应：2FeS+3O2=2FeO+2SO2 2FeO+SiO2=2FeO·Si造铜期反应：2CuS2+3O2=2Cu2O+22SO2 2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2粗铜火法精炼工艺流程：装料、熔化、氧化、还原、浇注粗铜火法精炼原理：包括氧化和还原过程，氧化除铜中有害杂质，还原除铜中的氧氧化过程反应：4Cu+O2=2Cu2O Cu2O+Me=MeO+2Cu 2Me+O2=2MeO还原过程反应：Cu2O+H2=2Cu+H2O Cu2O+CO=2Cu+CO2 H2+Cu2O=H2O+2Cu氧化精炼的基本原理：同中多杂质对氧亲和力大于铜，且杂质氧化物在铜水溶解度小，由于粗铜主要为铜，杂质浓度低，根据质量守恒定律，首先氧化铜粗铜火法精炼氧化杂质分为三类：1容易除去的杂质2难以除去的杂质3不除或少除的杂质火法精炼基本原理：在液铜中通空气使杂质氧化造渣部分除去，后将还原剂加入铜除氧，最后得到符合要求的阳极铜火法精炼经书经济指标：11铜的总回收率2铜的直收率3燃料单耗4造渣率5床能率铜的电解精炼目的：进一步除火法精铜中杂质，得到良好性能电解铜，同时回收有价金属电解精炼阳极：火法精炼铜阴极：纯铜片电解液：硫酸和硫酸铜铜的电解精炼反应：阳极（铜）：Cu-2e-=Cu2+ H2O-2e-=2H++1/2O2 阳极：Cu2+ +2e-=Cu 2H++2e-=H2阳极上杂质的行为：1正电性金属和以化合物形态存在的元素不溶解进入槽底2电解液中形成不溶化化合物的铅和锡形成沉淀3负电性的镍、铁、锌经过火法精炼后，在阳极中含量很少，溶入电解液4电位与铜相近的砷、锑、铋在阴极上放电析出湿法炼铜的工艺流程分三类：1铜矿直接浸出2铜矿硫酸化焙烧浸出3铜矿还原焙烧浸出铜的湿法冶金法：焙烧-浸出-电积法、浸出-萃取-电积法、氨浸-萃取-电积法硫酸化焙烧目的：使铜硫化物转为硫酸盐和氧化物，使铁硫化物变成氧化物电解精炼粗铜和电解沉积提铜有哪些相同点和不同点相同点是：1都在电能作用下从溶液中提取金属铜，在阴极发生的是Cu获得电子析出金属铜的反应Cu + 2e = Cu; 2）设备电解槽的构造、电极联结、电路系统、电解液循环系统及生产实践基本相同不同点是：1阳极材料不同，电解提铜的阳极用的是经过吹炼、火法精炼后浇铸的阳极板，主要成分是铜，而电积提铜阳极用的是不溶阳极材料，主要成分是铅为主的合金材料；2）在阳极反应不同；电解阳极反应为：Cu - 2e = Cu；电积主要阳极反应：H2 O -2e = 1/2O2 + 2H 3)重要指标不同，比如槽电压、电耗、电流效率焙烧-浸出-电积法影响浸出的因素：1溶剂浓度2温度3焙砂粒度4搅拌条件铅的物理性质：蓝灰色金属，密度大，硬度小，展性好，延性差，熔点沸点低，导热导电差铅的生产方法：1氧化还原熔炼法2反应熔炼法3沉淀熔炼法硫化铅精矿焙烧的目的：1氧化脱硫，同时挥发取出部分砷锑，减少熔炼时生产铅冰铜和黄渣，提高金属收率2获得符合鼓风炉熔炼坚硬多孔的烧结矿影响精矿烧结焙烧反应速度因素：1气流紊流程度2反应带气流组成3温度铅烧结矿鼓风炉还原熔炼目的：把烧结矿中铅最大限度还原，获得有金银等贵金属粗铅，使炉料各种造渣成分结渣，并尽量吸收锌方铅矿的焙烧产物形成取决于：1实际焙烧温度2平衡气相组成鼓风炉渣的处理目的：回收锌、铅和其他有价金属鼓风炉渣处理方法：烟化炉处理、回转窑挥发、旋涡熔炼、电炉熔炼、氯化挥发和悉罗熔炼烟化炉处理过程：用空气将煤粉吹入熔渣中，使熔渣内的化合物和游离的ZnO和PbO还原成锌和铅蒸气，上升到炉上部，遇到CO2和空气被氧化成ZnO和PbO，以烟尘状态被手机大多数采用烟化炉处理原因（优点）：生产能力大，金属回收率高，可用低级煤燃料，燃料消耗少，废热可利用，易自动化粗铅精炼的目的：除去粗铅杂质外最大限度回收有价金属粗铅火法精炼除铜方法：熔析和加硫法，初步脱铜用熔析，深度脱铜用加硫熔析法除铜原理：在低温下铜及其某些化合物在铅水中溶解度变小加硫法除铜方法：用硫磺做硫化剂，反应：2Pb+S2=2PbS