銅锍熔煉是火法煉銅最重要的冶煉過程，傳統熔煉方法是在鼓風爐、反射爐和電爐內進行，這種工藝的主要缺點有兩方面：一是不能充分利用爐料中硫化物氧化的化學反應熱作為能量，礦物燃料量或電能消耗大；二是產出的SO2煙氣濃度低，不能經濟地生產硫酸，對環境造成嚴重污染。因此，傳統熔煉工藝正逐漸被高效、節能和低污染的強化熔煉新工藝取代。
近半個世紀來，不少新的強化熔煉工藝已在工業上推廣應用，可歸納為兩大類：一類是閃速熔煉方法，如奧托昆普閃速熔煉、Inco氧氣閃速熔煉、旋渦頂吹熔煉、氧氣噴撒熔煉等；另一類是熔池熔煉方法，如諾蘭達熔煉、三菱法熔煉、特尼恩特轉爐熔煉、澳斯麥特/艾薩熔煉、瓦紐柯夫法、卡爾多爐熔煉、氧氣頂吹熔煉、白銀法和水口山法等。這些方法的共同特點是運用富氧技術，強化熔煉過程，充分利用精礦氧化反應熱量，在自熱或接近自熱的條件下進行熔煉，產出高濃度SO2煙氣以便有效地回收硫，制造硫酸或其他硫產品，消除污染，保護環境，節約能源，獲取良好的經濟效益。
閃速熔煉工藝
閃速熔煉（flash-smelting)是一種迅速發展起來的強化冶煉法，它將焙燒、熔煉和部分吹煉過程置于一個設備——閃速爐內結合進行，是現代火法煉銅的主要方法。其主要工藝為：將經過深度脫水（含水量小于0.3%)的粉狀硫化精礦，在噴嘴中與空氣或氧氣混合后，以高速度（60~70m/s)從反應塔頂部噴入高溫（1450~1550丈）的反應塔內。由于精礦顆粒懸浮在高溫氧化性氣流中，因此會迅速（2~3s)完成硫化礦物的分解、氧化反應和熔化等過程，故稱之為閃速熔煉。生成的銅锍和爐淹在沉淀池中分離，并分別由放锍口和渣口排出，煙氣從上升煙道進人廢熱鍋爐及收塵、制酸系統。
閃速熔煉爐主要有兩種，芬蘭奧托昆普型閃速爐和加拿大Inco型閃速爐。芬蘭奧托昆普型閃速爐（圖1-2)是一種直立的U型爐，主要包括垂直的反應塔、水平的沉淀池和垂直的上升煙道三部分。其主要特點是精礦從反應塔頂部垂直吹人爐內，用預熱空氣或預熱富氧空氣氧化和熔煉精礦。加拿大Inco型閃速爐(圖1-3)的主要特點是精礦從爐子端墻上的噴嘴水平噴入爐膛，采用不預熱的工業氧來氧化熔煉精礦。
閃速培煉法于1949年首先在芬蘭奧托昆普公司的哈里亞閥爾塔煉銅廠應用于工業生產，至今已經歷了60余年的歷程。與傳統熔煉方法相比，閃速熔煉因充分利用了粉狀硫化精礦的巨大比表面積和反應放熱，故具有能耗低、煙氣含SO2濃度高、生產效率高和能產出高品位冰銅等優點。因此，此法在全世界迅速發展，目前已廣泛應用于r熔煉銅和銅鎳4化精礦，以及處理硫化鉛精礦及黃鐵礦精礦等。據不完全統計，目前全世界27個國家已建閃速爐60余座，其中奧托昆普型閃速爐48座。閃速熔煉煉銅的生產能力約占粗銅冶煉能力的50%。此外，閃速爐不僅是銅生產中的主要的熔煉設備，.而且已開始取代傳統的P-S轉爐作為連續吹煉設備。
我國自1985年貴溪冶煉廠首次引進煉銅閃速爐以來，已陸續建立了許多閃速爐。
