基于MetCal的铜侧吹氧化熔炼过程热力学仿真分析

1

作者 李明周 陈强 +3 位作者 冯雨辰 黄金堤 钟立桦 何发友 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第8期83-91,共9页

采用所构建的铜侧吹熔炼过程多相平衡热力学仿真模型及计算系统,在典型工况条件下计算的产物组成结果与实际产出情况基本吻合,验证了模型热力学分析的可行性,并在此基础上进一步考察氧料比(R_(OC))、石灰熔剂率(R_(CaO))、石英熔剂率(R_... 采用所构建的铜侧吹熔炼过程多相平衡热力学仿真模型及计算系统,在典型工况条件下计算的产物组成结果与实际产出情况基本吻合,验证了模型热力学分析的可行性,并在此基础上进一步考察氧料比(R_(OC))、石灰熔剂率(R_(CaO))、石英熔剂率(R_(SiO_(2)))、富氧浓度(C_(Oxy))、燃煤率(R_(Coal))等工艺参数对主要技术指标的影响。结果表明:提高ROC,渣含铜、铜锍品位、渣含Fe_(3)O_(4)、渣中铁硅比和烟气中SO_(2)浓度升高,而渣含CaO降低;提高RCaO,渣含CaO升高;提高RSiO_(2),渣含CaO和Fe_(3)O_(4)均降低;提高RCoal,除渣含CaO升高外,其它主要技术指标均降低;提高C_(Oxy),烟气中SO_(2)浓度升高。 展开更多

关键词 铜富氧侧吹 氧化熔炼 metcal软件 热力学 仿真分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Metcal模拟锌冶炼氧压浸出工艺流程计算 被引量：1

2

作者 孔俊杰 李耀山 +3 位作者 刘远 吴超 王铧泰 解万文 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第4期252-260,共9页

基于Metcal建立的锌氧压浸出—浸出液中和除铁流程模型对全流程物料进行了计算。结果表明,在锌精矿投入量25 t/h、焙砂加入量合计2.69 t/h时,产出中和渣约1.04 t/h,含Zn 20.928%、Pb 4.211%、Fe 34.919%。中和渣返回一段反应釜后所需氧... 基于Metcal建立的锌氧压浸出—浸出液中和除铁流程模型对全流程物料进行了计算。结果表明,在锌精矿投入量25 t/h、焙砂加入量合计2.69 t/h时,产出中和渣约1.04 t/h,含Zn 20.928%、Pb 4.211%、Fe 34.919%。中和渣返回一段反应釜后所需氧气为3588.98 m^(3)/h(标态,下同),一段氧压氧气利用率为55%左右。二段氧压浸出所需氧气为2141.24 m^(3)/h,二段氧压氧气利用率为26.9%。除铁过程中氧气利用率为11.8%。通过与现场物料化验结果对比分析,一段底流样品中Zn、Pb、S、Fe模拟计算结果与化验结果相对偏差分别为4.96%、6.27%、7.59%、5.51%。二段底流样品中Zn、Pb、S、Fe模拟计算结果与化验结果相对偏差分别为8.75%、0.73%、4.70%、2.48%。中和渣样品中Zn、Pb、Fe模拟计算结果与化验结果相对偏差分别为3.29%、9.44%、6.56%,表明模型具有良好的可靠性。利用模型调整中和渣加入量,结果表明,中和渣的加入对氧气单耗基本没影响,随着中和渣加入量的增加,废酸单耗由4.47 m^(3)/t增加至4.61 m^(3)/t,Zn浸出率由80%降低至78.19%,Fe浸出率由15.38%降低至14.62%,中和渣的加入对锌浸出率有影响。 展开更多

关键词 锌冶炼 模拟计算 metcal 中和渣

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MetCal的铜阳极炉精炼过程热力学仿真模型 被引量：3

3

作者 徐少春 李明周 +3 位作者 赵志慧 钟立桦 何发友 黄金堤 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2436-2451,共16页