PbS+2Cu=Pb+Cu2S直接熔炼：金属硫化物不经焙烧或烧结焙烧直接生产出金属的熔炼方法粗铅精炼除砷锑锡方法：氧化精炼和碱法精炼氧化精炼原理：依据氧与杂质亲和力大于氧与铅的亲和力氧化精炼优缺点：设备简单，操作容易，投资少，但铅损失大，直接回收率低，作业时间长，劳动条件差，燃料消耗高，精炼后残锑高碱法精炼原理：利用强氧化剂NaNO3在高温分解放出的活性氧进行氧化碱性精炼优缺点：优：可在较低温下进行，金属损失小，燃料消耗少，操作条件好，终点产品含砷锑锡少，试剂可部分再生，缺点：会产生各种碱渣处理麻烦，试剂消耗大粗铅电解精炼：以铅铸成的薄极片作阴极，经过简单火法精炼的粗铅为阳极，硅氟酸和硅氟酸铅水溶液作电解液进行电解过程粗铅预先进行简单火法精炼目的：除去电解时不能除去的杂质和对电解有害杂质，并保留一定的砷锑我国练铅产的粗铅精炼大量采用粗铅火法精炼（除铜）-电解精炼的联合工艺流程。
奥托昆普闪速炉摘要闪速熔炼是当今铜冶金中最具有竞争力的熔炼技术，被认为是标准的清洁炼铜工艺。
闪速炉是闪速熔炼的主体设备，本文以铜冶金为例，结合金隆工程详细介绍了闪速炉的结构特点、技术参数，并对其发展趋势做了展望。
关键词闪速炉；铜冶金一、产生与发展随着环境保护的日益严格，铜冶金工业面临着严峻挑战。
当今世界铜冶金方法主要有火法和湿法两种，其中火法占主导地位。
火法冶金种类较多，目前国际上存在的主要火法炼铜设备有闪速炉、反射炉、鼓风炉、诺兰达炉、艾萨炉(奥斯麦特炉)、瓦纽可夫炉、三菱炉、特尼恩特炉、电炉、白银炉等十几种冶炼设备。
大部分工艺存在能力低、成本高、能耗大、污染严重等问题，严重制约着铜冶金工业的发展。
20世纪60年代前，反射炉和鼓风炉占统治地位。
70年代，发达国家的环保运动对铜冶金工业冲击很大。
美国1970年颁布了《空气净化法令》，迫使美国铜冶炼企业在较短时间内将传统的反射炉熔炼改造成闪速熔炼。
日本在70年代，几乎是一夜之间将国内的十几台鼓风炉全部改为7座闪速炉，仅留下1座三菱炉。
闪速熔炼自1949年芬兰奥托昆普问世以来，经过不断改进、完善和发展，逐步取代了反射炉和鼓风炉的地位。
今天它已成为当今铜冶金所采用最具有竞争力的熔炼技术，被普遍认为是标准的清洁炼铜工艺。
目前，全球粗铜产量的50%以上是采用这项技术生产的。
中国80年代至今，引进开发了贵冶、金隆两座炼铜闪速炉。
由于闪速熔炼工艺成熟，自动化程度高，生产能力大，能源消耗低，环境保护好，目前世界上大部分新建或改扩建的铜冶炼企业均采用闪速熔炼工艺。
[3]二、闪速炉的结构奥托昆普闪速熔炼是采用富氧空气或723~1273K的热风作为氧化气体。
在反应塔顶部设置了下喷型精矿喷嘴。
干燥的精矿和熔剂与富氧空气或热风高速喷入反应塔内，在塔内呈悬浮状态。
物料在向下运动过程中，与气流中的氧发生氧化反应，放出大量的热，使反应塔中的温度维持在1673K以上。
在高温下物料迅速反应(2~3s)，产生的熔体沉降到沉淀池内，完成造冰铜和造渣反应，并进行澄清分离。
