doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.10.002精矿喷嘴粒子分散特性研究艾元方I,汤才砾I,孙彦文I,刘安明2,赵荣升2(1.中南大学能源科学与工程学院，长沙410083；2.金隆铜业有限公司，安徽铜陵244021)摘要：采用一闪速炉模型，用石英沙模拟不同气流量和投料量下中央扩散型梢矿喷嘴的颗粒分布情况，用偏析函数/x和反应塔中间区域颗粒质量分数忑询来反映颗粒的分散情况。结果表明，颗粒随工艺风的增加向中心聚集、随分散风的增加向四周分散。要使颗粒分散较好，需要工艺风和分散风对颗粒作用效果相匹配，高强度闪速熔炼需减小工艺风对颗粒向下的作用力。关键词：闪速熔炼；粹矿喷嘴；气粒混合；偏析两数中图分类号：TF811文献标志码：A文章编号：1007-7545(2014)10-0000-00StudyofParticlesDispersingCharacteristicsofConcentrateBurnerAIYuan-fang1,TANGCai-shuo1,SUNYan-wen1,LIUAn-ming2,ZHAORong-sheng2(1.SchoolofEnergyScience&Engineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.JinlongCopperCo.Ltd.,Tongling244021,Anhui,China)Abstract:Withaflashfurnacemodel,sandisusedtosimulateparticledistributionofcentraldiffusetypeconcentrateburnerunderdifferentgasflowsandfeedrates・Thesegregationfunctionpxandparticlemasspercentofcentralareaxcentwereadoptedtoreflectparticledispersion.Theresultsshowthatparticlesaregatheredtocentralareawithincreaseofprocessair,anddispersedwithincreaseofdistributionair.AsuitablematchbetweenprocessairanddistributionairfacilitatesparticledispersionwellReductionofverticalforceofprocessairisnecessaryforhighintensityflashsmelting.Keywords:flashsmelting;concentrateburner;gas-particlemixing;segregationfunction闪速炼铜已占世界粗铜冶炼的50%［1］,而精矿喷嘴是闪速熔炼的核心设备。精矿喷嘴按其工作原理可分为文丘里型和中央扩散型3】。与文丘里型喷嘴不同，中央扩散型精矿喷嘴的气粒混合方式为非预混型，精矿颗粒与工艺风、分散风和中央氧离开喷嘴麻才开始混合，此喷嘴的各操作参数玄接决定了反应塔内气粒混合反应的好坏。气粒混合若提前，则容易烧损喷嘴，若推迟则反应不完全。由于气粒混合十分复杂，且速度和浓度等数据测量不便，在闪速炉的发展过程中，普遍采用的是数值仿真对反应塔内速度场、浓度场、温度场、传热传质以及反应情况等进行预测［3］,再反馈至喷嘴备操作参数对喷嘴进行优化［8切。精矿粉的结块程度、粒度、入炉速度和与气流的混合情况都对熔炼反应有明显影响叫⑴。对闪速炉的研究多集小于反应塔和沉淀池［】6-罔，而肓接对喷嘴备操作参数的研究不多。为节约单位产品生产成木，提高市场竞争力，多数厂家在原有精矿喷嘴上增加投料量，同时增加工艺风、分散风和中央氧，但它们并不是简单的线性关系［山⑷。在投料量进一步增加时，又出现了下生料、烟气氧浓度高、渣含铜高，烟尘率增加等问题，对喷嘴各参数进行调节，炉况已得不到改善。多数厂家在使用喷嘴过程小,一肓依赖喷嘴专利拥有者Outokumpu公司提供技术支持，并每年向其缴纳人量专利使用费，ti己并没有对喷嘴工作原理进行深入研究。木文建立了与某厂在用铜闪速炉几何尺寸比为1：5的冷模试验装置，在此试验平台上重点研究了工艺风、分散风与投料最对颗粒分布的影响规律，其结果对探索投料最与工艺风和分散风参数的最佳匹配、确定喷嘴最人熔炼强度或改进喷嘴结构等具有重要参考价值。1试验装置及步骤试验装置设计如图1所示。精矿粉由下料溜管进入竖直下料管，经分散锥后进入反应塔；工艺风经空气腔稳定压力后沿喷嘴四周向下以80-120m/s的速度进入反应塔与精矿粉混合；分散风从分散锥卜•端侧壁均匀布置的小圆孔中以180〜240m/s的速度喷出，将沿分散锥下落的精矿粉吹散；为防止反应塔中央部分氧气不足，在喷嘴正中间设置了向下的中央氧管。其中精矿粉颗粒-0.074mm的占80%以上；工艺风为含氧65%左右的富氧空气；工艺风、分散风和中央氧均为常温。收稿日期：2014・04・10基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2010AA06520...