基于多相平衡原理、过程反应机理和MetCal软件平台,采用化学平衡常数法,建立铜阳极炉精炼过程热力学仿真模型和仿真系统。在典型生产工况条件下,模拟计算氧化期和还原期的产物组成和关键技术指标。结果表明:氧化期铜液中Cu含量的计算相... 基于多相平衡原理、过程反应机理和MetCal软件平台,采用化学平衡常数法,建立铜阳极炉精炼过程热力学仿真模型和仿真系统。在典型生产工况条件下,模拟计算氧化期和还原期的产物组成和关键技术指标。结果表明:氧化期铜液中Cu含量的计算相对误差为0.14%,微量元素S、O的含量计算绝对误差分别为0.0057%和0.252%;还原期铜液中Cu含量相对误差为0.16%,S、O的含量计算绝对误差分别为0.0003%和0.002%,精炼渣Cu含量计算误差为4.69%,Pb、Zn、As、Sb和Bi等杂质元素在氧化期铜液与粗铜中的分配比计算结果与生产数据误差分别为2.82%、4.94%、6.24%、6.69%和0.07%。因此,所构建模型和计算系统能较好地反映铜阳极炉精炼过程的实际生产情况,具有精准预测该精炼过程和优化工艺参数的潜力,可有效指导铜阳极炉精炼过程的生产实践。 展开更多

关键词 回转式阳极炉 火法精炼 metcal 热力学仿真 模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MetCal的铜阳极炉精炼过程热力学仿真分析 被引量：3

4

作者 徐少春 李明周 +3 位作者 赵志慧 钟立桦 何发友 黄金堤 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3141-3155,共15页

基于所构建的铜阳极炉精炼过程热力学仿真模型及系统,计算了某典型阳极炉精炼生产工况,验证模型热力学分析的可行性,进而考察气料比(R_(GF))、石英熔剂率(R_(Flux))和精炼温度(t)等工艺参数对产物组成及杂质分配行为的影响。结果表明:提... 基于所构建的铜阳极炉精炼过程热力学仿真模型及系统,计算了某典型阳极炉精炼生产工况,验证模型热力学分析的可行性,进而考察气料比(R_(GF))、石英熔剂率(R_(Flux))和精炼温度(t)等工艺参数对产物组成及杂质分配行为的影响。结果表明:提高R_(GF)、R_(Flux),可在一定程度上改变精炼渣组成,改善杂质入渣脱除效果,但因精炼渣量较小,除Co和Cr外其他杂质元素的实际入渣脱除率变化不大;提高温度对产物组分影响不大,但会降低杂质的脱除效果。综合工艺参数对阳极精炼过程的影响规律,得到的较优工艺参数为R_(GF)为22 m^(3)/t,R_(Flux)为0.16%,t为1200℃。在此条件下,铜液的Cu品位、S含量和O含量分别约为99.39%、0.0065%、0.17%。 展开更多

关键词 铜阳极炉精炼 metcal软件 热力学 仿真分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Metcal的铜闪速熔炼-转炉吹炼工艺全流程模拟计算 被引量：21

5

作者 李明周 童长仁 +2 位作者 黄金堤 李俊标 汪金良 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2015年第9期20-25,共6页

以"闪速熔炼—PS转炉吹炼"铜冶炼主流工艺为设计计算对象,基于自主开发的"冶金工艺流程计算系统开发平台(Metcal)"软件,采用物料平衡、热平衡和化学平衡等原理建立各计算单元数学模型,并对铜冶炼全流程进行了设计... 以"闪速熔炼—PS转炉吹炼"铜冶炼主流工艺为设计计算对象,基于自主开发的"冶金工艺流程计算系统开发平台(Metcal)"软件,采用物料平衡、热平衡和化学平衡等原理建立各计算单元数学模型,并对铜冶炼全流程进行了设计模拟计算,得到了各冶金单元的详细物流信息和热平衡计算结果,为该工艺设计、放大提供了理论指导,提高了冶金工艺全流程设计计算效率。 展开更多

关键词 metcal软件 铜 闪速熔炼 转炉吹炼 流程模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MetCal的双底吹连续炼铜工艺全流程模拟计算 被引量：9

