贵溪闪速炉铜锍熔炼过程热力学模型

在后藤佐吉开发的热力学平衡模型的基础上，引进了氧效率系数和热损失参数，以修正实际贵溪闪速炉造锍熔炼过程与理想的热力学平衡体系的偏差，用逐步回归分析的方法，由大量工业生产数据拟合出的氧效率系数和热损失参数，求得了两者的回归关系式，从而建立了贵溪闪速炉铜锍熔炼过程的热力学模型。     

铜冰铜熔炼过程的物理现象

在模拟反射炉和电炉熔炼冰铜的实验中,用X射线电视装置研究了铜冰铜熔炼时的各种物理现象。炉料在熔炼时所发生的变化均记录在电视录像磁带及X光胶片上。利用渣锍两相之间界面张力的数据计算了体系的浮游系数和膜系数。讨论了熔融硫化物对固体炉料的浸染,泡沫渣的形成条件,冰铜液滴与气泡在渣中的行为以及它们对金属在渣中损失的影响。     

LIBS技术在冶金成分在线检测中的应用

利用GS-LIBS2200激光成分分析仪对冰铜和低镍锍熔体成分进行了长期在线检测,并与XRF的检测结果进行了对比,结果显示:359炉次奥炉电炉熔炼冰铜熔体和96炉次沉降炉低镍锍熔体的LIBS在线检测结果与XRF的取样检测结果具有较好的一致性.说明GS-LIBS2200激光成分分析仪具有较好的长期测量稳定性和冶金现场环境的适应性.LIBS技术实现了冶金熔体成分的在线检测,对于提升冶炼品质和进一步改进冶炼技术具有重要意义.     

脆硫铅锑矿精矿的还原造锍熔炼

采用富含氧化铁的黄铁矿烧渣作为固硫剂的铅、锑、铋还原造锍熔炼方法,对脆硫铅锑矿精矿还原造锍熔炼的工艺进行了研究,考察了温度、添加剂加入量、烧渣加入量等对还原造锍熔炼工艺的影响,得出最佳工艺条件为:先在900℃下反应,再升温到1200℃过热放渣;烧渣加入量为理论量的100%～105%;添加剂与苏打质量比为10%,无水硫酸钠为13%(质量分数).在最佳条件下,锑直收率为83.26%,铅直收率为68.50%,固硫率为98.97%,但约有15%的铅和30%的银分散在铁锍中.     

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。     

铜PS转炉内的流域分布和混合时间研究

铜锍吹炼是铜精矿火法冶炼工艺的关键工序之一，目前全世界85%的冰铜均是采用PS转炉进行吹炼的。铜锍PS转炉吹炼是一个涉及化学反应、传热、传质的复杂的多相流体流动过程，吹炼过程中的流场分布特征、气锍渣分布规律以及物料混合特性对转炉生产率和铜回收率等指标起着重要影响。本文旨在通过可视化的冷态水模型试验模拟研究转炉吹炼高温冶炼过程流域分布和混合特性，进而对吹炼工艺进行优化。基于相似性原理建立了1:5等比例PS转炉冷态试验模型，采用高速摄像技术对吹炼过程的流场进行了动态记录，并基于图像处理技术对气液喷吹过程的流域进行了划分，包括喷吹区、喷溅区、强混合区、弱混合区、死区，并且对不同流域进行了定量化分析。此外，本文提出了一种新的判据，即“浓度稳定混合区波动极值”判据，用于判定不同示踪剂加入方式炉内的混合时间，进而确定了最佳的投料位置为喷吹波回落区，可明显提升转炉吹炼的混合效率。     

火法冶金中贱金属及锍捕集贵金属原理的讨论

从微观层次讨论火法熔炼过程中贱金属相及锍相捕集贵金属的原理。认为捕集作用的发生是由于熔 融的渣相和贱金属相两者的组成结构差异很大。渣相靠共价键和离子键把硅、氧原子和Ca２＋,Mg２＋,Fe２＋等离 子束缚在一起,键电子都是定域电子,贵金属原子在熔渣中不能稳定存在。金属相靠金属键把原子束缚在一起, 原子间的电子可以自由流动。贵金属原子进入金属相可降低体系自由能。锍在高温下具有相当高的导电率（数 值在１０３～１０４S·cm－１范围）,且温度系数呈负值,属电子导电。熔锍的性质类似金属,因此,在造锍熔炼过程 中,     

铜浮渣富集熔炼过程金属分配行为

针对铜浮渣传统火法处理工艺存在能耗高,环保效果差,铅和铜分离不彻底的问题,采用熔池熔炼工艺处理铜浮渣,研究熔池熔炼过程中铁硅比(m(FeO)/m(SiO2))、钙硅比(m(CaO)/m(SiO2))、硫加入量、铁屑加入量、煤粉加入量和碳酸钠加入量对Pb,Cu,Bi,As,Sb和Sn元素分配的影响,并对熔炼产物渣相和锍相的物相组成进行检测。研究结果表明:在m(FeO)/m(SiO2)为1.9,m(CaO)/m(SiO2)为0.6,硫加入量为铜浮渣的3%,铁屑加入量为10%,煤粉加入量为5%,Na2CO3加入量为6%的最优条件下,Pb,Bi和Sb主要进入粗铅中,其在粗铅中的分配率分别为83.43%,99.09%和43.62%,Cu和As主要进入冰铜中,其在冰铜中的分配率分别为44.10%和88.80%,Sn主要进入烟气中,其在烟气中的分配率为78.58%。As易与Fe形成Fe-As相嵌入冰铜相中。     

