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第一章绪论
1.1铜与铜熔炼
1.1.1传统造锍熔炼
1.1.2熔池熔炼
1.1.3闪速熔炼
1.1.4闪速熔炼与熔池熔炼的比较
1.2国际铜市场变化
1.3闪速熔炼的发展
1.3.1闪速熔炼技术的发展历程
1.3.2闪速熔炼技术的发展前景
1.4强化熔炼条件下的弃渣含铜问题
1.5闪速炉核心部件——精矿喷嘴的变革
1.5.1文丘里型精矿喷嘴
1.5.2中央喷射扩散型精矿喷嘴
1.5.3闪速熔炼技术发展对精矿喷嘴的要求
1.6课题的提出和研究意义
第二章闪速炉反应塔内反应颗粒的取样与分析
2.1反应塔内颗粒取样
2.1.1颗粒取样过程
2.1.2颗粒取样的局限性
2.2反应塔内颗粒试样的分析
2.2.1颗粒熔融物沿反应塔径向分布
2.2.2颗粒试样的外观形态
2.2.3反应塔入炉炉料及试样粒度对比
2.2.4颗粒试样的化学物相分析
2.2.5颗粒试样的X射线衍射分析
2.2.6颗粒试样的矿相显微镜分析
2.2.7颗粒试样的扫描电子显微镜分析
2.3本章小结
第三章闪速熔炼过程机理模型——粒子脉动碰撞模型
3.1现有闪速熔炼反应模型
3.1.1粒子分裂模型
3.1.2两粒子碰撞模型
3.2粒子脉动碰撞模型的提出
3.3粒子脉动碰撞模型的论证
3.3.1在反应塔高度上精矿粒子分裂与碰撞过程同时存在
3.3.2精矿粒子反应形成多孔的氧化铁壳
3.3.3精矿粒子之间的氧化程度相差极大
3.3.4过氧化粒子和欠氧化粒子发生碰撞还原反应
3.3.5精矿粒子脉动是粒子碰撞聚合主要原因
3.4本章小结
第四章闪速炉反应塔全息数值仿真若干基础问题
4.1闪速炉反应塔数值仿真基本描述方程
4.1.1气相通用微分方程式
4.1.2颗粒群运动方程式
4.1.3颗粒源项计算
4.1.4整个仿真计算流程
4.2闪速炉反应塔数值仿真采取的收敛策略
4.2.1高质量的网格是顺利收敛的基础
4.2.2调节合适的欠松弛因子是顺利收敛的关键
4.2.3内部迭代控制加速收敛过程
4.2.4收敛过程中还应注意的其它问题
4.3闪速炉反应塔仿真中涉及的悬浮熔炼主要化学反应
4.3.1化学反应基本方程和约定
4.3.2铜精矿的着火反应
4.3.3过氧化反应
4.3.4粒子碰撞还原反应
4.3.5造渣反应和其它部分反应
4.4参与反应物质相关基本物理性质
4.5本章小结
第五章强化熔炼对弃渣含铜损失影响的研究与Fe3O4问题的提出
5.1强化熔炼对弃渣含铜损失的统计分析
5.2铜闪速炉沉淀池作用的工业实验
5.2.1铜闪速炉沉淀池炉结的形态
5.2.2沉淀池的垂直取样分析
5.3渣中铜损失形态检验
5.3.1渣样的X射线衍射分析
5.3.2渣样的矿相显微镜分析
5.3.3渣样的扫描电子显微镜分析
5.3.4渣中铜损失形态检验结果
5.4铜闪速炉强化熔炼中的Fe3O4问题的提出
5.4.1闪速熔炼中Fe3O4的来源
5.4.2渣含铜与Fe3O4含量的关系
5.4.3控制Fe3O4生成的方法
5.5本章小结
第六章有效控制反应塔内Fe3O4的生成——氧势梯度熔炼法的仿真试验
6.1现场生产工况下闪速炉的数值仿真
6.1.1现场生产工况参数
6.1.2现场生产工况仿真结果
6.1.3现场生产工况仿真小结
6.2仿真模型合理性的验证
6.2.1仿真模型的直接验证
6.2.2仿真模型的逻辑验证
6.2.3仿真模型的间接验证
6.3加煤粒的探索性仿真试验
6.3.1反应塔加煤粒及其控制原则
6.3.2加煤粒方案的仿真试验及效果优化
6.3.3加煤粒的仿真试验结论
6.4综合性工况仿真试验
6.4.1煤粒和投料混合加入闪速炉的仿真试验
6.4.2煤粒从外环位置加入闪速炉的仿真试验
6.4.3综合性工况仿真试验结论
6.5本章小结
第七章超强化闪速熔炼精矿喷嘴的概念设计与仿真研究
7.1.超强化闪速熔炼精矿喷嘴的基本结构形式
7.2超强化喷嘴初步效果的仿真试验
7.2.1工况1仿真条件
7.2.2工况1仿真结果主要信息
7.2.3工况1仿真试验结果分析
7.3超强化喷嘴加强旋流的仿真试验
7.3.1工况2仿真条件
7.3.2工况2仿真结果主要信息
7.3.3工况2仿真试验结果分析
7.4超强化喷嘴调节分散风的仿真试验
7.4.1工况3仿真条件
7.4.2工况3仿真结果主要信息
7.4.3工况4仿真条件
7.4.4工况4仿真结果主要信息
7.4.5工况3和工况4仿真试验效果分析
7.5超强化喷嘴采用气力输送的仿真试验
7.5.1工况5仿真条件
7.5.2工况5仿真结果主要信息
7.5.3工况6仿真条件
7.5.4工况6仿真结果主要信息
7.5.5工况5和工况6仿真试验结果分析
7.6超强化喷嘴的仿真试验结果汇总
7.7本章小结
第八章总结
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间期间主要的研究成果目录