氧化铝生产中传热系数的研究

大多数氧化铝生产工序的能耗与换热设备传热效率的高低有密切关系。分析了氧化铝生产过程中的传热和传质特征。结合生产实测数据,对氧化铝生产中典型换热设备的传热系数进行研究,为设计、生产提供了理论基础。

多相平衡计算的元素势法及其应用

针对冶金化工领域中多相反应体系的高效可靠计算问题，基于最小吉布斯函数原理和质量守恒定律，通过引入拉格朗日因子λe，运用元素势概念，推导基于元素势的多相平衡计算方法。结果表明：酯化反应多相复杂体系平衡计算结果与文献值吻合很好，铜造锍熔炼过程多相平衡计算结果与生产实践数据之间的误差小于6％；该方法具有求解速度快，且在计算过程中不会出现负摩尔分数，说明此研究方法对求解复杂冶金化工多相平衡问题是有效可行的。

密闭直流电弧炉冶炼钛渣热量平衡研究

密闭直流电弧炉冶炼生产钛渣利用输入电能进行加热,在高温情况下,钛精矿中的FeO和TiO2发生还原反应。反应进行程度影响熔池内渣的粘度,进而影响炉壁挂渣层的厚度和排渣排铁的难易程度,故还原反应过程必须控制输入能量使DC炉系统达到热量平衡;输入能量过高会使熔池内的渣过热,挂渣层变薄,造成炉壁腐蚀;输入能量过低,会导致渣的粘度明显增大,造成排渣困难,并产生泡沫渣。根据理论计算,每冶炼1t钛精矿需要消耗约911.55kWh的能量,云南某公司加料速率为5t钛精矿/h,钛精矿碳热还原,理论上需要消耗约4557.734kWh的电耗。能量支出方面有物料带走的物理热、炉壁和炉顶冷却水热损失、炉底风冷热损失、电力设备热损失以及少量未预见热损失,钛精矿冶炼过程中,能量的输出和输入是基本相等的,热量处于平衡状态。

碱添加量对金属离子的分布和pH变化的影响

提出了一种计算公式,定量地计算了既有氢氧化物沉淀又有氢氧配离子形成的化学反应体系中的金属离子的分布,考察了影响沉淀和配离子形成的各种因素.基于提出的公式,计算了锌、镉、铜、镍、铁(Ⅲ)、铁(Ⅱ)、铝、钙、镁的沉淀率,理论计算与实验结果一致.

废杂铝熔化再生工序的能耗模型

随着对工业节能和环保要求的不断提高,废杂铝回收和再生过程的能效研究受到了广泛关注.分析了在熔化工序中各主要因素对能耗的影响,建立了废杂铝熔铸过程熔化工序的能耗理论模型.以燃气炉为主要熔炼设备,将熔化工部能耗分为目标物料耗能、均匀化搅拌耗能和其他形式耗能,并分别建立了他们的定量计算公式.通过对比批式单体炉和连续双室炉的设备和工艺差异,分析了主要影响因素对二者能耗的影响程度和趋势,发现双室炉较单体炉具有10%以上的节能能力.

分离高硫磁铁矿中磁黄铁矿的研究进展

磁铁矿与磁黄铁矿分离是铁脱硫的难题,国内外对此进行了大量的研究。本文论述了磁黄铁矿难以从磁铁矿中分离出来的原因,并综述了通过工艺流程优化、浮选药剂研发、浮选电化学技术等有效途径可以达到脱硫的目的。

随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽的能量平衡

提出一种随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽能量平衡的方法.该方法在“等待效应”周期、“欠量加料”周期和人为停止加料时期降低槽电压,在“过量加料”周期提高槽电压,结果使电解槽在所有加料周期能量保持平衡,有利于提高电流效率和氧化铝浓度控制.

