纯体系铝酸钙炉渣配料优化数学模型的建立

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。

目录

文摘

英文文摘

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

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

3.3.2 Visual Basic程序的编制

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

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

4.2.2 Visual Basic程序的编制

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

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