鼓風(fēng)爐煉銅是一種古老的煉銅方法。銅爐料與熔劑、焦炭在鼓風(fēng)爐內(nèi)熔煉產(chǎn)出銅锍(或粗銅)和爐渣的銅熔煉方法。銅爐料可以是混捏銅精礦、銅精礦燒結(jié)塊或其他含銅塊料。根據(jù)爐內(nèi)不同的氣相成分，鼓風(fēng)爐煉銅可分為氧化煉銅和還原煉銅。氧化煉銅用于處理硫化礦，還原煉銅用于處理氧化礦或再生銅料。這種熔煉工藝簡單，床能力大，熱效率高，渣含銅低，投資省，建設(shè)快；在20世紀(jì)30年代以前一直是世界上主要的煉銅方法。在中國，20世紀(jì)50年代以前，這種方法幾乎是礦銅生產(chǎn)的唯一方法。60年代，蘇聯(lián)成功地采取了處理團(tuán)礦或塊礦的料鐘式密閉鼓風(fēng)爐富氧自熱熔煉工藝。同期，波蘭有2座料鐘式密閉富氧熔煉鼓風(fēng)爐投產(chǎn)。60年代中期，中國成功地進(jìn)行了料封式密閉鼓風(fēng)爐工業(yè)試驗后，相繼用以改造敞開式鼓風(fēng)爐。1986年中國銅陵有色金屬公司在料封式密閉鼓風(fēng)爐基礎(chǔ)上采用團(tuán)塊富氧熔煉。1993年設(shè)計建成了富春江冶煉廠料封式富氧熔煉密閉鼓風(fēng)爐。

鼓風(fēng)爐煉銅的一般特征有：

一：燃料在爐內(nèi)燃燒，爐料與高溫爐氣成逆流運(yùn)動，因而熱交換條件好，熱利用率高達(dá)70％以上。

二：鼓風(fēng)爐的最高溫度帶集中在風(fēng)口稍上的焦炭或硫化物激烈燃燒的所謂焦點(diǎn)區(qū)，焦點(diǎn)區(qū)最高溫度可達(dá)1723K。幾乎所有的焦炭都是在焦點(diǎn)區(qū)依靠鼓風(fēng)中的氧來燃燒。在焦點(diǎn)區(qū)內(nèi)，被氧化的硫化物主要是FeS，其氧化產(chǎn)物隨即與爐料中的SiO₂造渣。此外，在SO₂存在的條件下，入爐轉(zhuǎn)爐渣中的Fe₃O₄和預(yù)備區(qū)形成的Fe₃O₄成為FeS的固體氧化劑，反應(yīng)(1)的熱效應(yīng)大于反應(yīng)(2)的熱效應(yīng)，即焦炭燃燒的熱效應(yīng)大于FeS氧化造渣的熱效應(yīng)。從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，在焦點(diǎn)區(qū)焦炭優(yōu)先被氧化。而且，焦炭是以灼熱固體狀態(tài)進(jìn)入焦點(diǎn)區(qū)，在被燒盡以前始終保持固態(tài)不變；而FeS則以熔體狀態(tài)通過焦點(diǎn)區(qū)，迅速地向下流動。由于液體硫化物在焦點(diǎn)區(qū)停留時間很短，從動力學(xué)觀點(diǎn)看，在焦點(diǎn)區(qū)FeS爭奪鼓風(fēng)中氧的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如焦炭。所以硫化物的氧化主要在預(yù)備區(qū)進(jìn)行，它在焦點(diǎn)區(qū)被氧化的程度，主要取決于該處的焦炭量，亦即取決于焦率。在工廠的生產(chǎn)實踐中，通過調(diào)整焦率，即可有效地調(diào)節(jié)熔煉過程的脫硫率和銅锍品位。在熔煉熱平衡允許的條件下，要力求降低焦率以增加硫化物的氧化程度，達(dá)到提高煙氣中SO₂濃度和獲得較高品位銅锍的目的。

三：焦點(diǎn)區(qū)的最高溫度取決于爐渣的熔化溫度和粘度等性質(zhì)，以及焦點(diǎn)區(qū)的熱平衡；當(dāng)爐渣成分一定時，強(qiáng)化燃料燃燒只能增加爐料的熔煉量，而不能提高焦點(diǎn)區(qū)的溫度。