6

作者 汪金良 周瑞 +2 位作者 刘远 童长仁 罗仙平 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第3期1-11,共11页

以“底吹造锍熔炼-底吹铜锍吹炼”铜冶炼工艺为设计计算对象,基于冶金工艺流程计算系统开发平台(MetCal),运用化学平衡、质量守恒、热量守恒、元素分配约束等原理建立了底吹熔炼配料、底吹造锍熔炼、底吹熔炼余热锅炉、底吹铜锍吹炼、... 以“底吹造锍熔炼-底吹铜锍吹炼”铜冶炼工艺为设计计算对象,基于冶金工艺流程计算系统开发平台(MetCal),运用化学平衡、质量守恒、热量守恒、元素分配约束等原理建立了底吹熔炼配料、底吹造锍熔炼、底吹熔炼余热锅炉、底吹铜锍吹炼、铜锍吹炼余热锅炉等冶金单元数学模型。开发了双底吹炼铜工艺全流程模拟系统,通过计算得到了全流程物料走向分布、各控制单元物质分配和热平衡结果,并用实际生产数据对双底吹模型进行验证。结果表明:底吹熔炼工序铜锍中的Cu,S,Fe,Pb,Zn的绝对误差为0.32%,0.74%,1.64%,0.47%,0.32%;熔炼渣中Cu,S,Fe,Pb,Zn,CaO,Al2O3,MgO绝对误差为0.05%,0.96%,1.59%,1.13%,1.09%,1.17%,2.45%,0.67%。底吹吹炼工序粗铜中Cu,S,Fe,As,Sb,Bi,Pb,Zn绝对误差为0.43%,0.03%,0.01%,0.07%,0.046%,0.006%,0.32%,0.014%;吹炼渣中Cu,S,Fe,Pb,Zn绝对误差分别为1.83%,0.06%,11.35%,11.92%,2.36%,以上计算为工业生产指导和工业设计提供依据。 展开更多

关键词 铜冶炼 双底吹 全流程 metcal 冶金计算模型 平衡

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Metcal的铜富氧侧吹熔池熔炼炉工艺流程模拟计算 被引量：4

7

作者 徐晓东 苏勇 黄鹤 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2016年第6期31-34,37,共5页

基于冶金工艺流程计算系统平台软件(Metcal),以铜富氧侧吹熔池熔炼炉(侧吹炉)为对象,设计建立各个功能模块,采用元素守衡和热平衡等原理对侧吹炉工艺流程进行模拟计算。计算结果包含有元素质量年平衡表(干基和湿基)、热量平衡表等,可为... 基于冶金工艺流程计算系统平台软件(Metcal),以铜富氧侧吹熔池熔炼炉(侧吹炉)为对象,设计建立各个功能模块,采用元素守衡和热平衡等原理对侧吹炉工艺流程进行模拟计算。计算结果包含有元素质量年平衡表(干基和湿基)、热量平衡表等,可为工艺设计提供理论参考,并可在此基础上进一步开发侧吹炉离线冶金数学模型。 展开更多

关键词 铜 熔池熔炼 侧吹炉 metcal 流程模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

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 被引量：4

8

作者 张哲铠 黎敏 +2 位作者 李兵 刘恺 李晓霞 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第20期8652-8659,共8页

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。利用MetCal desk计算平台,通过物质流... 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。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。 展开更多

关键词 铜冶炼 双底吹 metcal平台 冶金计算模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Metcal模拟富氧侧吹处理锌浸尾渣工艺流程计算 被引量：2

9

作者 李耀山 文堪 +4 位作者 高昭伟 刘远 孔德鸿 周华荣 王铧泰 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2023年第2期22-28,共7页