奥托昆普闪速炉摘要闪速熔炼是当今铜冶金中最具有竞争力的熔炼技术，被认为是标准的清洁炼铜工艺。
闪速炉是闪速熔炼的主体设备，本文以铜冶金为例，结合金隆工程详细介绍了闪速炉的结构特点、技术参数，并对其发展趋势做了展望。
关键词闪速炉；铜冶金一、产生与发展随着环境保护的日益严格，铜冶金工业面临着严峻挑战。
当今世界铜冶金方法主要有火法和湿法两种，其中火法占主导地位。
火法冶金种类较多，目前国际上存在的主要火法炼铜设备有闪速炉、反射炉、鼓风炉、诺兰达炉、艾萨炉(奥斯麦特炉)、瓦纽可夫炉、三菱炉、特尼恩特炉、电炉、白银炉等十几种冶炼设备。
大部分工艺存在能力低、成本高、能耗大、污染严重等问题，严重制约着铜冶金工业的发展。
20世纪60年代前，反射炉和鼓风炉占统治地位。
70年代，发达国家的环保运动对铜冶金工业冲击很大。
美国1970年颁布了《空气净化法令》，迫使美国铜冶炼企业在较短时间内将传统的反射炉熔炼改造成闪速熔炼。
日本在70年代，几乎是一夜之间将国内的十几台鼓风炉全部改为7座闪速炉，仅留下1座三菱炉。
闪速熔炼自1949年芬兰奥托昆普问世以来，经过不断改进、完善和发展，逐步取代了反射炉和鼓风炉的地位。
今天它已成为当今铜冶金所采用最具有竞争力的熔炼技术，被普遍认为是标准的清洁炼铜工艺。
目前，全球粗铜产量的50%以上是采用这项技术生产的。
中国80年代至今，引进开发了贵冶、金隆两座炼铜闪速炉。
由于闪速熔炼工艺成熟，自动化程度高，生产能力大，能源消耗低，环境保护好，目前世界上大部分新建或改扩建的铜冶炼企业均采用闪速熔炼工艺。
[3]二、闪速炉的结构奥托昆普闪速熔炼是采用富氧空气或723~1273K的热风作为氧化气体。
在反应塔顶部设置了下喷型精矿喷嘴。
干燥的精矿和熔剂与富氧空气或热风高速喷入反应塔内，在塔内呈悬浮状态。
物料在向下运动过程中，与气流中的氧发生氧化反应，放出大量的热，使反应塔中的温度维持在1673K以上。
在高温下物料迅速反应(2~3s)，产生的熔体沉降到沉淀池内，完成造冰铜和造渣反应，并进行澄清分离。
奥托昆普闪速熔炼设备[2]图1 芬兰奥托昆普闪速炉奥托昆普闪速熔炼炉的自动控制：主要用计算机来控制闪速炉产出的冰铜品位、冰铜温度和炉渣中Fe/SiO2比。
它们分别由控制反应塔送风量、重油量和炉料中石英溶剂的比率来实现。
奥托昆普闪速炉由精矿喷嘴、反应塔、沉淀池及上升烟道等四个主要部分组成，在此结合金隆工程对闪速炉的结构进行了详细介绍，结构如图2所示。
1.精矿喷嘴目前闪速炉上使用的精矿喷嘴一般有两种:一是文丘里式；一是中央喷射扩散式。
文丘里式精矿喷嘴烟尘发生率较高、容易产生生料，而且单个喷嘴的能力较低，需安装多个精矿喷嘴，由于安装位置距反应塔内壁较近，造成反应塔内壁冲刷严重。
而中央喷射扩散式精矿喷嘴由于它特有的结构，不但能适应高投人量、高富氧熔炼的要求，而且由于其中央有氧管，提高了中央氧量，增加了与精矿的接触面积，使化学反应更加彻底，因此生料不容易生成，另外，在反应塔顶中心部位只需安装一台精矿喷嘴，因此对反应塔内壁冲刷较小。
在设计时充分考虑了图2闪速炉总图规模扩大的需要，选用的是变量中央喷射扩散式精矿喷嘴。
该种精矿喷嘴空气腔采用内、外环双层结构，可根据风量的大小分别选择内环、外环或内外环同时使用，达到最佳喷出速度。
2.反应塔反应塔为竖式圆筒形，由塔顶和塔身构成。
塔顶为球拱型结构，由厚度为400mm耐火砖和3圈水冷H型梁组成，水冷H型梁一方面固定炉顶，另一方面冷却耐火材料，由于塔顶承受高温热辐射和含尘烟气的冲刷，但无精矿冲刷，选用抗化学侵蚀、耐冲刷性好的半熔融再结合镁铬砖较为经济合理。
