基于有限时间ADP的微波加热高钛渣温度跟踪控制

针对常规控制方法对微波加热过程控制效果不够理想的问题,提出一种基于数据驱动模型的有限时间自适应动态规划微波加热温度跟踪算法。算法包含模型网络、评价网络和执行网络,这3个网络的实现依赖于神经网络。模型网络实现微波加热过程的数据驱动建模,评价网络和执行网络实现最优性能指标函数和控制功率的逼近。最后将温度跟踪转化为误差的镇定。通过理论推导证明了算法的收敛性及最优性,并进一步开展了微波加热高钛渣温度跟踪实验和仿真研究。结果表明,算法能有效地跟踪高钛渣的加热过程,基于ELMAN神经网络的模型预测误差小于1℃,温度跟踪误差小于0.2℃,在工业微波加热中具有潜在的应用价值。

高钛渣密闭直流电炉烟气除尘干法改造实践

以30 MVA高钛渣密闭直流电炉烟气净化回收系统为对象,分析了原湿法除尘流程的特点,给出了干法除尘改造方案,结合改造实施过程,论述了干法除尘系统的配置要点,并对改造前后的系统运行效果进行了对比。结果表明:烟气干法除尘净化回收系统能够适应密闭直流电炉的冶炼工况,无需进行污水污泥处理,减少了药剂和水电消耗,降低了运行成本;回收烟尘为干颗粒,可直进入配料系统二次冶炼;净化后的烟气含尘量降低到5 mg/m^(3)以下,达到了大气颗粒物超低排放标准。

高钛渣中钛组分的选择性富集与长大

研究了改性处理对高钛渣中钛组分选择性富集以及富钛相金红石晶体析出长大的影响．实验结果表明，氧化可使高钛渣中的黑钛石转化为金红石；渣中加入改性剂ＣａＯ和 Ｐ２Ｏ５后，再经过热处理改性，有利于钛组分的选择性富集和金红石晶体的长大粗化。

微波焙烧高钛渣中试研究

对微波焙烧高钛渣制备人造金红石工艺进行了中试研究。采用均匀设计安排了中试实验,验证了放大准则,确定了放大参数,同时考察了原料粒度、煅烧温度和通氧量等工艺条件对微波焙烧高钛渣的影响。结果表明:微波焙烧时间是决定高钛渣氧化程度的关键参数。当高钛渣处理量为120 kg/h,微波焙烧时间为4 h时,最优工艺参数为原料粒度275μm,焙烧温度950℃,通氧量0.557 m3/h,在此条件下高钛渣的氧化率可以达到91%。

高钛渣提取碳氮化钛的研究

在热力学分析基础上,以攀钢高钛渣为基准配制的TiO2-CaO-Al2O3-MgO五元合成高钛渣为主要原料,采用碳热还原法制取碳氮化钛。确定了碳化处理过程中不同气氛(氩气,氮气)下的产物,采用X-射线衍射仪和扫描电镜研究了产物的相组成和显微结构,证实了在氩气气氛下,产物主要为TiC;在氮气气氛下,产物主要为Ti(C,N);氩气气氛下碳化钛的粒度比同一实验条件氮气气氛下碳氮化钛的粒度要小2-4μm。

高钛渣作为光催化材料降解邻硝基酚的实验研究

通过以高钛渣为光催化材料降解邻硝基酚溶液的实验,研究了反应时间、添加强氧化剂H2O2、外加电场、溶液 pH值对其光催化性能的影响。结果表明:高钛渣对邻硝基酚具有较好的光催化效果。邻硝基酚的降解率随反应时间的增加而增大。强氧化剂 H2O2能提高光催化材料降解率,在100 ml含3 mg的邻硝基酚溶液中,H2O2加入量为2 ml时最佳,光催化剂的光催化性能因外加电场的存在而有所提高,外加电场达到20 V后,其光催化性能显著提高。光催化效果最佳的pH值为6。

高温焙烧高钛渣工艺的试验研究

以云南地区钛铁矿富集得到的高钛渣为原料,置于加热装置内焙烧,在1000℃下加热处理20min,利用XRD、SEM研究了高温焙烧对高钛渣相组成和微观结构的影响。结果表明:在高温条件下高钛渣中的锐钛型TiO2转化为金红石型TiO2。提出了一种高温焙烧高钛渣的新工艺,从生产源头消除了对环境的污染,实现钛资源的可持续发展。

