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富氧顶吹炼铅过程优化

作　者: 饶金元
导　师: 朱云
学　校: 昆明理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 铅顶吹熔炼配料过程模拟过程优化
分类号: TF812
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

直接炼铅工艺具有能耗低、环保效果好、生产成本低等优点。国内某厂采用国内自主研发的富氧顶吹炼铅工艺生产粗铅,但因自动化控制水平不高,使得整体作业率不高；冶炼过程中烟尘率波动大；铅直收率偏低,进而影响产能,导致经济效益低。本论文根据该公司硫化铅精矿及辅料成分的具体情况,以及顶吹熔炼对富铅渣、混合料成分的具体要求,即富氧顶吹炼铅正常自热熔炼的渣中SiO2/Fe为0.75-0.85；CaO/SiO2为0.3～0.5；混合料中硫含量在16%左右,依据熔炼过程中的物料平衡和热量平衡,利用Vsiual Basic6.0计算机语言编写了配料计算程序。该配料程序可以计算出所加入精矿和辅料的配比、及相应的富氧空气和粉煤的用量,可用于解决了生产过程中因原料成分波动大导致的混合料成分不稳定等问题,为下一步顶吹熔炼做出有益准备富氧顶吹炼铅体系是一个复杂的多相多组分体系,本文利用S.R.Brinkley原理,基于平衡常数法建立了多相多组分化学平衡体系的热力学模型,再结合实际生产数据对模型中涉及到的各活度系数之比进行了修正。通过Matlab中自带的fsolve函数对所建立的模型进行了近似求解,得出了熔炼过程中体系平衡时各相中各组分的物质的量。通过改变富氧空气的过剩系数,研究了富氧空气的用量与铅在渣相、粗铅相、烟尘中分配行为的关系；富氧空气的用量对粗铅、富铅渣、烟尘成分的影响。模型计算结果表明,当过剩系数为1.2时,铅直收率为36.64%；铅入渣率为45.5%；进入烟尘中的铅为总铅量的17.85%；粗铅中硫含量低于0.1%。研究结果与实际生产的数据基本吻合。该热力学半经验模型能够较准确的对富氧顶吹炼铅过程中的各控制参数、各相中各组分物质的量进行预测。因而,此模型对富氧顶吹炼铅过程的自动化控制奠定了基础,能够对整个熔炼过程起到优化作用

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章:绪论  8-25
  1.1 铅冶金概况  8-18
    1.1.1 铅生产原料  8-9
    1.1.2 铅的提取方法  9-17
    1.1.3 铅冶金发展趋势  17-18
  1.2 有色冶金过程优化的研究现状  18-22
  1.3 本论文研究的主要内容和意义  22-25
    1.3.1 课题提出的意义  23-24
    1.3.2 论文的主要内容  24-25
第二章:配料计算  25-39
  2.1 混合料的配料计算  25-28
    2.1.1 配料数学模型的建立  25-28
  2.2 基于物料衡算、热量衡算确定粉煤、氧气的用量  28-39
    2.2.1 质量平衡  29
    2.2.2 富氧顶吹炉的输入物料  29
    2.2.3 富氧顶吹炉的输出物料  29-33
    2.2.4 热量衡算  33-37
    2.2.5 确定粉煤、富氧气的用量  37-39
第三章:多相多组分体系化学平衡计算  39-58
  3.1 多相多组分平衡模型  39-42
    3.1.1 平衡常数法  39-41
    3.1.2 多相多组分平衡方程的解法  41-42
  3.2 多相多组分平衡模型的建立  42-58
    3.2.1 对富氧顶吹熔炼平衡体系的假设  42-43
    3.2.2 独立组分与从属组分的选择  43-45
    3.2.3 热力学数据  45-46
    3.2.4 富铅渣的成分与炉温的关系  46-48
    3.2.5 非线性方程组的建立  48-56
    3.2.6 模型的求解  56-58
第四章:模拟结果及分析  58-64
  4.1 富氧空气用量对铅在各相中分配行为的影响  58-59
  4.2 富氧空气用量对炉渣相的影响  59-61
  4.3 富氧空气用量对气相的影响  61-63
  4.4 富氧空气用量对粗铅相的影响  63-64
第五章:结论与展望  64-66
  5.1 结论  64
  5.2 展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-71
附录  71-83

富氧顶吹炼铅过程优化

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