闪速炼铜企业能效监测评估与节能关键技术
的开发与应用
项目名称：闪速炼铜企业能效监测评估与节能关键技术的开发与应用
完成单位：铜陵有色金属集团股份有限公司，合肥金星机电科技发展有限公司，中南大学，厦门大学
完成人：周俊、姚俊峰、陈卓、徐勇、王习庆、宋彦坡、王守全、臧轲轲、肖华兵、朱壮志
推荐奖种：安徽省科技进步奖
项目简介：
本项目属于有色金属冶金学科领域。

铜陵有色金属集团股份有限公司的40万吨闪速炼铜工程是国内自行设计建设、世界上一步设计产能最大、单套系统产能最大的铜冶炼工程。

自2013年10月起，本项目以安徽省科技攻关计划项目“闪速炼铜企业能效监测评估及优化控制系统的开发与应用”为依托，围绕闪速炼铜系统“节能降耗”主题，开发应用了具有自主知识产权的闪速炼铜企业能效监测与优化控制系统及系列节能关键技术。

项目主要研究内容及创新点如下：
1、研发了能效数据的高效存储与访问技术：开发了一种基于数据依赖性和访问量云数据分配存储优化方法，实现了结构化数据库mysql与非结构化数据库MongoDB数据同步，克服了能效数据量庞大、关联复杂带来的数据访问与存储技术困难，为企业能效的在线分析提供了技术保障。

2、研发了闪速炼铜企业能效在线分析技术与系统：建立了中间在制品产量、设备电量、间歇式生产过程作业周期等基础变量的软测量模型，构建了多层级多尺度能效评价指标及在线计算模型，解决了有色冶炼复杂耗能体系中能源统计时空尺度跨度大、工序周期匹配困难的共性难题，首次实现了对闪速炼铜企业全流程能源利用与能效水平的在线监测与评估。

3、研发了铜闪速冶炼过程能源优化控制系统：基于开发完成的云计算环境下数据存储有效性和可靠性的两项关键技术，针对闪速熔炼、电解精炼等关键生产过程，提出
了以综合能耗最低为优化目标、关键工艺指标为约束的能效优化控制模型，并开发了相应的指导系统，首次实现了以能耗最低为目标的生产过程操作参数实时优化指导。

4、研发了高产能低能耗闪速熔炼技术：提出了闪速熔炼过程的“多粒子多相熔合”、“微熔池过程”以及烟尘形成过程等机理模型，奠定了闪速熔炼优化运行、节能降耗的理论基础；开发应用了高性能倍通量扰动预混型精矿喷嘴、雾化动量熔体粒化及收集装置等核心设备与工艺，实现了闪速炉在高投料量下的稳定高效、低能耗、无污染运行。

5、开发应用了大型电解槽极板短路在线监测及分析系统：基于红外热成像、图像处理等技术，开发应用了电解槽极板短路的自动识别与定位技术，实现了对电解槽故障电极的自动快速检测与准确定位。

项目研究获授权发明专利8项，软件著作权5项，编制企业标准1项，获安徽省新产品1项；发表学术论文8篇。

项目整体技术达到国际领先水平，主要能耗指标均达到或优于国际先进水平：闪速炉干矿投料量稳定达到275t/h以上，炉渣含铜低于1.5%，烟尘发生率低于4.5%，熔炼综合能耗34kgce/t-冰铜；电解电流效率99.7%，短路率低于0.02%，吨铜电耗325kwh；铜冶炼综合能耗201.85kgcet/t-阴极铜。

项目实施后，铜陵有色40万吨闪速炼铜工艺2015-2017年累计新增销售额36.64亿元，新增利润2.83亿元，节约成本5517万元，新增税收7.27亿元，经济效益显著。

项目相关技术已应用于广西金川有色金属有限公司、金隆铜业、金冠铜业等，可推广应用于国内外新建铜冶炼厂、老厂改造及生产优化、节能改造项目，具有良好的示范作用。