基于神经网络的铜闪速熔炼过程工艺参数预测模型

基于铜闪速熔炼过程是典型的高温、多相多组分复杂生产过程,熔炼时,闪速炉内发生激烈而迅速的化学反应,冰铜品位、冰铜温度和渣中铁硅比是铜熔炼过程的关键三大工艺参数,在线检测时存在成本高、滞后大,实现困难等问题,在分析影响工艺参数因素的基础上,提出一种基于BP神经网络的三大工艺参数预测方法,通过收集现场生产数据,挖掘其中隐含的工艺参数信息,建立预测模型。仿真结果表明,这三大工艺参数的最大绝对误差分别为0.630,6.680和0.051,最大相对误差分别为1.16%,0.55%和3.40%,说明模型预测结果与实际生产数据较吻合,该预测模型可用来指导实际生产操作,并可用于铜闪速熔炼过程参数优化。     

DMF-CHCl3体系汽液相平衡数据的测定与关联

为获得二甲基甲酰胺（DMF）与氯仿（CHCl3）精馏分离的基础热力学数据,实验采用改进型的Rose平衡釜测定了DMF-CHCl3体系在760mmHg下的汽液相平衡数据,并分别用NRTL和Margules模型对实验数据进行关联。结果表明：实验数据满足热力学一致性的检验,且NRTL和Margules模型的计算结果与实测结果偏差小,平均绝对误差分别为0．0026和0．0010,平均相对误差分别为1．81％和1．23％,可满足工业精馏工艺过程设计的需要。     

含金砷硫精矿烧渣炼铁富集金的研究

提出一种处理含金砷硫精矿的新工艺,主要包括焙烧脱除硫砷—烧渣炼铁富集金—电解分离铁金等工序.对其中烧渣炼铁富集金进行实验研究,研究熔炼中C与O质量比与炉渣二元碱度(即CaO与SiO2质量比)、熔炼温度和熔炼时间对铁和金回收率的影响,确定最佳条件及在此条件下所得生铁的化学成分.研究结果表明:在C与O质量比为0.93、炉渣二元碱度为1.0、熔炼温度为1500℃、熔炼时间为90 min的最佳条件下,铁和金的回收率分别达到97.49％和99.10％,所得生铁中金质量分数为16 g/t,与烧渣金质量分数相比约提高0.63倍,铁质量分数为97.27％,碳质量分数为1.38％.     

CaO-FeO-Fe2O3-SiO2-Cu2O渣系作用浓度计算模型

基于炉渣结构共存理论,建立1 523～1 733 K时的CaO-FeO-Fe2O3-SiO2-Cu2O五元渣系作用浓度计算模型,对成分(质量分数)波动范围为CaO 5%～20%,FeO 5%～50%,Cu2O 5%～25%,SiO2 5%～45%,Fe2O3 5%～70%的炉渣,计算1 523和1 573 K时的各组元作用浓度,考察碱度和温度对活度系数和的影响,并对所得数据进行非线性回归分析.研究结果表明,理论计算值与文献实测值之间的相对误差小于10%,且随渣含铜增加呈直线上升的趋势一致,说明模型能较好地反映本渣系的结构本质;CaO能降低炉渣的溶铜能力,增强炉渣的溶铁能力.该模型的建立为采用铁酸钙渣系的炼铜新工艺热力学研究提供了理论依据.     

含铅废渣料还原造锍熔炼回收铅和银工艺

针对铅锌冶炼企业产出大量含铅固体废弃物难以环保经济回收的难题,提出从多种含铅废料中回收二次铅的还原造锍熔炼新工艺.在热力学计算的基础上,进行以铅膏、铅渣、铅烟灰和黄铁矿烧渣的设计混合料为熔炼对象,以氧化铁为固硫剂,焦粉为还原剂,苏打和芒硝作为添加剂的工艺实验,研究熔炼过程中各影响因素对铅和银直收率的影响.得到优化的工艺条件：FeO/SiO2质量比为1.10,CaO/SiO2质量比为0.30,添加剂组成中Na2 CO3/Na2 SO4质量比为7：3,焦粉用量为含铅物料质量的15%,熔炼时间为2 h,熔炼温度为1200益.在此条件下综合实验中铅直收率为85.95%,银直收率为83.15%.新工艺具有固硫、综合利用和一步炼铅的优点.     

