纯体系铝酸钙炉渣配料优化数学模型的建立

论文摘要

广西贵港高铁、高硅三水铝石型铝土矿的开发利用方案——“烧结—高炉冶炼—提取氧化铝”已经被证实经济上、技术上可行。工业试验打通了该方案中“烧结—高炉冶炼”的工艺流程。在整个工艺中,铁的回收率可达98%,炉渣自粉率达97%以上、氧化铝浸出率达81.64%。高炉冶炼产生的铝酸钙炉渣作为提取氧化铝的物料,其性能直接影响到氧化铝的回收。铝酸钙炉渣的主要成分是七铝十二钙和硅酸二钙。鉴于实际炉渣成分复杂、氧化铝浸出率较低,本文在前人工作的基础上,对“高炉冶炼”部分的物料配比优化采用复杂化学平衡计算方法进行了理论研究,建立了纯体系铝酸钙炉渣配料优化数学模型。基于最小自由能原理建立了铝酸钙炉渣CaO-SiO2二元系、CaO-Al2O3-SiO2三元系配料优化数学模型。本文考察了配钙量对体系中SiO2、Al2O3走向的影响,模型运算结果与实际烧结试验结果趋势一致,都是在C/S=2、C/A=1.7时得到最佳炉渣,而在其他配比下炉渣成份比较复杂。基于质量作用方程组法建立了铝酸钙炉渣CaO-Al2O3-SiO2-MgO四元系配料优化数学模型,运用该模型计算了不同MgO添加量下炉渣的平衡组成。同时,通过烧结试验对该模型进行了验证。试验验证表明,模型运算结果与实际烧结试验结果趋势一致,MgO主要改变了物料中Al2O3的走向。随着MgO添加量的提高,物料中Al2O3的走向从12CaO·7Al2O3向20CaO·13Al2O3·3MgO·3SiO2转化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 我国铝土矿资源概况
• 1.1.2 我国铁矿石资源概况
• 1.1.3 广西贵港高铁铝土矿概述
• 1.2 广西贵港高硅高铁铝土矿综合利用研究概况
• 1.3 计算机模型概述
• 1.3.1 计算机模型的理论基础
• 1.3.2 计算机模型的应用
• 1.4 课题的提出及研究内容
• 1.4.1 课题的提出
• 1.4.2 本文的研究内容
• 第2章 试验方法
• 2.1 烧结试验
• 2.1.1 试验原料
• 2.1.2 仪器设备
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 算法原理
• 第3章 二元系的配料优化
• 3.1 引言
• 2二元系配料优化数学模型的建立'>3.2 CaO-SiO₂二元系配料优化数学模型的建立
• 3.2.1 理论计算
• 3.2.1.1 目标函数
• 3.2.1.2 约束条件
• 3.2.1.3 数学算法
• 3.3.2 Visual Basic程序的编制
• 3.3.2.1 Access数据库的建立
• 3.3.2.2 实现Access数据库的访问
• 2二元系配料优化数学模型'>3.3.2.3 建立CaO-SiO₂二元系配料优化数学模型
• 3.2.3 数模运算结果
• 3.3 烧结试验验证数模
• 3.4 本章小结
• 第4章 三元系的配料优化
• 4.1 引言
• 4.1.1 铝酸钙炉渣体系
• 4.1.2 石灰配比对炉渣矿物组成的影响
• 2O₃-SiO₂三元系配料优化数学模型的建立'>4.2 CaO-Al₂O₃-SiO₂三元系配料优化数学模型的建立
• 4.2.1 理论计算
• 4.2.1.1 目标函数和约束条件
• 4.2.1.2 数学算法
• 4.2.2 Visual Basic程序的编制
• 4.2.2.1 Access数据库的建立与访问
• 2O₃-SiO₂三元系配料计算模型的建立'>4.2.2.2 CaO-Al₂O₃-SiO₂三元系配料计算模型的建立
• 4.2.3 数模运算结果
• 4.3 烧结试验验证数模
• 4.4 本章小结
• 第5章 四元系的配料优化
• 5.1 引言
• 2O₃-SiO₂-MgO四元系配料优化数学模型的建立'>5.2 CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元系配料优化数学模型的建立
• 5.2.1 计算原理
• 5.2.2 Visual Basic编程的编制
• 5.2.3 数模运算结果
• 5.3 烧结试验验证数模
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