基于遗传算法的铜闪速熔炼过程控制优化

基于已建立的铜闪速熔炼神经网络模型,以能耗费用最低为目标,在工艺指标控制范围内,采用遗传算法对铜闪速熔炼过程的工艺参数进行了仿真优化计算。结果表明,当空气、分配风、工艺氧和中央氧的市场价格折合比值分别为0.05、0.1、0.4和0.45,精矿量为128 t,其成分(质量分数)为Cu 20.61%、S 27.59%、Fe 24.72%、SiO2 11.64%和MgO 1.39%时,铜闪速熔炼工艺参数的遗传优化值为空气15 011 m3、分配风1 302 m3、工艺氧17 359 m3、中央氧1 000 m3、熔剂13.6 t;与实践平均值相比,若采用优化工艺参数控制,熔炼能耗费用可降低4.6%。     

基于MetCal的双底吹连续炼铜工艺全流程模拟计算

以“底吹造锍熔炼-底吹铜锍吹炼”铜冶炼工艺为设计计算对象,基于冶金工艺流程计算系统开发平台（MetCal）,运用化学平衡、质量守恒、热量守恒、元素分配约束等原理建立了底吹熔炼配料、底吹造锍熔炼、底吹熔炼余热锅炉、底吹铜锍吹炼、铜锍吹炼余热锅炉等冶金单元数学模型。开发了双底吹炼铜工艺全流程模拟系统,通过计算得到了全流程物料走向分布、各控制单元物质分配和热平衡结果,并用实际生产数据对双底吹模型进行验证。结果表明:底吹熔炼工序铜锍中的Cu,S,Fe,Pb,Zn的绝对误差为0.32%,0.74%,1.64%,0.47%,0.32%;熔炼渣中Cu,S,Fe,Pb,Zn,CaO,Al₂O₃,MgO绝对误差为0.05%,0.96%,1.59%,1.13%,1.09%,1.17%,2.45%,0.67%。底吹吹炼工序粗铜中Cu,S,Fe,As,Sb,Bi,Pb,Zn绝对误差为0.43%,0.03%,0.01%,0.07%,0.046%,0.006%,0.32%,0.014%;吹炼渣中Cu,S,Fe,Pb,Zn绝对误差分别为1.83%,0.06%,11.35%,11.92%,2.36%,以上计算为工业生产指导和工业设计提供依据。      

闪速冶金在线智能监控与事故预警系统研究

以铜闪速熔炼生产过程为对象,在传统的PLC、DCS控制系统上,集成计算机网络、软件开发、专家系统、数模仿真、神经网络等先进技术,建立了闪速冶金在线智能监控与事故预警系统.介绍了系统的结构、特点,重点阐述了各模块的功能、实现技术和处理流程.系统能对精矿干燥、反应塔闪速熔炼、转炉吹炼、环境集烟、烟气收尘等生产过程进行多方位智能监控预警,为闪速熔炼安全生产并不断挖掘潜力提供有力保证.     

应用神经网络技术建立铜闪速熔炼温度模型

应用神经网络技术 ,并依据工业实践操作数据 ,建立了铜闪速熔炼过程的温度模型。其仿真计算结果与工业生产实际值基本吻合 ,表明了此建模方法是可行的 ,而且该方法简单易行     

CeO_2添加剂对Al_2O_3-MgO-CaO耐火材料致密化的影响

由于Al_2O_3-MgO-CaO系耐火材料在烧成过程中存在许多对烧结致密化不利的因素,进而影响其相关性能的使用.为此,在1 500～1 600℃条件下制备了Al_2O_3-MgO-CaO复合材料,并研究加入CeO_2添加剂对该系耐火材料烧结致密化的影响.实验结果表明:将CeO_2添加到Al_2O_3-MgO-CaO系耐火材料的较优烧成温度为1 600℃,当CeO_2的添加量(质量分数,下同)分别为4%和6%时,其显气孔率分别降低至3.9%和3.8%,体积密度从未添加时的2.88 g/cm~3分别升高至3.62 g/cm~3和3.68 g/cm~3;同时,通过扫描电镜观察发现添加CeO_2后该系耐火材料显微结构致密化程度较高,从而实现其良好的致密化.     

废镀锌板炼钢粉尘加压硫酸浸出试验研究

对废镀锌板炼钢粉尘加压硫酸浸出工艺进行了研究, 并与常压酸浸进行了对比。探讨了初始硫酸浓度、浸出时间、液固比、浸出温度对浸出率的影响。结果表明, 采用加压浸出技术可使常温弱酸下不溶的铁酸锌和难处理的硅酸锌高效浸出。在釜内压力0.6 MPa、浸出温度140 ℃、液固比6∶1、搅拌速度500 r/min、硫酸浓度120 g/L、浸出时间1.5 h条件下, 浸出矿浆无胶体形成、过滤性能良好, 锌、铁浸出率分别为98.35%和3.51%, 铅几乎全部进入渣相, 浸出液中硅含量仅为0.06 g/L, 实现了粉尘中锌与杂质的有效分离。     

脆硫铅锑矿闪速熔炼过程热力学分析

基于最小吉布斯自由能原理,采用元素势法,研究建立了脆硫铅锑矿闪速熔炼过程多相平衡热力学模型,考察了吨矿氧量（OVPTC）、富氧浓度（OG）和熔炼温度（T）对铅与锑在各平衡产物中分配比的影响。结果表明,对一定成分的脆硫铅锑矿,铅在合金中的分配比随OVPTC的增大不断下降,随T的升高略有上升;锑在合金中的分配比随OVPTC的增大有所下降,随T的升高大幅上升;熔炼烟气量随OG的增大而大幅减少。综合考虑铅和锑的直收率,脆硫铅锑矿闪速熔炼应控制一定的OVPTC,适当提高OG和T。      

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雃,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.     

CaO-Cu2O-Fe2O3三元渣系组元活度计算模型

基于炉渣结构共存理论,建立1 200～1 300 ℃下CaO-Cu2O-Fe2O3三元渣系组元活度的计算模型,计算并绘制渣中CaO、Cu2O和Fe2O3的等活度曲线,考察碱度B和温度t对组元活度α(CaO)、α(Cu2O)和α(Fe2O3)的影响.结果表明:模型计算值α(Cu2O)与文献实测值α′(Cu2O)吻合程度高,说明模型能较好地反映该渣系的结构本质;α(Cu2O)呈拉乌尔正偏差,在B=1.54时出现最大值,当B＞1.54时随着B和t的增大而降低,当B＜1.54时趋势正好相反,且受碱度影响更为显著;α(CaO)和α(Fe2O3)分别随CaO和Fe2O3在炉渣中含量的升高而增大,但受温度的影响都不明显.研究结果可用于采用铁酸钙渣系的炼铜新工艺热力学研究.