塔身由外壳钢板、吊挂机构、砖体、钢板水套、铜水套组成。
外壳钢板在吊挂机构区域厚度为50mm，其它部位厚度为28mm，主要用来通过砖体内托板支承耐火材料。
吊挂机构为反应塔重要的受力构件，其内部必须进行水冷，反应塔整个重量通过它悬吊在反应塔框架上。
由于主要的化学反应在反应塔内进行，反应塔容积热强度非常大，为了保护耐火材料，沿反应塔高度方向布置了7层铜水套，为了进一步加强冷却，在外层捣打料中还布置了冷却铜管。
反应塔上部筒体冲刷较轻，用的是半熔融再结合镁铬砖，下部冲刷严重，用的是荷重软化温度高、显气孔率低、抗氧化还原以及抗化学侵蚀性能好的电铸砖。
反应塔整个重量都悬吊在反应塔框架上，并与沉淀池是完全分开的，这样保证了塔体在高度方向的自由膨胀。
3.沉淀池沉淀池是用来使冰铜、炉渣澄清分离、并适应转炉操作储存冰铜的部位。
由炉顶、池墙、炉底构成。
炉顶主要承受高温含尘烟气的冲刷和渣面的热辐射，选用荷重软化温度高、耐冲刷较好的高温烧成镁铬砖，厚度为400mm，并采用拱形和吊挂相结合的砌筑方式。
为了防止拱顶在长度方向上发生位移，在炉顶布置了多根水冷H型梁，为了吸收、调节拱顶在跨度方向的膨胀，在拱脚梁处安装了弹簧压紧装置。
沉淀池四面池墙均向内倾斜10℃，以防耐火砖受损严重后池墙倒塌，沉淀池最容易损坏的地方是渣线区、反应塔下面的三面池墙、排渣口侧池墙，前者是由于闪速炉炉渣的侵蚀，后二者是由于烟气的冲刷，这几部份均选用半熔融再结合镁铬砖，厚度为450mm。
为了保证耐火材料的使用强度和提高耐火材料对炉渣的抗侵蚀能力，在池墙四周设置了一圈倾斜铜水套和二层水平铜水套。
沉淀池炉底厚度为1825mm，上面采用反拱结构，下面用捣打料找平后采用平砌，其反拱上面二层为工作层，由于接触的是冰铜，选用高温烧成镁铬砖就可满足要求，二层厚度共为685mm，下面一层拱底工作条件较好，选用直接结合镁铬砖。
反拱下面则选用强度高、容重小的高强轻质保温砖，这样可大幅度降低炉底钢梁的载荷，并减少蓄热损失，有利于节约能源。
为了补充沉淀池的散热损失和生成渣时吸收的热量，维持炉渣温度，促进冰铜和渣。
分离，保持炉渣的良好的流动性，在沉淀池四周布置了13个重油烧嘴，其中出渣口对侧2个，锅炉侧5个，出铜口侧6个，这样合理的布置有利于加热炉渣，使排渣顺畅。
为了使冰铜排出顺畅，不至于产生死角，需经常变换放出位置，因此，冰铜排出口设置了4个，并采用铜水套和保护水套的结构，以延长冰铜排出口的使用寿命。
炉渣排出口在后端墙设置了2个，以满足交替使用的需要。
由于炉渣的粘性较大，设计成水套的形式时，会造成排渣困难，因此，炉渣排出口采用砖砌结构。
4.上升烟道上升烟道是烟气排出的通道，有垂直圆筒形及断面为长方形两种形式。
前者设计、施工较为简单，并且炉墙不易倒塌。
后者加工制造简单，设计、施工较为困难，因炉墙为直形，容易倒塌，以需设置托板及工字钢。
断面为矩形结构，由侧墙、斜顶、平顶构成。
侧墙长约8400mm，最高处达7500mm，厚度为460mm，沿其高度方向上设置了多层托板，以承担耐火砖的重量。
为了提高整个侧墙的稳定性，侧墙在长度方向设计成弧形。
由于上升烟道出渣口侧下部侧墙、后端墙烟气冲刷严重，选用半熔融再结合镁铬砖，其它侧墙选用高温烧成镁铬砖就可满足要求。
斜顶和平顶均采用吊挂方式，厚度均为375mm，在平顶内还设置了水冷H 型梁，以提高平顶的稳定性。
斜顶和平顶冲刷较轻，因此均选用高温烧成镁铬砖。
上升烟道的整个重量都坐在上升烟道框架上，同样，上升烟道与沉淀池也是完全脱开的。