閃速熔煉法不足之處在于：對精礦干燥的要求高（含水小于0.3%)；渣含銅高，爐渣需經貧化后才能棄去；附屬設備復雜，對耐火材料質量要求高。
閃速爐主要由反應塔、沉淀池與上升煙道等構成。各部分用耐火材料介紹如下。
反應塔。反應塔是閃速爐最重要的組成部分，含精礦粉的氣固兩相流由塔頂高速噴人，并在塔的上部瞬間完成化學反應并熔化成熔流高速向下運動進入沉降池。因此，氣固兩相和高溫高速熔體對塔襯高速沖刷、侵蝕、磨蝕非常嚴重，反應塔內襯普遍采用鎂鉻磚，塔的鋼殼采用淋水冷卻降溫。反應塔上部溫度較低，約為900?llOCTC,氧分壓較高，塔壁形成了Fe3O4保護層，內襯采用直接結合鎂鉻磚；中下部溫度較高，為1350~1550℃，并受熔體沿表面迅速流動與沖刷，爐襯易磨損、熔蝕，多采用熔鑄鎂鉻磚作內襯并有水冷銅套加以保護；塔頂為球頂或吊掛平頂結構，通常用燒成鎂鉻磚吊掛砌筑，磚厚為350~450mm。
沉淀池。沉淀池為長方形熔池，高為2.5~5m，寬為3~10m。沉淀池.主要作用是進一步完成造猹反應并沉淀分離熔體。沉淀池的耐火材料工作環境也很惡劣，反應塔下部沉淀池的端墻和側墻受高速下落的高溫氣流和熔體沖刷、侵蝕，與反應塔壁的工作條件相似。渣線區的爐墻，由于熔池液面不停波動沖刷是破壞最快的部位，該部位的鎂鉻耐火材料要求具有良好的抗锍滲透性和爐渣的侵蝕性。由于側墻和爐頂承受夾帶熔體和煙塵的高溫煙氣的沖刷、侵蝕，爐底承重并受高溫和化學侵蝕，這些部位除用再結合鎂鉻磚砌筑外，同時設置水平銅板水套、冷卻銅管，并在渣線附近的耐火磚外側設置傾斜銅水套。沉淀池頂也是受高溫氣流沖刷嚴重的部位，通常在軸向上設帶翅片水冷鋼管外包耐火澆注料，上部為通冷卻水的“H”型水冷梁夾砌在爐頂燒成鎂鉻磚中，以防止沉淀池頂的軸向變形。
排煙道。排煙道主要承受夾帶烙渣和煙塵的高溫煙氣的沖刷、侵蝕，一般采用直接結合鎂鉻磚砌筑。
澳斯麥特熔煉與艾薩熔煉工藝
1、澳斯麥特熔煉與艾薩熔煉
澳斯麥特熔煉法與艾薩熔煉法是20世紀70年代由澳大利亞聯邦科學工業研究組織（Common-wealthScientificandIndustrialResearchOrganization)礦業工程部J.M.Floyd博士領導的研究小組發明的，起初以“賽洛”（CSIRO,該組織的縮寫）命名S最早的賽洛熔煉小型試驗爐主要處理爐渣和錫的還原，隨后與澳大利亞的錫冶煉廠、電解精煉和冶煉有限公司、銅精礦有限公司和芒特艾薩礦業有限公司合作建立了較大規模試驗廠。1980年，規模為4t/h的賽洛噴槍錫煙化半工業試驗爐投產。同年，Floyd離開賽洛并建立了澳斯麥特公司。賽洛噴槍錫煙化半工業試驗爐在試驗完畢后被出售給了芒特艾薩礦業公司，重新進行了安裝，成為鉛冶煉試驗廠。