基于Metcal对富氧侧吹处理锌浸尾渣工艺流程进行模拟计算。结果表明,在投入量22 t h的条件下,侧吹炉需要氧气量为5442.124 m^(3)h、空气量为5532.826 m^(3)h,产出熔炼炉渣中含Fe 32.903%、Zn 5.677%。烟化炉所需空气量为10879.602 m^(3... 基于Metcal对富氧侧吹处理锌浸尾渣工艺流程进行模拟计算。结果表明,在投入量22 t h的条件下,侧吹炉需要氧气量为5442.124 m^(3)h、空气量为5532.826 m^(3)h,产出熔炼炉渣中含Fe 32.903%、Zn 5.677%。烟化炉所需空气量为10879.602 m^(3)h,产出烟化渣中含Fe 47.786%、Zn 0.828%。与模拟计算结果相比,现场物料化验结果熔炼炉渣中Fe含量低2.783个百分点、Pb含量低0.215个百分点、Zn含量低0.777个百分点。烟化渣中Fe含量低2.536个百分点、Pb含量低0.139个百分点、Zn含量高0.672个百分点。次氧化锌中Fe含量低0.771个百分点、Pb含量高1.811个百分点、Zn含量高0.42个百分点。基于Metcal建立的侧吹熔炼脱硫-烟化吹炼提锌工艺数学模型具有良好的可靠性,对生产具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 富氧侧吹 模拟计算 metcal 平衡

在线阅读 下载PDF 职称材料

氧化矿添加下铜闪速熔炼过程热力学仿真分析 被引量：1

10

作者 冯雨辰 李明周 +3 位作者 道永琪 黄金堤 谢剑才 李俊标 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第3期10-20,共11页

针对氧化矿添加下铜闪速熔炼过程特性变化不明的难题,采用构建的铜闪速熔炼过程多相平衡热力学模型及计算系统,考察氧化铜精矿添加率和组分含量对主要技术指标、产物组分含量以及过程热量控制等的影响。结果表明,适量添加氧化铜精矿可... 针对氧化矿添加下铜闪速熔炼过程特性变化不明的难题,采用构建的铜闪速熔炼过程多相平衡热力学模型及计算系统,考察氧化铜精矿添加率和组分含量对主要技术指标、产物组分含量以及过程热量控制等的影响。结果表明,适量添加氧化铜精矿可有效提升铜锍品位,减少高熔点炉渣生成,但过量添加会导致能耗增加和炉况恶化。综合分析后,建议控制添加率在8%左右,同时入炉添加氧化铜精矿组分含量控制在合适范围,如Cu品位高于25%,FeO含量大于5%,S含量小于0.9%,SiO2含量低于30%,从而确保良好产品质量和主要技术指标。 展开更多

关键词 氧化矿 铜闪速熔炼 多相化学平衡 热力学仿真 metcal

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多相平衡模型的闪速炼铁工艺过程优化调控机制研究

11

作者 冯雨辰 陈强 +6 位作者 赵鹏 张福泉 李明周 万章豪 黄金堤 汪金良 刘付朋 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第8期92-103,共12页

钢铁行业作为我国国民经济的重要支柱产业,具有高产业关联度、广泛应用领域和强大的消费拉动作用,在促进社会发展、支撑经济建设和保障就业稳定等方面具有不可替代的作用。然而,钢铁行业的高碳排放已成为实现“碳达峰、碳中和”战略目... 钢铁行业作为我国国民经济的重要支柱产业,具有高产业关联度、广泛应用领域和强大的消费拉动作用,在促进社会发展、支撑经济建设和保障就业稳定等方面具有不可替代的作用。然而,钢铁行业的高碳排放已成为实现“碳达峰、碳中和”战略目标的主要障碍。为了突破传统高炉冶炼工艺的高碳排放限制,国内外学者对高炉工艺优化改造和新型炼铁工艺开发进行了系统研究。其中,国内学者通过学科交叉提出了闪速炼铁新工艺,该工艺无需复杂预处理,仅需3~6 s即可完成铁精矿还原,为钢铁行业的低碳转型提供了新方案。然而,氢基闪速炼铁工艺参数优化调控机制尚不明确。鉴于此,基于化学平衡常数法构建氢基闪速炼铁多相平衡模型,并采用MetCal软件平台二次开发了氢基闪速炼铁工艺热力学计算系统,进而分别针对反应塔与熔分池两个核心反应单元过程,通过仿真试验系统考察了氢矿比、温度和熔剂添加率等关键工艺参数对还原度、产物组分含量及熔渣性质等主要技术指标的影响规律。结果表明,在反应塔内,提升还原氢矿比可增加反应塔还原粉中Fe含量及提高反应塔还原度,但当大部分FeO被还原后,反应塔内H2浓度上升,继续增加还原氢矿比会导致原料冗余和资源浪费;在温度低于1350℃时,提高反应塔温度能有效提升还原度,促进还原反应正向进行,但温度持续升高会带来不利影响。在熔分池内,熔剂添加对FeO还原反应的正向进行具有显著促进作用,可有效提升反应塔还原度并调节炉渣碱度,碱性熔剂能够提高炉渣碱度,而酸性熔剂则用于降低炉渣碱度。综合考量反应塔还原度与炉渣碱度等主要技术指标,并结合高炉炉渣碱度1.1的参考标准,建议将反应塔还原氢矿比控制在750 m^(3)/t(标准状态),反应塔温度维持在1300℃左右,熔剂率控制在以下水平:R(CaO)约为12%、R(MgO)约为1%、R(SiO_(2))约为4%和R(Al_(2)O_(3))约为2%。上述参数优化方案为氢基闪速炼铁技术产业化应用提供了理论支持。 展开更多