四：在鼓風(fēng)爐熔煉過程中，氣相與爐料之間的化學(xué)反應(yīng)具有重要意義。鼓風(fēng)強(qiáng)度是影響鼓風(fēng)爐熔煉的一個重要參數(shù)，鼓風(fēng)爐入爐物料塊率對鼓風(fēng)強(qiáng)度非常重要。同時,爐料中塊料的比例對熔煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著明顯的影響，當(dāng)塊率較合適且穩(wěn)定的情況下，如古風(fēng)強(qiáng)度過高，一方面鼓風(fēng)成本增高，另一方面將嚴(yán)重影響爐內(nèi)料層的穩(wěn)定，爐內(nèi)冶金反應(yīng)反受制約，不利于生產(chǎn)。

傳統(tǒng)有色金屬空氣冶煉存在著熔煉速度慢、床能率低、煙氣二氧化硫濃度低不能制酸等缺陷。為克服以上矛盾，國內(nèi)外廣大冶金工作者和專家學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，找出了許多種強(qiáng)化熔煉的方法。有的已應(yīng)用于生產(chǎn)，有的還在繼續(xù)研究試驗。傳統(tǒng)工藝是向爐內(nèi)鼓入普通空氣，而普通空氣的含氧濃度太低。要想在現(xiàn)有的礦山資源、技術(shù)、設(shè)備等條件下提高冶煉強(qiáng)度，增大空氣中含氧濃度就勢在必行。熔煉過程是在1400攝氏度左右時鐵及其它雜質(zhì)氧化造渣除去的過程，增大氧的濃度，其氧化速度就快，各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就好。

由于國外工業(yè)起步早，地下貯藏煤多已枯竭，故以靠焦炭作主要熱源的鼓風(fēng)爐熔煉在國外呈下降趨勢。國內(nèi)煤炭貯量還比較豐富，所以國內(nèi)中小工廠采用鼓風(fēng)爐煉銅的還比較多。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，國內(nèi)煉銅采用鼓風(fēng)爐工藝的還占全國總產(chǎn)量一定比例。這種方法目前還適合我國地方中小企業(yè)煉銅的現(xiàn)狀；但為降低焦炭的消耗，強(qiáng)化冶煉速度，提高床能率，治理環(huán)境污染，追求較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，走富氧密閉強(qiáng)化熔煉的這條路，符合我國地方中小企業(yè)的實際情況，便于利用現(xiàn)有的設(shè)備及操作管理技術(shù)。

銅锍品位和鼓風(fēng)爐空氣中氧濃度是富氧鼓風(fēng)爐煉銅工藝中所要控制的重要參數(shù)之一，氧濃度的高低對熔煉本身和吹煉以及制酸工藝的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有重大影響。最合理的銅锍品位和鼓風(fēng)氧濃度應(yīng)是企業(yè)能取得最好經(jīng)濟(jì)效益的值.該值與生產(chǎn)工藝、爐型結(jié)構(gòu)、設(shè)備因素、燃燒種類，制氧成本等因素有關(guān)。

隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，人類探索“富氧”強(qiáng)化熔煉的工業(yè)性實踐越來越被各國冶金工作者重視和追求。在國外應(yīng)用富氧密閉鼓風(fēng)爐煉銅的生產(chǎn)時間已有40多年的歷史；在國內(nèi)也有30年的歷史，均獲得相當(dāng)?shù)某晒洼^好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

熔煉用的富氧是由制氧機(jī)產(chǎn)出的工業(yè)純氧氣與鼓風(fēng)爐鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣混合而成的；制造1Nm3氧氣的費(fèi)用各地區(qū)差別很大，但制氧成本總是高于鼓入普通空氣的成本。熔煉鼓風(fēng)費(fèi)用隨制氧成本和富氧濃度的增加而增加。

 “富氧”現(xiàn)場操作并不困難，純氧從制氧站貯氣柜經(jīng)輸氧鋼管輸?shù)焦娘L(fēng)爐附近的“混風(fēng)管”內(nèi)；進(jìn)混風(fēng)管之前設(shè)置一氧氣專用閥門以調(diào)節(jié)純氧流量大小，從閥門前引出一小管子接入儀表房，安裝配套純氧流量計，用數(shù)字記錄和顯示每小時，每天每月每年的純氧消耗量，以考察爐子各項指標(biāo)，同時也考核了制氧系統(tǒng)的工作狀況。操作過程中需要注意的是要嚴(yán)格按“用氧技術(shù)（安全）操作規(guī)程”所規(guī)定的步驟、方法、注意事項認(rèn)真操作，否則，發(fā)生事故后果不堪設(shè)想！

