熔炼炉顶吹喷枪

熔池熔炼是一种强化熔炼方式，其特点是熔炼过程在熔池中进行, 即将细小的硫化精矿粉体直接加入到富氧鼓风翻腾的熔池内，在熔融体(锍及炉渣)和气体包围的湍流中迅速完成气、液、固相间的反应，精矿在适当的温度和气氛(氧势)下，是在熔池中同时进行加热、熔化、氧化、还原、造渣和熔炼产物汇集的过程，使炉料中的有价金属元素依其物理化学性质不同而分别富集到氧化渣、粗金属、铜锍和烟尘中，以利进一步加工利用，而脉石、熔剂等组份则形成炉渣。

熔池熔炼过程由顶吹喷枪或通过埋入熔池的风口向熔体吹入富氧空气或工业氧气，当鼓入的气泡通过熔池上升时，造成“熔体柱”运动，给熔体输入动能，使加入的物料在熔池中被气体和熔体的湍流包裹、搅动，快速传热传质, 在熔池内快速完成主要的物理化学反应，反应体系连续相是液相(锍、金属或炉渣)。

熔池熔炼的优点主要是：

(1)具有很大的搅拌能，熔体与炉料的传热、传质速率较大，可使精矿迅速熔入熔体。如：诺兰达炼铜法的精矿熔入熔体的速率达1.5t/(m2.h)，奥斯麦特炉或艾萨炉炼铅的熔入熔体的速率可达4～5t/(m2.h)。

(2)硫化物的氧化、造渣反应放出的热量被强烈搅拌的熔体吸收，其主要为熔体内部对流传热，而不是靠辐射或外部对流传热。因此，传热过程快速，熔池内的熔体与乳化状固体粒子之间的传热系数可达56.78W/(m2.K)，传热效果优于闪速熔炼。

(3)由于分散性的氧化性气泡和熔体间的接触面很大，传质系数和氧化反应速度也很大，尽管气泡在熔池中的停留时间很短，但氧的利用系数很高。如诺兰达炼铜法，氧的利用率超过98%。由于熔池熔炼过程中的传热与传质效果好，可大大强化冶金过程，达到了提高设备生产率和降低冶炼过程能耗的目的，因此70年后得到了迅速发展。