钒在高钛渣系与铁液间分配行为与热力学分析

为了提高钒的回收率,增加熔分过程中渣铁间钒的分配比,在实验室条件下,利用分析纯试剂,研究了钒在CaO-SiO2-MgO-Al2O3-TiO2-V2O3低碱度高钛渣系与铁液间的分配行为。结果表明:在实验研究范围内,钒在铁渣间的分配比随碱度的升高而增加,随终渣V2O3含量的升高而降低。由热力学活度因子模型,终渣碱度与钒含量的变化影响了炉渣和铁液中钒的活度因子以及表征还原势的系统活度因子,从而引起钒还原势与分配比的改变。同时,利用实验所得钒在渣铁间分配的相关数据,结合瓦格纳和聚集电子相模型,计算了钒碳热还原反应的平衡常数K和吉布斯自由能ΔGΘ,这些值与相关发表的数据相差较小,误差分别为1.91%和0.56%,因而,提供了一种较准确的钒在渣铁间分配的热力学计算模型。

高钛渣制备人造金红石工艺研究

对高钛渣进行了化学分析和XRD分析,通过一系列工艺流程的试验探索,得到了以高钛渣为原料制备人造金红石TiO2-1的工艺。研究表明,加压浸出、强化焙烧—浸出工艺制备出的人造金红石TiO2品位大于92%,满足YS/T299-2010规定TiO2-1的要求,可为氯化钛白工艺提供优质的人造金红石原料。而直接浸出、还原焙烧—浸出、氧化焙烧—浸出难以满足其要求。

高钛渣加碳氯化反应热力学在熔盐氯化中的应用

通过对高钛渣各组分氧化物加碳氯化反应的热力学计算与分析,发现循环氯气中的氧气与石油焦的燃烧反应是影响熔盐氯化炉温度的主要因素,而炉温的稳定控制是提高熔盐氯化炉运行效率的关键;在900-1 500 K时,高钛渣加碳氯化热力学趋势表明：所有氧化物在氯化过程中全部转变为氯化物,但实际反应中Al2O3、尤其是SiO2仅有很小一部分被氯化,同时确定了此温度区间各组分氧化物加碳氯化难易顺序;热力学条件对TiO2和SiO2氯化率的影响近于一致,所以从热力学角度不能进一步有效降低SiO2的氯化率而减少TiCl4中Si含量。

高钛渣用于水泥混合材的性能研究

本文分析了高钛渣的矿物组成、活性系数,探讨了高钛渣的粉磨细度对水泥的凝结时间、标准稠度用水量、安定性等影响,而且分析了不同助磨剂的作用效果,以及高钛渣对水泥强度、水化产物的影响,得出高钛渣用于水泥混合材的实验基础。采用单掺与复掺的方式,比较得出可用于生产复合硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的不同掺量和配比。结果表明:高钛渣不会对水泥的水化产物产生不利影响,粉磨较细的高钛渣更有利于水泥水化产物产生的包裹效应,使结构更加紧密,从而增加水泥强度;使用助磨剂的条件下,掺入30%的高钛渣,并与粉煤灰及高炉渣复掺,混合材总掺量达到40%,可满足P·C32.5R级水泥生产;使用助磨剂的条件下,掺入10%的高钛渣,并与粉煤灰及高炉渣复掺,混合材总掺量达到20%,可满足P·O42.5R级水泥生产。

碳热还原氮化高钛渣合成TiN/β′-Sialon导电陶瓷粉体

以高钛渣、高铝矾土熟料、硅灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法合成TiN/β′-Sialon导电陶瓷粉体.利用XRD,SEM和EDS检测手段研究了合成温度、恒温时间对反应过程的影响,并探讨了合成机理.结果表明:合成温度、恒温时间对反应过程影响显著.1 400℃恒温2 h时,β′-Sialon含量达最大,是最佳的工艺参数.此时β-′Sialon晶粒多呈长柱状,TiN为细小粒状.合成过程中SiO的挥发导致试样较大的质量损失,且随合成温度升高和恒温时间延长而增大.