闪速炉熔炼配风对反应过程的影响

随着铜闪速炉熔炼强度的不断提高,熔炼生产及其反应配风之间的关系发生了明显变化,其相互影响关系需要重新确定,为此,建立闪速熔炼过程的数值模型,并采用CFD软件Fluent6.3就大投料量下闪速炉生产操作的2个主要参数(分散风与工艺风)对熔炼过程中气、粒两相运动与混合反应过程的影响进行仿真研究。研究结果表明:分散风工艺风的动量比对闪速炉内颗粒的分散效果影响显著;在适度分散精矿颗粒并有效控制其对反应塔壁造成冲刷蚀损的前提下,使用大分散风工艺风动量比更有利于炉内气、粒两相混合与反应过程的顺利进行;而在相同分散风工艺风动量比下,采用小工艺风风速的操作条件时炉内整体反应效果较佳。     

乌拉特后旗铅银渣综合利用工艺路线的研究

分析了固体危废物的处理技术,采用还原造锍熔炼技术可有效处理乌拉特后旗固体危废物,实现有色金属的高效提取和有害元素的稳定化固定,对于重金属污染综合防治和资源综合利用均具有重要意义。     

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．     

基于MetCal计算模型双底吹连续炼铜工艺关键参数影响规律分析

双底吹连续炼铜工艺具有连续性、瞬时性的特点,其生产操作参数控制相对于其他炼铜工艺更为复杂,为确保产品质量稳定、炉况处于优化状态,需对双底吹连续炼铜工艺关键控制参数及其影响规律进行研究。本论文利用MetCal desk计算平台,通过物质流、能量流守恒的原理建立了双底吹连续炼铜工艺冶金计算模型,并在此基础上,通过单一调整富氧空气量、石英石配量、电解残极配加量等参数,分别考察其对双底吹连续炼铜工艺熔炼关键参数“铜锍品位、熔炼渣铁硅比及温度”和吹炼关键参数“粗铜品位、吹炼渣铁硅比及温度”的影响规律。结果表明：铜锍品位与熔炼石英石量、富氧空气量呈正相关,与配煤量呈负相关;熔炼渣铁硅比与熔炼石英石量、配煤量呈负相关;熔炼渣温度与熔炼富氧空气量、配煤量呈正相关;粗铜品位与吹炼富氧空气量、电解残极量呈正相关;吹炼渣铁硅比与电解残极量呈正相关,与吹炼石英石量呈负相关;吹炼渣温度与吹炼富氧空气量、电解残极量呈正相关。     

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     

镍熔炼过程实时监测网络的开发与应用

介绍了镍熔炼过程两级星型集散式实时监测网络的结构、功能和特点,论述了系统设备选型、可编程控制器(PLC)远程通讯技术和数据处理技术．应用结果表明,本系统功能齐全实用,检测结果准确,有较高的抗干扰能力和运行稳定性,为管理和操作人员提供了有效的生产过程检查、监控和分析工具．     

铅闪速熔炼过程的多相平衡模型

针对粗铅、铜锍、炉渣和烟气四相平衡体系,基于最小吉布斯自由能原理,采用元素势法,建立铅闪速熔炼多相平衡热力学模型.在与半工业试验相同炉料组成、熔炼温度、富氧浓度等操作条件下,模拟计算平衡组成.研究结果表明;粗铅中Pb质量分数绝对误差为0.30,相对误差仅为0.30％;炉渣中Pb,CaO和SiO2质量分数绝对误差分别为2.00,0.50和0.70,相对误差分别为6.67％,3.57％和3.89％,说明建立的模型能较好地反映铅闪速熔炼实际情况,为铅闪速熔炼过程的热力学研究提供了依据.     

竖炉—铁浴二步法熔融还原的数学模型

本文对竖炉-铁浴二步法熔融还原过程进行物料平衡和热平衡分析。在Fe-O-C-H_2体系中,由氧平衡和热平衡分别确定了上部竖炉和下部铁浴的操作数学模型。由热力学计算,将上、下两部有机联系起来,得到全过程Rist操作线图。从而,建立了竖炉-铁浴二步法熔融还原过程数学模型,可用来计算全过程氧耗和燃料比等操作参数。     

富氧对铜熔炼中伴生元素行为和能耗的影响

借助于已开发的铜冶炼过程的计算机模型,模拟研究了富氧浓度对伴生元素Ni,Co,Sn,Pb,Zn,As,Sb和Bi在铜冶炼体系中的分配行为和炉子能耗的影响。模拟结果与贵溪冶炼厂和霍恩冶炼厂的实际生产数据进行了比较,模拟值与实测值吻合得很好。研究表明:在铜冶炼中使用富氧,有利于节能,却对挥发性的伴生元素Sn,Pb,Zn,As,Sb和Bi等在气相中的挥发脱除十分不利。     

利用富锰渣冶炼AlMnSi系列合金

在实验室条件下，首先利用我国南方某厂的富锰渣，在25kVA单相直流矿热炉中，用电热法冶炼高硅硅锰合金，采用低碱度渣、渣中配加少量的MgO等措施可以明显提高合金中的锰与硅的含量。再用实验得到的高硅硅锰合金，配加适量废铝在感应炉内熔炼AlMnSi合金，通过半工业性试验得到了优化高硅硅锰合金和AlMnSi系列合金。该系列合金可广泛用于炼钢复合脉氧剂和合金添加剂，且能创造显著的经济效益。