赤泥沉降槽固液分离数值仿真技术的研究进展及现状

赤泥沉降槽内固液分离过程的数值仿真研究对沉降槽的高效化生产运行、经济化管理和设计具有重要作用。本文主要阐述了近十几年来国内外学者和专家运用计算流体力学方法并结合商业化计算软件在沉降槽中心桶结构、絮凝剂吸附和耙机设计,以及耦合群体平衡模型(PBM)计算等方面取得的一些重要科研成果,揭示了赤泥沉降槽固液分离计算模型和计算方法的发展历程;针对国内外沉降槽固液分离仿真计算的研究现状,以及固液分离沉降设备亟待解决的问题,展望了沉降槽固液分离数值仿真计算的发展前景,提出未来研究需要更合理、适用性更强的絮凝剂吸附模型,来对沉降槽进行仿真优化计算;最后指出今后沉降槽的发展和研究方向是高分子絮凝剂和沉降槽结构的研究,数值仿真技术仍然是赤泥沉降槽固液分离研究的主要方法和手段,特别是多相流颗粒群体平衡物理场耦合计算。

从二元相图计算中间化合物的生成熵

本文给出由二元相图计算中间化合物生成熵的公式。将此公式应用于AuSb_2中间化合物生成熵的计算,取得与实验相一致的结果。

对流下二元合金凝固过程的相场法研究

采用耦合流场的相场模型,以Ni-Cu二元合金为例模拟金属非等温凝固和等温凝固时的枝晶生长,把两种模拟结果作比较。发现:两种模型得出的结果都与溶质再分配理论相符合;潜热的释放在一定程度上抑制枝晶的生长,使得非等温凝固时的平衡再分配浓度比等温凝固时低;非等温凝固的生长Peclet数与Oseen-Ivantsov理论值吻合得更好。

METSIM软件在闪速炼铜工艺设计中的应用

介绍闪速炼铜METSIM工艺计算模型的建立过程和技术特点,METSIM模型计算结果与NCC软件计算结果、以往工程实际运行数据的比较及应用该模型的工厂实践均表明:METSIM模型是一款成功的模型。并且,对METSIM软件存在的缺陷也进行了介绍。

从二元相图提取活度的计算机算法

本文首先简要介绍了从各种类型相图计算活度数据的方法。进而介绍了由相图计算活度的 BASIC 语言通用计算机程序 CABPD(Cal culating Activities fromBinary Phase Diagrams)。将它应用于 Ga-Zn,Ag—Cu,Pb—Zn,In—Sb 等四种不同类型体系组元活度的计算,取得与实验相近的结果,表明该程序是可行的。它可以用于从任何类型的二元相图提取活度。

工业硅生产的配料计算

本文针对三种情况得出三种工业硅生产的配料计算方法,并给出三种计算实例。通过三种计算方法结果进行了汇总对比,作者推荐第二种较详细的计算方法和公式在生产实践中使用。

湿法炼锌窑渣铁精矿的浸出热力学分析

为实现湿法炼锌窑渣磁选铁精矿(以下简称窑渣铁精矿)中银、铜、铁等有价元素的综合回收,提出一种基于盐酸浸出的新工艺,从理论和实验两方面开展研究。在本研究中介绍新工艺研究的理论部分——浸出热力学分析。物相分析表明:窑渣铁精矿中主要含铁物相为Fe、FeO、FeS、Fe2O3、Fe3O4和FeSiO3。计算绘制了Fe-Cl-H2O系φ—pH优势区图以及FeS、FeO、FeSiO3-H2O系和FeS、FeO、FeSiO3-Cl-H2O系的lg c—pH图,分析窑渣铁精矿盐酸浸出的热力学可行性。结果表明:各含铁物相在盐酸浸出中均能溶解,[Cl]T越高,其溶解度就越大,由于不同阴离子在体系中溶解性质的差异,因此,Cl影响FeO、FeS和FeSiO3溶解的pH范围不同,分别为4.2～10.8、0.4～10.8和0～10.8。

