火法环保高效节能炼铜设备主要原料是硫化铜精矿，一般包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序，流程见图1。
焙烧 分半氧化焙烧和全氧化焙烧（“死焙烧”），分别脱除精矿中部分或全部的硫，同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。
此过程为放热反应，通常不需另加燃料。
造锍熔炼一般采用半氧化焙烧，以保持形成冰铜时所需硫量；还原熔炼采用全氧化焙烧；此外，硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧，是把铜转化为可溶性硫酸盐，称硫酸化焙烧。
焙烧用的流态化焙烧炉（沸腾炉）见图2。
焙烧技术条件见表2。
熔炼 主要是造锍熔炼，其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化，并与脉石、熔剂等造渣除去，产出含铜较高的冰铜（xCu 2S·yFeS）。
冰铜中铜、铁、硫的总量常占80%～90%，炉料中的贵金属，几乎全部进入冰铜。
冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫率，世界冰铜品位一般含铜40%～55%。
生产高品位冰铜，可更多地利用硫化物反应热，还可缩短下一工序的吹炼时间。
熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关，弃渣含铜一般在0.4%～0.5%。
熔炼过程主要反应为：2CuFeS 2→Cu 2S+2FeS+SCu 2O+FeS→Cu 2S+FeO2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO22FeO+SiO2→2FeO·SiO2造锍熔炼的传统设备为鼓风炉、反射炉、电炉等，新建的现代化大型炼铜厂多采用闪速炉。
鼓风炉熔炼 鼓风炉是竖式炉，小国很早就用它直接炼铜。
传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼。
硫化铜精矿先经烧结焙烧脱去部分硫，制成烧结块，与熔剂、焦炭等按批料呈层状加入炉内，熔炼产出冰铜和弃渣，此法烟气含SO2低，不易经济地回收硫。
为消除烟害，回收精矿中的硫，20世纪50年代，发展了精矿鼓风炉熔炼法，即将硫化铜精矿混捏成膏状，再配以部分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心加料口加入炉内，形成料封，减少漏气，提高SO2浓度。
混捏料在炉内经热烟气干燥、焙烧形成烧结料柱，块状物料也呈柱状环绕在烧结料柱的周围，以保持透气性，使熔炼作业正常进行。
火法炼铜虚拟仿真实验实验类型：综合性研究型虚拟仿真实验学时：4~6学时适用专业：矿冶类高校的化工、化学、矿物加工工程、冶金工程专业开课对象：大学三年级本科生一、实验目的1、利用虚拟现实技术，了解火法炼铜工艺的生产原理、工艺流程和关键设备；2、通过虚拟现实场景中的人机交互，掌握冶金化工的熔炼、精炼、电解等典型单元操作；3、考察熔炼、精炼、电解等过程中的工艺参数对生产结果的影响及其规律，提高学生解决复杂工程问题的能力。
二、实验软件与设备1、实验软件本实验软件是由中南大学自主研究开发的虚拟仿真软件（计算机软件著作权登记号：2017SR585915，著作权人：中南大学）。
该软件采用Unity3D、3Ds MAX 及G-Matrix多人协同虚拟现实系统，根据实验室研究实验研究成果开发完成。
软件中的虚拟实验材料包括铜精矿、石英砂、燃煤、空气等。
2、实验平台与运行环境本实验可在普通计算机上运行，也可在G-Matrix多人协同虚拟现实系统上运行。
（1）计算机最低配置：Intel酷睿i5四核CPU，4G内存，250G硬盘，独立显卡512M显存，17英寸液晶显示器。
（2）G-Matrix多人协同虚拟现实系统（可选）：该系统是由中南大学与上海曼恒数字技术股份有限公司合作共建的虚拟仿真实验项目运行管理平台，平台包括计算机图形工作站、大屏3D LED显示系统、G-Motion位置追踪系统等硬件和软件。
①计算机图形工作站：HP Z840，英特尔®C612芯片组，英特尔至强E5-2620v32.418666C CPU，NVIDIA Quadro K22004GB显卡，300GB*SAS15K rpm6Gb/s3.5英寸硬盘。
②大屏3D LED显示系统：小间距LED屏G-MD V2.5，19.890平方米③G-Motion位置追踪系统：G-Motion摄像头8个，G-Motion工作站1台，手炳&Mark点1套。
∙铜的冶炼∙从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。
∙A．电解铜与精铜∙工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%～99.95%)和精铜(含铜99.0%～99.7%)两种。
前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。
后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。
∙B．铜的冶炼工艺∙铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
∙下面我们具体了解一下火法冶炼与湿法冶炼(SX－EX)两种炼铜方式。
∙ a.火法炼铜:∙通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。
火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9%的电解铜。
该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。
近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。
∙除了铜精矿之外，废铜也是精炼铜的主要原料，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑（铜材的产出比约为50%），一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜（品位在90%以上）；黄杂铜(电线)；含铜物料(旧马达、电路板)；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。
∙ b.湿法炼铜:∙一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜为电积铜。
现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。
铜的加工冶炼工艺流程3．1．1 原材料（1）铜精矿在自然界中自然铜存量极少，一般多以金属共生矿的形态存在。
铜矿石中常伴生有多种重金属和稀有金属，如金、银、砷、锑、铋、硒、铅、碲、钴、镍、钼等。
根据铜化合物的性质，铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型，主要以硫化矿和氧化矿，特别是硫化矿分布最广，目前世界钢产量的90％左右来自硫化矿。
铜矿石经选矿富集获得精矿，常见为褐色、灰色、黑褐色、黄绿色，成粉状，粒度一般小于0.074mm。
含铜量13-30％，按行业标准YS／T 318-1997《铜精矿》的规定，其化学成分和产品分类如表1。
（2）未精炼铜按国家标准GB／T 11086-1989《铜及铜合金术语》规定，未精炼铜包括冰铜、黑铜、沉淀铜和粗铜。
冰铜主要由硫化亚铜和硫化亚铁组成的中间产品，黑铜通常用彭风炉熔炼废杂铜或氧化铜矿石而产生的含杂质较多的铜，铜含量一般为60％-85％。
沉淀铜通常用铁从含铜的溶液中置换，沉淀而获得的铜和氧化铜的不纯混合物，干量计算铜含量一般约50％-85％。
粗铜是用转炉吹炼冰铜而产生的纯度不高的铜，粗铜中铜的含量一般约为98％，本标准中规定的未精炼铜，主要指的是粗铜。
粗铜按行业标准YS／T 70-1993《粗铜》的规定，按化学成分分为三个品级，见表2。
表1 铜精矿的化学成分及分类表2 粗铜的化学成分铜精矿的检验方法：铜矿水分含量的测定按GB 14263-1993《散装浮选铜精矿取样、制样方法》中的规定进行，铜精矿化学成分的测定按GB3884-2000《铜精矿化学分析方法》的规定进行。
（3）电解用铜阳极电解用铜阳极的化学成分见表3。
表3（4）铜废碎料铜废碎料涉及的范围较广，包括紫铜、黄铜、青铜、白铜的废杂料，本标准规定的铜废碎料仅指紫杂铜。
紫杂铜为铜制品所产生的各类废料、废件。
如废旧电缆、紫铜管、棒、板、块、带及带薄镀层的上述材料和其它非合金类铜废料等。
有以下5种分类及规格：第1类：（a）紫铜管、棒、板、块、带，表面干净，无油泥和其它沾附、夹杂。