以后，芒特艾薩公司又向本國和外國出售了基于試驗成功的“賽洛”熔煉技術，即現在大家所熟悉的艾薩熔煉法#Floyd的澳斯麥特公司與CSIRO重新談判取得執照權后的該技術則稱之為澳斯麥特熔煉法。澳斯麥特法和艾薩法的基礎都是“賽洛”噴槍浸沒熔煉工藝，兩者具有共同的祖先。擁有噴槍技術的這兩家公司，按各自的優勢和方向，延伸并提高了該項技術，形成了各具特點的澳斯麥特法和艾薩法。
2、澳斯麥特熔煉爐與艾薩熔煉爐
澳斯麥特熔煉爐/艾薩焰煉爐是一直立的圓筒形爐體，內襯鎂鉻磚，有的外殼采用水幕冷卻，爐體下部外殼和耐火磚之間襯有水套。噴槍從爐頂中心的插孔插人。將冶煉氣體和燃料輸送到渣面下的液態層中，噴槍頭由不鎊鋼制成，正常操作時浸沒于熔渣層內，將工藝氣體噴射進爐渣層中。爐子上部設有加料口，各種物料由皮帶輸送，通過溜槽由加料口加入。煙道設于頂部，出口傾斜。爐體下部有兩個排放口，可將冰銅和爐渣的混合物放人沉降爐中進行分離。冰銅送往吹煉爐，爐楂水淬后出售。澳斯麥特爐型與艾薩爐型分別如圖1-4和圖1-5所示。
MIM采用間斷放熔體的排放方式，而Ausmelt采用溢流的方式連續排放熔體。
這兩種熔煉爐有時爐體外殼采用水幕冷卻，有時無水幕冷卻。區別在于:前者靠水幕冷卻來提高熱導率，維持爐內溫度的相對穩定，從而提高爐襯壽命，但能源消耗量大；后者靠爐體內“自燃熔煉”有效地節約能源維持相對穩定的爐溫來維持爐子的壽命。
由于澳斯麥特/艾薩熔煉工藝具有熔煉速度快、建設投資少、原料適應性強、爐體密封性好、符合環保要求等優點，因此在有色冶金工業具有較廣泛的應用，具體包括錫精礦熔煉，硫化鉛精礦、銅精礦熔煉，爐渣煙化，陽極泥熔煉，鉛鋅渣、鎳浸出渣的處理等。目前，采用澳斯麥特/艾薩熔煉技術的冶煉廠除了澳大利亞外，在荷蘭、津巴布韋、韓國、印度、法國、德國、秘魯、美國等國已達20余家。我國自1999年中條山有色金屬公司侯馬冶煉廠引進澳斯麥特技術后，2002年云南銅業引進的艾薩爐和云南錫業公司引進的澳斯麥特爐也相繼建成并投產，2003年銅陵有色金屬公司也采用了澳斯麥特熔煉爐來改造原有的工藝。
但這一熔煉技術對耐火材料要求較為苛刻。澳斯麥特/艾薩爐爐底工作襯一般采用鎂質耐火材料，如鎂鉻搗打料等材質。爐墻則采用耐高溫、耐沖刷、導熱性能好的直接結合鎂鉻磚或熔鑄鎂鉻磚等優質鎂鉻耐火材料。此外，對引進的技術消化吸收后，陳肇友等人通過熱力學分析指出，鉻鋁尖晶石耐火材料是澳斯麥特/艾薩銅熔煉爐用適宜的耐火材料。
諾蘭達熔煉工藝
諾蘭達熔煉工藝是將銅精礦、石英石、燃料、返料等按冶金計算出的比例混合，通過拋料機從爐頭拋入爐內，富氧空氣從爐子一側靠近加料端的一排浸沒風眼鼓入，使熔體維持強烈攪動狀態。熔體中的硫與鐵元素在鼓風吹煉區與鼓人的氧氣發生強烈的氧化反應，產生的反應熱為熔煉熱收入的主要來源。熱能不足的部分由隨爐料加人的燃料及爐頭燃燒器補充。
該爐子沿長度方向分成吹煉區（或稱反應區）和沉淀區。在吹煉區產生的銅锍與爐渣的熔體流到沉淀區澄清分離。銅锍口設在與風眼同一側的沉淀區，髙品位（65%~73%或更高）的銅锍從該放出口放進銅锍包，再倒人轉爐吹煉。含銅約5%的熔煉爐渣從爐尾一端放出或用包子裝運到緩冷場緩冷，經破碎、磨浮選礦，回收渣中銅和鐵，或直接進人電爐將渣進行貧化。煙氣從反應爐爐口排出，經水冷密封煙罩、余熱鍋爐（或噴霧冷卻煙道）、電收塵器送往硫酸系統制酸。