真空自耗电弧炉熔炼时的电热计算与技术分析

通过对真空自耗电弧炉熔炼时的热量计算和分析,得出了炉内平均温度。同时研究和计算了与真空自耗电弧炉主要部件有关的接触电阻问题,提出了如何降低接触电阻的方法,并得出了有效解决打弧现象的方法。对真空自耗炉的结构设计,特别是电极杆等结构的设计有重要的理论和实践指导意义。

强迫对流下各相场参数对枝晶生长的影响

利用耦合流场的相场模型,以N-iCu二元合金为例研究各相场参数对金属凝固过程中枝晶生长的影响。结果表明:对流对枝晶形貌影响很大,上游枝晶的枝晶臂最长,下游枝晶臂最短,整个枝晶呈现非对称形貌;对流速度越大,上游枝晶生长越快;各向异性系数越大,主枝枝晶臂越瘦长;扰动的引入可以促进枝晶二次枝晶臂的生长,但基本上不影响枝晶尖端稳态行为。

无底柱分段崩落法采矿的生产单元系列优化研究

无底柱分段崩落采矿方法广泛地应用于有一定地质条件的矿山生产。通过对矿山使用的凿岩、采装、运输设备及其生产配套(即生产单元)的分析和比较,进行了矿山生产单元的优化研究,得出在矿山建设和生产中,使用无底柱分段崩落法的较适宜的矿山生产单元系列。

反应剂浓度非恒定条件下的两相反应动力学方程

对液、固两相反应中常见的二种反应类型,建立了同时包含有液相反应剂浓度和固相反应物几何面积随反应时间变化的动力学方程。应用此方程处理液、固两相反应比以往文献中不包含反应剂浓度变化的动力学方程准确合理。而且该方程原则上也适用于气、固两相反应。

有芯感应炉熔沟焦耳热与流场数值模拟

以某厂1 t双环式熔沟有芯感应炉为研究对象,通过ANSYS仿真软件耦合k—ε模型和磁流体力学模型(MHD)建立了数值仿真模型。研究了熔沟内流场状态与温度分布,不同熔沟间距与不同宽厚比对熔沟功率密度和熔沟顶面流速的影响。结果表明:熔沟间距在275~345 mm变化时,熔沟热值最大,约为410 kJ,功率密度为0.018 W/mm^(3);随着宽厚比增加,熔沟热值逐渐下降。流场结果显示:熔沟两侧沟道内熔体流速较快,并以螺旋式从熔沟两侧流向炉膛,到达熔沟顶面时速度最高达到0.297 m/s,炉膛内熔体在重力作用下流入中心沟道,下行熔体受到两侧熔沟射流的影响,在熔沟上部形成纵向涡心。从熔沟中心沟道上方开始,沿着熔沟方向向熔沟两侧移动,熔体温度逐渐升高,在熔沟两侧拐角处最大,最大温差为12.9℃。

基于热平衡模型的镍铁电炉功率在线优化控制

目前,电炉功率设定大都由操作人员根据经验和现场运行情况人为确定,受人为的经验和操作等影响较大,难以保证功率给定的实时最优性,从而影响生产指标。本文针对回转窑-电炉镍铁冶炼工艺(RKEF工艺)熔炼电炉,提出一种在线控制电炉功率的优化方法。该方法通过建立电炉热平衡模型,对电炉进料、烟气和炉体冷却系统相关过程变量进行在线检测,实现电极功率最优设定值的在线计算;通过构建BP神经网络误差模型,利用出渣周期实测数据生成数据样本对网络模型进行训练和更新,实现对热平衡计算误差的预测和在线修正,提高热量计算的准确性和适应性。本文还基于工程数据采用仿真试验验证了该方法的有效性,指出该控制系统可以解决镍铁电炉智能冶炼的核心问题,下一步还需与其他子系统结合,形成完整智能冶炼厂解决方案。