【摘要】：脆硫鉛銻礦是重要的煉銻原料,當(dāng)前仍以“燒結(jié)脫硫-鼓風(fēng)爐還原”生產(chǎn)工藝為主,存在流程長(zhǎng)、返料多、能耗高、污染重、主金屬回收率低、伴生金屬分散等問題。閃速熔煉技術(shù)具有工藝成熟、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)能力大、能源消耗低等特點(diǎn),被普遍認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的清潔冶煉工藝。為此,探索將閃速熔煉技術(shù)應(yīng)用于脆硫鉛銻礦高效利用,對(duì)促進(jìn)鉛銻冶煉工業(yè)的節(jié)能減排具有重要意義。論文在分析脆硫鉛銻礦閃速爐雛形特征的基礎(chǔ)上,研究建立了脆硫鉛銻礦閃速熔煉熱力學(xué)模型,并選用Delphi計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言,運(yùn)用面向?qū)ο蟪绦蚍椒?自主研發(fā)了脆硫鉛銻礦閃速熔煉過程計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng);基此,開展了脆硫鉛銻礦閃速熔煉過程多因素耦合仿真試驗(yàn),考察了噸礦氧量、熔煉溫度、富氧濃度、渣型(Fe/SiO_2、Fe/CaO)、焦率及還原溫度等工藝參數(shù)對(duì)脆硫鉛銻礦閃速熔煉過程的綜合影響,揭示了脆硫鉛銻礦閃速熔煉規(guī)律,為閃速熔煉拓展應(yīng)用于脆硫鉛銻礦高效利用提供了理論支持。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1、基于相似理論,將脆硫鉛銻礦閃速熔煉段分為反應(yīng)塔氧化部分和焦炭層還原部分,基于吉布斯最小自由能原理,研究建立了脆硫鉛銻礦閃速熔煉反應(yīng)塔氧化段多相平衡數(shù)學(xué)模型和焦炭層還原段局域平衡數(shù)學(xué)模型,為脆硫鉛銻礦閃速熔煉過程熱力學(xué)研究提供了一種方法。2、開展了脆硫鉛銻礦閃速熔煉反應(yīng)塔氧化段仿真研究,考察了噸礦氧量、熔煉溫度、富氧濃度、渣型(Fe/SiO_2、Fe/CaO)等工藝參數(shù)對(duì)鉛、銻在各相中的分配行為影響,結(jié)果表明:(1)噸礦氧量對(duì)氧化段合金和爐渣的產(chǎn)出率影響顯著,但對(duì)煙氣的產(chǎn)出率影響不大;鉛和銻在氧化煙氣中的分配比隨噸礦氧量的變化趨勢(shì)正好相反,噸礦氧量高時(shí),銻直收率低,噸礦氧量低時(shí),鉛直收率低。因此,綜合考慮后續(xù)還原段的壓力以及鉛和銻的直收率,噸礦氧量不宜太高。(2)富氧濃度的升高,有利于降低氧化段煙氣量,提高金屬直收率,同時(shí)有利于將鋅固定于爐渣相,利于后續(xù)綜合回收。(3)熔煉溫度的升高,將適當(dāng)提高鉛和銻在煙氣中的損失,降低直收率,同時(shí)不利于鋅固定于爐渣相。因此,熔煉溫度應(yīng)適中。(4)渣中Fe/SiO_2的升高,對(duì)減少鉛在煙氣中的損失有好處,而對(duì)銻在煙氣中的分配影響不大,但Fe/SiO_2太高,爐渣量大,后續(xù)還原壓力大。(5)渣中Fe/CaO對(duì)反應(yīng)塔氧化段影響不大,但從爐渣粘度和渣量等角度,渣中Fe/CaO應(yīng)適中。3、開展了脆硫鉛銻礦閃速熔煉焦炭層還原段仿真研究,考察了焦率和還原溫度對(duì)鉛、銻、鋅、鉍、銅和砷等金屬在還原段各相分配比的影響,結(jié)果表明:(1)氧化爐渣中的鉛、銻等金屬氧化物能快速被焦炭層還原成金屬,過量的焦炭將使得鋅和鉍等金屬氧化物被還原進(jìn)入煙氣,不利于有價(jià)金屬綜合回收。(2)焦炭層溫度在1000~1200℃之間變化時(shí),對(duì)焦炭層還原總體影響不大,但還原溫度的提高將使得部分爐渣中的鋅和鉍轉(zhuǎn)入煙氣。4、將閃速熔煉技術(shù)應(yīng)用于脆硫鉛銻礦的冶煉在熱力學(xué)上是可行的。當(dāng)Fe/SiO_2=1.15,Fe/CaO=1.35,熔煉溫度為1200℃;噸礦氧量為130~140 Nm3/t,富氧濃度為92%,焦率為20~25 kg/t合金,還原溫度為1150℃時(shí),鉛的直收率大于70%,銻的直收率大于90%。
【圖文】：

圖 1.1 閃速熔煉工藝流程配料倉(cāng)；2-熱風(fēng)爐；3-回轉(zhuǎn)窯；4-鼠籠；5-氣流干燥管；6-干燥電收塵；7-煙塵倉(cāng)；8-干礦倉(cāng)埋鏈刮板；10-閃速爐；11-閃速爐廢熱鍋爐；12-煙道；13-閃速爐電收塵；14-閃速爐排煙機(jī)-貧化電爐；16-轉(zhuǎn)爐；17-轉(zhuǎn)爐廢熱鍋爐；18-轉(zhuǎn)爐電收塵；19-轉(zhuǎn)爐排煙機(jī)；20-陽(yáng)極爐；21-澆注機(jī)；22-吊車.3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及其在冶金中的應(yīng)用狀況.3.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)[15-16]結(jié)合了數(shù)學(xué)理論、信息技術(shù)及其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)，以模型和物理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過編譯軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析求解，它集合了面向技術(shù)、軟件工程、自動(dòng)控制、圖形圖像技術(shù)等多個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，利用系統(tǒng)模型計(jì)算真技術(shù)，通過圖片、音頻形式，對(duì)實(shí)際或者設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性研究，直觀有將現(xiàn)實(shí)生活中的事物模擬成多方面的計(jì)算機(jī)仿真形式，通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，人僅可以透過不同視角，任何的觀察環(huán)境，將虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合，這種特殊的屬性，人們和互聯(lián)網(wǎng)多方面信息交融，節(jié)約勞動(dòng)成本。

第二章 脆硫鉛銻礦閃速熔煉過程數(shù)學(xué)模型研究第二章 脆硫鉛銻礦閃速熔煉過程數(shù)學(xué)模型研究2.1 脆硫鉛銻礦閃速熔煉工藝為了解決脆硫鉛銻礦傳統(tǒng)熔煉技術(shù)效益低、能耗高、污染嚴(yán)重等突出問題工作者一直尋求一種新的閃速熔煉技術(shù)來改善脆硫鉛銻礦的熔煉工藝。綜合多因素，，某公司研發(fā)了脆硫鉛銻礦閃速熔煉爐，其結(jié)構(gòu)如圖 4.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF818;TF812

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2611913