为了防止熔融物在上升烟道出口处粘结，造成上升烟道阻塞，在其斜顶上布置了一个烧嘴，两侧墙分别布置了2个烧嘴孔，每侧共用一个烧嘴。
[1][4]三、技术参数1.结构参数(1)反应塔的内径和高度在确定反应塔反应塔内径和高度时，一般是参考运转中闪速炉的生产实践，以反应塔内烟气平均速度和烟气停留时间为基准，再校核反应塔容积热强度，容积热强度计算见下式: q=Q/V式中:q-反应塔容积热强度MJ/m3·h；Q-反应塔在单位时间内所产生的总热量MJ/h；V-反应塔有效容积m3。
根据世界现有闪速炉的操作实践，容积热强度一般在1240-175OMJ/m3·h比较合适，过大影响闪速炉的使用寿命。
反应塔内径在确定时，应考虑精矿处理量为了保证规模扩大的需要，适当考虑今后的增加量，处理量大，内径也大。
操作方法包括反应塔送风温度和含氧浓度以及冰铜品位。
送风温度和含氧浓度越高，所产生的烟气量越小，因此，内径越小；而冰铜品位越高，反应塔送风量越多，自然，所产生的烟气量越多，内径则越大。
(2)沉淀池的上部内宽和内长沉淀池的上部内宽是根据反应塔的内径确定的，一般为反应塔内径加上1000-2000mm，因为反应塔内径为5000mm，所以沉淀池上部内宽定为6700mm。
沉淀池的上部内长在确定时，除需考虑适应转炉操作具有一定的贮存容积外，还需考虑沉淀池由于长期生产后炉底结瘤而上升造成容积减小，炉底上升后，最小贮存容积应能满足转炉造渣I期所需要的冰铜生产能力，因此沉淀池上部内长定为23200mm。
(3)上升烟道的出口宽度和高度上升烟道出口面积是根据出口的烟气量和出口烟气流速来确定的，烟气流速不能过大，因为当烟气流速过大时，不但会由于气流中带有熔融物造成烟道阻塞，而且由于烟尘在余热锅炉内不能扩散开来，将集中堆积在余热锅炉的某个部位，造成余热锅炉故障。
因此，烟气流速定为4.85m/s，考虑到与余热锅炉接口的关系，出口宽度定为2700mm，出口高度定为4000mm。
2.控制参数闪速炉三个基本控制参数是Fe/SiO2比、冰铜品位和冰铜温度。
Fe3O4的生成量随着Fe/SiO2比值的增加而增多，而Fe3O4的产生，不但使渣含铜升高，而且容易造成沉淀池炉底上升，减小沉淀池的有效容积，严重时造成沉淀池贮存容积不足，不能满足转炉的生产需要。
Fe/SiO2的设计比值为1.2，操作时通过调节石英比率控制在1.1-1.2之间。
冰铜品位的高低取决于精矿的氧化程度。
在选定冰铜品位时，应综合考虑精矿的处理量、原料组成、转炉的冰铜处理能力、重油的消耗量等因素。
当采用高品位冰铜时，反应放热较多，可降低反应塔重油消耗量，同时烟气中的SO2的浓度增加，并可减少转炉的冰铜处理量，一般认为精矿投人量大，应采用较高的冰铜品位。
但冰铜品位不能太高，因为冰铜品位越高，生成的Fe3O4越多。
选用冰铜品位52%作为目标冰铜品位较为合适，操作时通过控制反应塔送风量来达到。
冰铜温度取决于冰铜层从渣层吸收的热量，热量来源于化学反应热和反应塔重油燃烧所产生的热量。
冰铜的温度选用1210℃作为目标温度较为合适，冰铜温度过低，渣含铜升高，并造成排渣困难；冰铜温度过高，不但浪费能源，而且对沉淀池内衬砖造成过多的热侵蚀，冰铜温度可通过反应塔的重油消耗量来控制。
[7]四、闪速炉的发展趋势近期闪速炉的发展趋势是：设备大型化与操作自动化；采用富氧空气进一步强化熔炼过程；采用双接触法制酸，可是排放尾气中SO2含量在300×10-6以下，硫的回收率可达95%；进一步强化脱硫，直接产出粗铜。
