氧气底吹炼铜法是我国自主研发的一种先进炼铜新工艺,具有富氧浓度高,原料制备容易,冶炼过程短,生产成本低等优点。但此工艺仍处于发展阶段,仍存在许多问题需要解决,这些问题限制了底吹炼铜工艺的进一步发展和推广。针对现有底吹炉反应区和沉降区比例不当、反应效率低,渣-金分离效果差、渣含铜量高等问题,本研究提出底吹熔池挡墙控流技术,以某厂年产10万吨底吹熔炼炉为研究对象,通过水模型实验与数值模拟相结合的手段来探究不同控流方案对熔池内气-液-渣多相流动传输行为的影响规律。其主要研究内容和结论如下:（1）基于相似原理,建立相似比为1:9.3底吹炉的水模型,揭示了不同挡板数量,插入位置、深度和导流孔尺寸、角度和吹气流量参数等对炉内混匀时间和组分浓度传质的影响规律。结果发现:1)熔池内无挡墙时,虽然混匀时间较短,但反应区内反应效率较低。2)加入单挡墙后,随着挡墙插入深度由0 mm增加到128 mm,炉内混匀时间增加了84%;随着挡墙位置的后移距离由1110 mm增加到1250 mm时,混匀时间增加了11%,同时反应区与沉降区之间的传质行为有所削弱。3)单挡墙加入导流孔后,混匀时间随着孔径的增大而缩短,混匀时间缩短15%,导流孔倾斜角度对其影响不大。4)在熔池内加入双挡墙时,虽然能够提高反应区反应效率,但熔池内整体混合程度过差,严重降低冶金效率。（2）基于多相流VOF方法,建立了描述底吹炼铜熔池内的气-液-渣多相流传输行为的数学模型,在数值模拟结果与水模型实验结果吻合良好的基础上,考察了实际工况下不同控流方案和吹气流量等对底吹熔池内多相流场、气含率和液面波动的影响规律,研究发现:1)熔池内无挡墙时,熔池内气含率与反应区内流体平均速度较低;沉降区液面波动明显,渣-金分离效果不理想。2)加入单挡墙后,随挡墙插入深度的增加,气含率先增加后减小,当挡墙插入深度为0.9 m时,气含率最大为18%;随着移动距离的增加,熔池内气含量逐渐降低;随着导流孔直径从0 m增加到0.5 m,气含率从18%增加到18.7%。加入双挡墙后,熔池内气含率过低。3)所有控流方案都会减缓沉降区液面波动情况,为渣-金分离提供有利条件。加入单挡墙后,反应区内流体平均速度随着挡墙插入深度和导流孔直径的增加而增加,但随挡墙位置的后移而降低。综合分析后,本文最佳方案如下:单挡墙,挡墙插入深度0.9 m,挡墙位置距左边壁10.3 m,吹气流量0.68 kg/s,导流孔直径0.4 m,导流孔倾斜角度0°。