諾蘭達反應爐是一個臥式圓筒形可轉動的爐子，類似于常規吹煉銅锍的轉爐，其結構如圖1-6所示。在50mm或70mm厚的鋼板卷成的鋼殼內襯有鎂鉻質高級耐火材料。爐體支承在托輪上，驅動裝置使爐體可在一定范圍內正、反向轉動。整個爐子沿爐長分為反應區（或吹煉區）和沉淀區。反應區一側裝設一排風眼。加料口（又稱拋料口）設在爐頭端墻上，并設有氣封裝置，此墻上還安裝有燃燒器。沉淀區設有銅锍放出口、排煙用的爐口和熔體液面測量口。渣口開設在爐尾端墻上，此處一般還裝有備用的渣端燃燒器。另外，在爐子外壁某些部位如爐口、放渣口等處裝有局部冷卻設施，一般均采用外部送風冷卻。
諾蘭達熔煉工藝是加拿大諾蘭達礦業公司歷經20余年（1964年-1989年）發展起來的一種自熱熔煉技術。在不斷改進之后，該方法已成為較為先進的頗具競爭力的一種銅熔煉方法。除在本國外，逐漸在世界上得到推廣。1997年10月，我國大冶有色金屬公司冶煉廠引進消化諾蘭達熔煉工藝，建成年產100kt粗銅的諾蘭達生產系統。
諾蘭達爐煉銅工藝屬富氧熔池熔煉，在一個反應爐內完成干燥、焙燒、熔煉和吹煉造渣工藝過程，熔煉強度大，熔池攪拌劇烈，為了保證工藝過程順利進行、保證爐子的壽命，對爐襯設計和耐火材料提出了很高的要求。諾蘭達爐的易損部位是風口區、爐口，加料端燃燒器及放渣端燃燒器對應的爐筒頂部以及沉淀區渣線上、下圓形墻和渣端墻。風口區由于大量的富氧空氣進人熔體，激烈地攪拌與噴濺，化學反應劇烈，侵蝕嚴重，爐溫冷熱交替變化而產生頻繁的熱震，以及捅風眼造成的機械沖刷，使風口爐襯處于極為惡劣的環境中，損壞速度較快，所以風口區爐襯的壽命決定了諾蘭達爐的壽命。
風口因受高溫煙氣的沖刷，以及機械清理爐渣時的撞擊，也較易損壞:。沉淀區渣線上、下圓形墻和渣端墻，由于處在高溫區，且放渣、放銅形成頻繁的渣層波動，熔渣的嚴重侵蝕及高溫煙氣的沖刷，也較易損壞。加料端墻加料口，因爐料含水分及冷空氣的進人，使加料口周圍爐襯形成鼓肚變形，加料端燃燒器及放渣端燃燒器火焰所對應的爐頂圓周爐襯主要受火焰的直接沖刷，其損毀是由局部熱負荷過大和大量冷空氣的侵入引起的熱震造成的。
根據諾蘭達爐的生產條件，要求耐火材料純度高、抗渣性好、強度大、耐沖刷、耐磨損、熱震穩定性好。以前爐襯主要采用兩種磚砌筑：一是熔鑄鎂鉻磚，砌于易損部位；其余部位砌筑直接結合鎂鉻磚。熔鑄鎂鉻磚的用量占總量的30%~40%。隨著爐子設計的改進，有些易損部位的損壞程度大有改善，且耐火磚的質量提高，現在已采用熔粒再結合鎂鉻磚代替了熔鑄鎂鉻磚。熔鑄磚耐磨、耐侵蝕和機械沖刷，但耐急冷急熱性差，價格昂貴。因此，現在除冰銅口用幾塊外，其他原來用熔鑄鎂鉻磚砌筑的部位均已改用熔粒再結合鎂鉻磚，其余部位仍用直接結合鎂鉻磚砌筑。