A356熔炼过程中Ca和Sr质量分数的变化规律及预报模型

Ca和Sr是铸造铝硅合金中最有效的变质元素,一般在浇铸前以中间合金的形式加入.然而在废杂铝熔铸再生工业中,原料中常含有微量的Ca和Sr,预控它们在熔炼过程中的含量变化是它们再利用的前提.本文以工业A356铸锭为原料,实验研究了熔炼温度和保温时间对Ca和Sr质量分数变化规律的影响.结果表明:Ca和Sr质量分数随着保温时间延长均呈Exp3P2规律下降,且随熔炼温度升高质量分数下降速率均逐渐提高.根据热力学和动力学分析可知,在废杂铝熔炼再生过程前期主要发生[Ca]和[Sr]与熔体中的氧发生氧化反应生成CaO和SrO,这些氧化物又会与Al2O3反应生成Al2O3·6CaO和Al2O3·SrO,经扒渣操作后Ca和Sr质量分数下降.在熔炼中后期,[Ca]和[Sr]以扩散至熔体表层还原Al2O3的方式使它们的质量分数降低.计算得出在660～740℃熔炼A356合金时Ca和Sr氧化反应的表观活化能分别为182.6kJ·mol-1和117.8kJ·mol-1,两者均受化学反应过程控制.根据Ca和Sr质量分数的变化规律建立了它们的质量分数预报模型,经生产验证表明预报误差均小于10％,可用于预报废杂铝熔炼再生过程Ca和Sr的质量分数.     

镍闪速熔炼过程的模糊动态质量模型与控制

提出了利用ＴａｋａｇｉＳｕｇｅｎｏ（简称ＴＳ）模糊方法建立镍闪速熔炼过程动态质量模型的方法（即考虑过去与当前的输入、输出信息对将来输出的影响）,并对其动态过程进行了结构辨识和模型参数辨识．在此基础上,针对建立的模糊动态模型,设计了两种不同的模糊控制器．一种是建立模糊动态质量模型的逆模型来实现控制;另一种是通过模型计算输出的前馈控制加系统实际输出的反馈控制来实现控制．经过２个月的离线指导和实际在线控制运行,证明了这种方法的有效性．镍闪速熔炼过程的模糊动态质量模型与控制@万维汉$西安交通大学!71004…     

一批秦早期青铜兵器的初步分析

目的 探讨几件秦早期青铜兵器的制作工艺特点和铅同位素组成.方法 采用金相分析、能谱分析和铅同位素比值法.结果 金相分析表明秦早期青铜兵器的组织形态为铸造态;能谱分析显示其合金组成中Sn质量分数在10%-18%,Pb质量分数在2.12%～9.83%,应为铜锡铅三合金;铅同位素比值为普通铅.结论 早期秦人已经熟练掌握了青铜兵器的制作技术.铅同位素比值反映出西周时期礼县和春秋时期陇县、凤翔地区的秦人制作青铜兵器很可能使用了成矿原因相近的矿料.     

含固相铜冶炼渣的黏度计算及其应用

利用Roscoe方程,结合FactSage的多元多相平衡计算和纯液相渣黏度计算功能可对含固相熔渣的黏度进行计算.本研究针对基于铜冶炼渣的FeO-SiO2-Fe3O4-CaO-Al2O3-MgO系,首先根据相似炉渣的黏度测定值对Roscoe方程中的参数进行拟合,同时验证了该方法在计算所研究体系时的准确性.基于所得的计算模型考察不同组分含量对平衡相组成及黏度的影响规律,并总结获得合理的渣型配比.当炉渣中各组分的质量分数分别控制在FeO 40％～60％、SiO225％ ～ 40％、Fe3O40％～15％、CaO 0％ ～ 10％、A12O30％～8％和MgO 0％ ～4％时,可在冶炼过程中得到流动性较好、固体量较少的熔渣.     

近红外光谱法快速测定端羟基聚丁二烯固体推进剂药浆中功能组分含量

应用近红外光谱（NIR）技术并采用偏最小二乘法（PLS）模型,针对端羟基聚丁二烯（HTPB）固体推进剂药浆中燃速催化剂（BA）、增塑剂癸二酸二辛酯（DOS）和氧化剂高氯酸铵（AP）的含量建立了快速定量测定的方法。对BA、DOS和AP质量分数进行定量分析的结果表明,PLS-1模型和PLS-2模型对样品中BA和DOS质量分数的相关系数均能达到0.99以上,预测值平均相对误差均在5.0%左右;PLS-2模型对样品中AP质量分数的相关系数为0.9903,预测值平均相对误差为0.84%。实验结果说明利用近红外光谱法能够对HTPB固体推进剂药浆中功能组分的含量进行快速准确的定量分析。     

QSL炼铅过程的热力学分析

根据已提出的直接炼铅过程的计算机模型，分析了ＱＳＬ炼铅法在工业上得不到弃渣而失败的根本原因，同时对精矿成分、熔炼温度、重油量和风量等操作条件进行了模拟，发现提高温度不能得到弃渣，而还原性的气氛却可极大地降低炉渣中铅含量，从而提出降低渣含铅的具体改进措施与方案，为在实际生产中解决这一问题提供可靠的依据．     