镁碳砖和铝碳砖在高钛渣中的侵蚀

研究了镁碳砖和铝碳砖在高钛渣中的侵蚀行为。测试和分析了渣中TiO2含量、熔渣温度、熔渣与耐火材料间的相对运动速度、熔渣碱度及铁浴的比例对这两种耐火材料侵蚀过程的影响。

由改性高钛渣浸出制备富钛料的研究

还原法制备的高钛渣 ,品位低 ,不适合直接作硫酸法和氯化法制备钛白的原料 ,经预氧化及加入添加剂等改性处理后可使钛组分富集于金红石相。选用经选择性富集的改性渣为原料 ,研究了改性渣中钛组分的选择性分离及其反应机理。实验结果表明 ,通过稀酸溶出改性渣可获得Ti O2 品位超过 95

微波处理高钛渣工艺的绿色性评价

从资源消耗、环境影响、成本、时间、质量等方面建立了高钛渣处理工艺的绿色性模糊综合评价指标、评价体系和数学模型,通过试验实例对微波法处理高钛渣工艺进行了绿色性模糊综合评价,并与传统法处理高钛渣工艺进行了对比。结果表明,微波法处理高钛渣工艺的绿色性远远优于传统法处理高钛渣工艺的绿色性,符合绿色制造的发展趋势。

EDTA络合高钛渣熔盐反应产物中的Fe^3＋及TiO2的制备

研究了酸性介质中EDTA对高钛渣与NaOH熔盐反应水洗产物中Fe3+的络合作用,考察了EDTA加入量、反应时间、pH值和温度对Ti4+和Fe3+溶出率的影响.结果表明,增加EDTA量、延长反应时间、减小pH值及升高温度,Fe3+溶出率增大.将反应后的固相在105℃下水解可制得球状锐钛型TiO2,平均粒径为100nm,纯度可达99.3%.

非均相高钛渣的电导率和粘度

采用交流阻抗谱技术测量了含有固态TiC的非均相高钛渣的电导率,研究了TiC的浓度、粒度对炉渣电导率的影响,并测量了含有CaF2和部分氧化物添加剂的高钛渣的粘度。研究结果表明,TiC降低炉渣的电导率;渣中的负离子在TiC表面形成双电层分布,增加TiC的体积,它是炉渣粘度较大的原因之一。CaF2、CaO、MgO、MnO显著降低炉渣粘度,TiO2对炉渣粘度没有明显的影响。

高钛渣氧化过程的动力学

用热重法研究了高钛渣在空气中的等温和非等温氧化动力学。实验结果表明 ,高钛渣氧化动力学可用缩核模型来描述。利用等温动力学模型公式确定等温氧化初期为化学反应控制 ,后期为扩散控制 ,计算得到相应的表观活化能分别为 19.6 2 ,30 .0 5kJ/mol;通过非等温动力学模型公式确定高钛渣的非等温氧化阶段Ⅰ为界面化学反应控制 ,阶段Ⅱ为界面化学反应和扩散综合控制 ,阶段Ⅲ为扩散控制 。

高钛渣氧化焙烧热力学分析

通过高钛渣高温氧化焙烧试验,研究焙烧前后物相结构转变与化学组成变化,并对高温氧化焙烧过程中高钛渣各组分的化学行为进行热力学讨论。结果表明:在1 000℃条件下氧化焙烧,黑钛石相与锐钛矿大部分发生晶型结构变化,转变为金红石型TiO2。探索高钛渣氧化焙烧的热力学规律,为火法处理高钛渣提供理论依据,对于改造传统处理高钛渣工艺具有重要的意义。

改性对高钛渣酸解性能的影响研究

以碳酸钠为改性剂,研究了改性剂配比、焙烧温度和焙烧时间对高钛渣酸解性能的影响。研究结果表明焙烧改性的适宜条件:焙烧温度为850℃,碳酸钠与高钛渣质量比为0.7,焙烧时间为3 h。对改性后的高钛渣进行酸解,在溶解温度为60℃、溶解时间为4 h、固液质量比为1∶6条件下,钛的溶出率可以达到97.48%。