國內(nèi)某些科研工作者，結(jié)合生產(chǎn)條件，對低冰銅品位與混合風(fēng)中含氧濃度的可行性區(qū)域進(jìn)行了研究，在風(fēng)量不變時，鼓風(fēng)爐銅礦處理量的增大靠提高“混風(fēng)”中含氧的濃度來實現(xiàn)，當(dāng)“混風(fēng)”中氧濃度達(dá)到60%左右時，熔煉過程實現(xiàn)“自然熔煉”，此時，再提高氧濃，銅锍品位反而下降，因氧化氣氛過強(qiáng)，使銅锍中的部分Cu₂S過氧化為Cu₂O，渣銅損也增大。

一般來說，富氧濃度每升高一個百分點(diǎn)，床能率相應(yīng)升高7.2個百分點(diǎn)；富氧濃度每升高一個百分點(diǎn)，粗銅產(chǎn)量相應(yīng)升高11.2個百分點(diǎn)。
關(guān)于“富氧”后渣含銅有所升高的問題，有第二種認(rèn)為：一是前床容積相應(yīng)比普通空氣熔煉要大10%左右，前床長度要比普通空氣熔煉的前床長500-800m/m,以保證熔體在前床有足夠的澄清分離時間；二是要相應(yīng)調(diào)整配料中的石英石和石灰石的用量。

富氧鼓風(fēng)爐可以處理富銅塊礦和含金塊礦（兼做熔劑），既煉銅又回收了黃金。富氧鼓風(fēng)爐只適合規(guī)模較小的工廠使用。

我國煤的貯量正在逐年減少，冶金焦炭越來越昂貴，節(jié)約能源、降低成本的工作不能等閑視之。此前，我國先后在銅冶煉的銅陵密閉鼓風(fēng)爐和白銀熔池爐采用了富氧熔煉技術(shù)。中國銅陵有色金屬公司第二冶煉廠于1986年在兩座10m2密閉鼓風(fēng)爐進(jìn)行富氧鼓風(fēng)的生產(chǎn)性熔煉試驗，取得了較好效果。根據(jù)銅陵第二冶煉廠的生產(chǎn)實踐，每噸粗銅消耗的焦炭和電力，1985年普通空氣熔煉是為821㎏和616Kw/h,1986年采用富氧鼓風(fēng)—（含氧27%-30%）分別為741㎏和557Kw/h、焦率從10.7%下降到6.8%，即降低40個百分點(diǎn)。當(dāng)鼓風(fēng)含氧30．5％時，同空氣鼓風(fēng)熔煉相比，床能力和脫硫率分別由42．7t／(m?d)和46．8％，提高到62．4t／(m?d)和57．2％，而焦率則由10．2％降到6．46％。據(jù)考察，1Nm3純氧可以節(jié)約500克左右煤的節(jié)能效果。如果將鼓風(fēng)氧濃度提高到45%以上，有可能不加焦炭而實現(xiàn)“自然熔煉”。

在熔煉過程中，焦炭C將首先與鼓入空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)：

[C+O2=CO2+97000cal](氧量充足)                  (1)

其次才是硫化物的脫硫及硫的氧化：（以銅礦物中的最主要的伴生硫化物——Fe的硫化物為例——造渣反應(yīng)）

3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₂                                         

2FeS+3O₂+SiO₂=2FeO·SiO₂+25680cal              (2)

在有SiO₂存在時，F(xiàn)e₃O₄對FeS起固體氧化劑作用：

Fe₃O₄+ FeS+5SiO₂→5（2FeO·SiO₂）+ SO₂-4760cal

實踐表明,富氧熔煉既增加熔煉能力,提高脫硫率及冰銅品位,還降低了能耗。富氧熔煉熱平衡與物料含硫量關(guān)系:據(jù)建立的銅精礦自熱熔煉動態(tài)熱平衡數(shù)學(xué)模型為:dQ/dt=(762.7+2313/Rs-665.5/RsXs-610.5/Yo_2)V模型的計算及分析結(jié)果表明,銅礦含硫量的增加有利于熔煉過程的熱平衡。若銅礦含硫分?jǐn)?shù)低于0.25,采用富氧對過程的熱平衡產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。在脫硫率為0.60時,對于銅礦含硫分?jǐn)?shù)分別為0.30、0.35和0.45,實現(xiàn)自熱熔煉的富氧濃度分別為70%,45%和30%。當(dāng)銅礦硫分?jǐn)?shù)低于0.29時,提高脫硫率有利于過程的熱平衡,而高于0.29時,則不利于過程的熱平衡。