QSL炼铅过程的计算机模型

借助于多相、多成分系统中平衡计算的计算机辅助手段，提出了ＱＳＬ炼铅过程的计算机模型．利用该模型，可快速地、有效地、经济地分析了ＱＳＬ炼铅法在工业上得不到弃渣而失败的根本原因，同时，利用该模型对直接炼铅的操作条件进行鉴定和优化，为开发炼铅新方法和最佳冶炼操作条件提供决策依据     

熔渣中Zn、Pb挥发行为的对比分析

熔融工艺是目前处理工业粉尘及飞灰的有效方法.为了能够有效控制熔融工艺中Zn、Pb等重金属资源的分离回收,对比分析了Zn、Pb在含Cl的FeO-CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系中的挥发行为.首先通过热力学计算分析了Zn、Pb在该渣系中可能的挥发气体种类,以及各因子如温度、熔渣成分、氧势和Cl含量等的影响.同时,对以上问题进行了实验研究.最终明确了分别提高Zn、Pb挥发分离效率的不同的技术措施和优化参数.     

Thermodynamic simulation of the effect of slag chemistry on the corrosion behavior of alumina–chromia refractory

The corrosion behavior of alumina–chromia refractory against two kinds of industrial slags (coal slag and iron smelting slag) at 1550°C was investigated via thermodynamic simulations. In the proposed simulation model, the initial slag first attacks the matrix and surface aggregates and subsequently attacks the inner aggregates. The simulation results indicate that the slag chemistry strongly affects the phase formation and corrosion behavior of the refractory brick. Greater amounts of alumina were dissolved and spinel solid phases formed when the brick interacted with iron smelting slag. These phenomena, as well as the calculated lower viscosity, may lead to much deeper penetration than that exhibited by coal slag and to more severe corrosion compared to that induced by coal slag. The thermodynamic calculations well match the experimental observations, demonstrating the efficiency of the proposed simulation model for evaluating the corrosion behavior of alumina–chromia refractory.     

NaPO3 用于粗锑火法精炼过程除铅

针对传统粗锑精炼工艺中除铅的难题,提出用NaPO3 作为除铅剂,生成磷酸盐渣浮于锑液表面除去的方法. 用热重-差热法和X射线衍射技术研究反应机理并进行粗锑除铅的条件实验. 研究发现,PbO与NaPO3 在590℃时即开始吸热反应,在850℃以下主要形成NaPb4 ( PO4 ) 3 ,而在850℃以上主要形成NaPbPO4 ,反应彻底. PbO、Sb2 O3 和NaPO3 混合物的反应表明:在NaPO3 量不足时,优先与PbO反应,只有当NaPO3 足量时才会与Sb2 O3 生成锑的非晶态玻璃. 用NaNO3 作为氧化剂,在氮气保护下进行了除铅单因素实验,考察反应时间和温度、NaPO3 和NaNO3 加入量对结果的影响. 在最优条件下精锑含铅0. 047%,除铅率98. 90%.     

混合原油屈服值计算模型

根据5种原油及其按不同比例掺混后的42种混合原油屈服值的实验结果,借鉴混合原油凝点、黏度计算模型,通过计算和对比分析,提出了混合原油屈服值计算模型.该模型对80个数据点预测值的平均绝对偏差为1.92 Pa,平均相对偏差为50.18%.考虑到屈服值不易测准,特别是小屈服值时更易出现较大相对偏差的因素,该模型对混合原油屈服值的预估结果还是可以接受的.     

基团贡献法预测胜利原油>350℃常压重油气液平衡

测定了胜利常压重油的气液相平衡常数和各窄馏分的相应物性参数,在此基础上,得到了计算胜利常压重油气液相平衡常数的经验关联式。用正构烷烃模型分子法及相对分子质量确定石油窄馏分的基团组成,在实测数据的基础上,对ＵＮＩＦＡＣ基团贡献型饱和蒸气压模型参数进行修正。对ＵＮＩＦＡＣ饱和蒸气压模型参数修正后,ＫｉｋｉｃＫ和ＬａｒｓｅｎＫ模型预测闪蒸温度的平均相对偏差均为０．７９％;气化率的平均相对偏差分别为７．６９％和７．７７％,均可满足工程计算要求。     

贵溪闪速炉造锍熔炼过程计算机模拟

利用作者建立的贵溪闪速炉造锍熔炼过程的热力学模型，对贵溪闪速炉造锍熔炼过程进行了计算机模拟，并对贵溪闪速炉控制的３个关键参数即冰铜品位、冰铜温度及渣中ｍＦｅ／ｍＳｉＯ２进行模拟，取得了良好效果．此外，还进一步讨论了富氧体积分数、反应塔油耗、粉煤代油、精矿成份等因素对贵溪闪速炉熔炼过程的影响．