白銀法熔煉
白銀煉銅法是我國20世紀70年代發明的一種造锍熔煉新工藝，因主要的發明單位為白銀有色金屬公司而將其命名為“白銀煉銅法”。
含水分8%左右的硫化銅精礦配以返料、石英石和石灰石等，由圓盤給料機控制給料量，經慢速給料皮帶和熔煉區爐頂加料口連續地加人到白銀爐熔池中。落入熔池的爐料立即散布于由風口鼓入富氧空氣所激烈攪動的熔體之中，迅速完成氧化反應和造渣反應。含O2為21%~50%的鼓風是由壓縮空氣和工業純氧(含O2 95%~99%)混合而成。富氧空氣通過熔煉區側墻風口鼓人115℃的熔池。
熔煉區生成銅锍和爐渣的混合熔體，經隔墻下部通道進人沉淀區，進行爐渣和冰銅的分離，產出銅锍和爐渣。銅锍由虹吸放銅口間斷放出供轉爐吹煉，爐渣由排渣口排出棄去或經貧化處理。
高SO2濃度的高溫煙氣由熔煉區尾部直升煙道排出，經余熱鍋爐、漩渦收塵器、電除塵器后，再經排煙機送往硫酸車間生產工業硫酸。雙室型白銀爐沉淀區產出的含SO2很少的煙氣先經水冷煙道，再經過輻射換熱器、管式換熱器，最后由排煙機送往煙囪排空。
白銀煉銅法以動態熔煉為特征，即以壓縮空氣或富氧空氣吹入熔體中，激烈攪動熔體。白銀煉銅法的另一個重要特征是采用隔墻將熔池分區，在一個爐子內實現了動態熔煉和靜態的渣和冰銅分離過程。與其他熔池熔煉爐相比，白銀爐的本體結構和配套設備均比較簡單，工藝過程穩定，易于被操作人員掌握。
白銀煉銅法的工藝技術已達到了世界先進水平，但目前的裝備仍比較落后，需進一步完善、提高。白銀爐是一種直接將硫化銅精礦等爐料投如熔池進行造锍熔煉的側吹固定式爐床，它是一個固定的長方形爐子。
爐內熔池有一道隔墻，將爐子分為熔煉區、沉淀區兩部分，實現了在一個爐子內動態熔煉和靜態的熔渣和冰銅分離。按爐膛空間的結構不同又可分為雙室爐型和單室爐型。白銀爐主體結構由爐基、爐底、爐墻、爐頂、隔墻、內虹吸池及爐體鋼結構等部分組成。爐體上多處設置了銅水套，包括吹風水套、渣線水套、爐拱水套、側墻立水套、壓拱水套、加料口水套等。渣口、放銅锍口、返轉爐渣口、燃燒器孔等均設置了銅水套。銅水套冷卻件已成為白銀爐爐體結構的重要組成部分。
白銀爐在工作時，爐內溫度在1100~1350℃，從風口噴吹的空氣或富氧速度高達300m/s左右，在爐內強烈攪拌熔池，形成沸騰、噴濺狀態。因此，白銀爐內襯材料要求有較好的高溫強度和抗侵蝕性等，主要采用鎂質和鎂鋁質耐火材料。
耐火材料的易損部位是：熔煉區風口部位、熔煉區爐拱及中部隔墻附近的爐墻及沉淀區的渣線部位。風口區由于熔體攪動最激烈，化學反應集中，溫度高，且承受捅風口時的機械沖擊，所以耐火材料的工作條件最惡劣，是影響爐子維修周期的關鍵部位，采用電熔鑄鉻鎂磚或再結合鉻鎂磚砌筑。爐拱頂采用鎂鋁磚，爐墻內襯采用鎂磚砌筑，在渣線部位采用銅水套冷卻。爐子中間的隔墻采用鎂鋁磚和鎂磚砌筑，并采用冷卻水套保護。白銀熔煉爐爐床不寬（小于4m)，故爐頂為拱頂，用鎂鋁磚砌筑，爐底為反拱，用鎂磚砌筑。