关键词 闪速炼铁 多相化学平衡 热力学仿真 metcal 优化调控机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

双底吹炼铅工艺协同处理铅基固废优化控制模型

12

作者 张哲铠 李兵 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第15期6281-6289,共9页

双底吹炼铅是一种典型的富氧强化熔池熔炼炼铅工艺,在协同处理铅基固废时,其实际生产操作相对于传统矿铅冶炼时更为复杂。为确保其生产状况处于稳定、经济的状态,对其工艺控制有了更高要求。采用MetCal desk冶金计算平台,基于冶炼过程... 双底吹炼铅是一种典型的富氧强化熔池熔炼炼铅工艺,在协同处理铅基固废时,其实际生产操作相对于传统矿铅冶炼时更为复杂。为确保其生产状况处于稳定、经济的状态,对其工艺控制有了更高要求。采用MetCal desk冶金计算平台,基于冶炼过程物料平衡、热平衡及化学平衡的原理,建立了双底吹炼铅协同处理铅基固废工艺计算模型,模拟计算了双底吹炼铅工艺协同处理铅基固废工艺参数;同时通过反馈控制算法对模型进行修正及反馈控制,使其更符合实际生产情况,为现场工艺工程师实际生产操作提供指导,实现工艺过程的优化控制。 展开更多

关键词 铅冶炼 双底吹 metcal desk 控制模型 铅基固废

在线阅读 下载PDF 职称材料

卫星装备体系贡献度评估 被引量：2

13

作者 刘翔宇 张裕 +1 位作者 赵洪利 杨海涛 《现代防御技术》 2019年第3期137-144,共8页

卫星装备又称天基信息支援装备,在信息化战争中有重要作用。为了有效评估天基信息支援装备的体系贡献度,对兰彻斯特方程进行了改进,将梅特卡夫定律与方程结合,构建了梅特卡夫-兰彻斯特天基信息支援作战模型;提出己方体系增益贡献度、敌... 卫星装备又称天基信息支援装备,在信息化战争中有重要作用。为了有效评估天基信息支援装备的体系贡献度,对兰彻斯特方程进行了改进,将梅特卡夫定律与方程结合,构建了梅特卡夫-兰彻斯特天基信息支援作战模型;提出己方体系增益贡献度、敌方体系抑制贡献度等相关概念,通过拟定不同装备支援方案,进行案例仿真,以输出的双方兵力变化曲线与坐标轴围成的面积来分析装备的体系贡献度。仿真实验证明,不同的卫星装备对作战体系的贡献程度不同,装备性能越强,影响程度越深,体系贡献度越大,为今后开展相关研究提供了一种新思路。 展开更多

关键词 天基信息支援 梅特卡夫定律 兰彻斯特方程 体系贡献度 评估

在线阅读 下载PDF 职称材料