計算機模擬在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、氧化鋁生產(chǎn)中的模擬與仿真研究冶金過程計算機模擬與程序設(shè)計 氧化鋁生產(chǎn)模擬和仿真的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 氧化鋁生產(chǎn)模擬和仿真的主要問題和原因主要問題和原因 氧化鋁生產(chǎn)模擬和仿真的研究前景和展望研究前景和展望目 錄冶金過程計算機模擬與程序設(shè)計溶出過程： Sidrak和Yousry設(shè)計了動態(tài)仿真模型實現(xiàn)對于ak的最優(yōu)化控制； Kumage和Yoshio用Aspen工程軟件來對溶出過程進行仿真； Tizon和Eric對工業(yè)拜爾法所用循環(huán)母液和高嶺石的預(yù)脫硅和溶出過程進行了數(shù)值模擬； Champagnie和Douglas等用對三種拜爾法生產(chǎn)工藝進行了計算機模擬仿真。 中南大學(xué)應(yīng)用物理與熱能工程系

2、利用k-e雙方程湍流模型,對管道化溶出系統(tǒng)中石灰乳與礦漿的混和過程進行了數(shù)值模擬； 沈陽鋁鎂設(shè)計研究院向山西孝義礦提出了一水硬鋁石溶出過程的數(shù)學(xué)模型，進行了計算機模擬仿真，提出一套降低蒸汽耗量的途徑； 中鋁山西分公司氧化鋁三分廠用VisualFoxPro6.0數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來實現(xiàn)高壓溶出物料平衡計算的辦法。1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀冶金過程計算機模擬與程序設(shè)計脫硅除雜過程 Ho Goen和Robertson通過模擬工業(yè)過程中的生產(chǎn)程序,利用生成赤泥來達到去處鐵氧化物; Duncan和Groemping等對拜耳法生產(chǎn)中的結(jié)疤情況進行了模擬,并建立了沉積模型； Smith Peter和Russe

3、ll進行了對脫硅產(chǎn)物(DSP)的研究,利用Langmuir模型和衰退模型來考察脫硅產(chǎn)物中一些陰離子的含量。 中國科學(xué)院過程工程研究所模擬含硅鋁酸鈉溶液體系，得出了鋁酸鈉溶液中超溶解度的計算公式； 天津大學(xué)化工學(xué)院根據(jù)液固流化床的防垢機理建立了結(jié)垢模型。冶金過程計算機模擬與程序設(shè)計分解過程 Denis R和Jacques E對種分產(chǎn)品Al(OH)3的粒度和強度進行了研究，并且得到種分?jǐn)?shù)學(xué)模型，認(rèn)為該模型可以預(yù)測種分產(chǎn)品的粒度分布，Theron和Escalona等對種分模型進行了校正； Smith Peter和Austin Peter引入兩種數(shù)學(xué)模型來解釋種分過程誘導(dǎo)期現(xiàn)象; 美鋁公司在拜爾法種分

4、過程中所采用的動態(tài)模型可以預(yù)測生產(chǎn)量、晶體粒度分布以及碳酸鈉含量。 中國長城鋁業(yè)公司利用計算流體力學(xué)(CFD)軟件對空氣攪拌式種分槽內(nèi)流場進行三維數(shù)值模擬； 貴州工業(yè)大學(xué)冶金系由實驗得到鋁酸鈉溶液分解過程的數(shù)值模型； 中南大學(xué)在這方面也做了一系列工作。冶金過程計算機模擬與程序設(shè)計蒸發(fā)部分 To L C和Tade M O在Maple V.3軟件對非線性控制系統(tǒng)中的線性化的輸入輸出模式、一般模型控制模式和Su-Hunt-Meyer轉(zhuǎn)換模式進行了闡述； 后經(jīng)多次修正，并對蒸發(fā)過程中的非線性控制系統(tǒng)進行模擬。 中南學(xué)有色冶金學(xué)院對氧化鋁生產(chǎn)中的蒸發(fā)系統(tǒng)進行了計算機模擬。根據(jù)模型分析了進料量、結(jié)疤厚度、

5、真空度等因素對蒸發(fā)系統(tǒng)的影響，得出了與現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)相一致的結(jié)果。其他部分 配礦配料的模擬與仿真、溶液成分的自動在線監(jiān)測等冶金過程計算機模擬與程序設(shè)計2 主要存在的問題和原因 問題： 1）適用性不廣）適用性不廣 2）研究片面單一）研究片面單一 3) 缺乏完整權(quán)威體系缺乏完整權(quán)威體系 (1)(1)由于鋁土礦資源的限制，我國生產(chǎn)氧化鋁的方法大多采用聯(lián)合法和由于鋁土礦資源的限制，我國生產(chǎn)氧化鋁的方法大多采用聯(lián)合法和燒結(jié)法，這些方法流程長且復(fù)雜，要實現(xiàn)計算機的仿真和自動控制，難度燒結(jié)法，這些方法流程長且復(fù)雜，要實現(xiàn)計算機的仿真和自動控制，難度更大。更大。 (2)(2)無論是計算機技術(shù)還是氧化鋁生產(chǎn)工藝技

6、術(shù)，起步晚，發(fā)展不成熟。無論是計算機技術(shù)還是氧化鋁生產(chǎn)工藝技術(shù)，起步晚，發(fā)展不成熟。 (3)(3)多年來，我國把大部分精力放在氧化鋁生產(chǎn)工藝和技術(shù)的改造上，多年來，我國把大部分精力放在氧化鋁生產(chǎn)工藝和技術(shù)的改造上，對計算機的仿真與自動控制在氧化鋁生產(chǎn)上的應(yīng)用沒有給予足夠的重視。對計算機的仿真與自動控制在氧化鋁生產(chǎn)上的應(yīng)用沒有給予足夠的重視。冶金過程計算機模擬與程序設(shè)計3 研究前景和展望研究前景和展望 氧氧化鋁行業(yè)的競爭也就是氧化鋁生產(chǎn)成本的競爭，如何降低生產(chǎn)成本一直是各廠決策層的頭等大事。由于生產(chǎn)工藝的日益完善，氧化鋁行業(yè)的改善與提高的范圍越來越窄。即使如此，氧化鋁工作者紛紛在此范圍內(nèi)尋找新突破點。當(dāng)生產(chǎn)工藝的改進取得實驗成功后，就要將其進行工業(yè)實驗。氧化鋁工藝的局部改進，常常會對氧化鋁廠的其它工序產(chǎn)生影響，而這種影響在未進行實驗之前是未知的。如果進行工業(yè)實驗，實驗的進行勢必對現(xiàn)行的工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生波動，而這種波動正是氧化鋁生產(chǎn)所應(yīng)避免的。因此如何能在進行工業(yè)實驗之前預(yù)測實驗將對生產(chǎn)中各工序的影響及其影響程度，以便采取有效的措施來預(yù)防與避免將要帶來的負(fù)面影響，是一件非常有實際意義的事。模擬與仿真氧化鋁生產(chǎn)過程能很好地解決這一問題。而我國到目前為止還