就某公司來講，其冰銅煉廠海拔約1700m，空氣含氧量約16%（海平面空氣氧濃約21%，每升高350m，氧濃約降1%），現(xiàn)有5.8m²、4.1m²鼓風(fēng)爐兩臺，日處理入爐品位為3%左右的含銅原料350噸左右,年產(chǎn)量為2000個金屬噸冰銅/年，品位在20%左右，焦率較高（19%），床能率:=350/(5.8+4.1)=35.35t/m²·d偏低.前些年與之相近情況的國內(nèi)某廠，利用氮肥廠排放的“廢氣”（含O₂=28%）引入其3m²鼓風(fēng)爐煉銅作業(yè)，降低了一定焦率，床能率比普通空氣熔煉提高10.3%，煙氣量減少約8%，水渣含銅稍有上升（由0.3%升到0.36%），爐況順行。實踐表明，富氧濃度每升高1%，床能率可提高約7.2%。如將入爐氧含量提高到23%，則床能率提升50.4%即到達(dá)：53.1t/m²·d，

由于現(xiàn)在焦率偏高，一則焦炭成本高，二則如前所述，因焦炭優(yōu)先反應(yīng)，導(dǎo)致脫硫率偏低，冰銅品位也偏低，如果增加氧濃、降低焦率，則消耗氧量的焦炭減少、焦炭燃燒后剩余氧量增大，參與脫硫的氧氣增加，即脫硫率增高，進(jìn)而冰銅品位增高；而硫與氧氣反應(yīng)又可產(chǎn)生大量熱量，可以補(bǔ)充因降焦減少的熱量維持鼓風(fēng)爐熱平衡，渣含銅雖稍有上升（冰銅品位≤45%情況下），但能接受。

由于鼓風(fēng)爐的諸多缺點(diǎn)，加之面臨國家、社會環(huán)保意識的大幅提高，環(huán)境保護(hù)、低“碳”經(jīng)濟(jì)已成為政府倡導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向，作為一個有社會責(zé)任感的企業(yè)，履行社會責(zé)任有助于保護(hù)資源和環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)作為社會公民對資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展負(fù)有不可推卸的責(zé)任，而企業(yè)要履行自己的社會責(zé)任，需通過技術(shù)革新減少生產(chǎn)活動各個環(huán)節(jié)對環(huán)境可能造成的污染，同時降低能耗，節(jié)約資源，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，既提高經(jīng)濟(jì)效益，又提升了企業(yè)形象和社會的認(rèn)可程度。中國是一個人均資源特別緊缺的國家，企業(yè)的發(fā)展需要與節(jié)約資源相適應(yīng)。企業(yè)應(yīng)堅持可持續(xù)發(fā)展，高度關(guān)注節(jié)約資源；承擔(dān)起保護(hù)環(huán)境和維護(hù)自然和諧的責(zé)任，還要承擔(dān)引進(jìn)、探索、發(fā)展新工藝、新技術(shù)的責(zé)任；解決效益低下問題，重視科技創(chuàng)新。通過科技創(chuàng)新，降低煤、電、油、運(yùn)等的消耗，進(jìn)一步提高企業(yè)效益?！?/span>

冶金工作者都知道，只要是火法冶煉含銅硫化礦，其基本原理如脫硫、氧化、造渣等反應(yīng)及其熱平衡、渣型選擇、銅锍品位選定等是大致相同的，由于閃速爐等先進(jìn)爐型，不但投資巨大，而且對銅礦的品位、規(guī)模、含硫量、雜質(zhì)等都有苛細(xì)的要求，同時需具備的場地、技術(shù)、管理、操作人員、水電能源、交通運(yùn)輸?shù)鹊囊蠖际切⌒偷V廠難以滿足的，更重要的是這些先進(jìn)爐型，需進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)（大于10W噸），才能產(chǎn)生效益，根本不符合低品位、多雜質(zhì)的小礦山、小冶煉廠的實際情況。

那么立足于現(xiàn)有實際條件，利用現(xiàn)有的設(shè)備、技術(shù)以節(jié)省而合理的投入，強(qiáng)化冶金反應(yīng)的某些方面，達(dá)到降成本、升指標(biāo)、增效率的目的,富氧熔煉是既簡單又可行更實效的一個主要途徑。

為此強(qiáng)化對鼓風(fēng)爐富氧熔煉的研究，以低改造成本強(qiáng)化冶金過程、提高冶煉經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，是我國在目前情況下小型冶煉廠適應(yīng)自己生產(chǎn)規(guī)模、原料技術(shù)水平等條件，技術(shù)操作和技術(shù)控制方便易行，節(jié)約成本、經(jīng)濟(jì)適用的較好方式。采用富氧熔煉，是在已有的鼓風(fēng)爐設(shè)備條件下，降耗增產(chǎn)，適應(yīng)銅資源性質(zhì)有特殊性的煉廠，降低成本、增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的一個有效適用的選擇。

注：本內(nèi)容來自網(wǎng)絡(luò)，僅供參考。