Модель популяционного баланса критически важна для улучшения способа массовой кристаллизации гидроксида алюминия и повышения качества управления промышленными нитками декомпозиции. В работе представлена обновленная модель популяционного баланса, которая может использоваться для моделирования декомпозиции в промышленном масштабе. Процессы рождения с распространением и разрушением частиц рассмотрены в качестве неотъемлемых составляющих декомпозиции наряду с вторичным зародышеобразованием, ростом и агломерацией частиц. Принципиальным отличием предложенной системы уравнений стала возможность воспроизведения ею колебательного процесса, возникающего в циклах декомпозиции в результате циклического изменения качества затравочной поверхности. Показана возможность возникновения в такой системе автоколебаний без внешнего воздействия. Улучшенная модель настроена и проверена с помощью архивных промышленных данных. Продемонстрировано точное совпадение рассчитанной динамики изменения фракционного состава гидроксида алюминия с практическими данными при моделировании промышленного цикла декомпозиции с оборотом затравки.
Рассмотрены способы численного расчета работы вращающейся печи. Описаны особенности моделирования теплового режима работы вращающейся печи с учетом изменения температуры материала и футеровки по длине печи, запыленности газового потока.
Рассмотрены способы и возможность расчета горения газа в турбулентном потоке. Описаны основные уравнения, описывающие процесс горения, для определения длины факела и распределения температуры в факеле. Показаны программные продукты для расчета и моделирования сжигания газа.
Приводится математическое описание технологии обжига кускового известнякового сырья в шахтной печи, оборудованной горелочными устройствами, обеспечивающими предварительное сжигание газа. В модели учтены особенности процесса диссоциации карбонатной составляющей сырья, использованы уравнения, описывающие кинетику процесса сушки, условия противотока газов и материала, закономерности распределения материального и газового потоков по сечению и высоте шахты. Разработанная модель представляет собой стационарное двухмерное решение задачи.
Приведены результаты численных исследований аэродинамики плотного слоя и полых областей шахтной печи; механизма движения материала; кинетики диссоциации кускового известняка. Разработана математическая модель шахтной печи с распределенными параметрами. Составлена компьютерная программа, позволяющая осуществлять прогнозные расчеты обжига и оптимизировать режимные и определяющие геометрические параметры установки. Внесены предложения по модернизации действующих шахтных печей.
Рассмотрен численный подход к решению задачи диссоциации природного карбоната кальция, представленного куском известняка или мела, имеющим шарообразную форму. При моделировании учтено взаимовлияние тепловых и массообменных факторов, а также термохимическая кинетика процесса диссоциации.
Описана работа и система управления современных пресс-фильтров на примере фильтров Larox PF, установленных в цехе обжига комбината «Печенганикель». Выделены основные задачи улучшения и оптимизации работы пресс-фильтров и предложен способ их решения путем составления регрессионных зависимостей для основных характеристик работы фильтров на основании экспериментальных данных.
Даны рекомендации по оптимизации и форсированию тепловых режимов обжиговых печей. Предложены технические средства интенсификации теплообмена во вращающихся печах, показаны их преимущества. Приведены конструкция и технические характеристики высокопроизводительной малогабаритной обжиговой шахтной печи.
Проведена статистическая обработка экспериментальных данных по фильтруемости пульп ряда металлургических предприятий СНГ на фильтрах типа ФПАКМ ( Larox PF ). Получены регрессионные зависимости остаточной влажности и объема собранного фильтрата от характеристик исходной пульпы и параметров процесса обезвоживания для медного и цинкового концентратов. Оценена эффективность процесса обезвоживания пульп на пресс- фильтрах и указаны пути дальнейшего ее повышения. Определены оптимальные параметры комбинированного фильтрационного процесса для ряда гидрометаллургических пульп и даны рекомендации по улучшению его технико-экономической эффективности.
Целью данной работы является совершенствование математического описания и аппаратурного оформления процессов разделения технологических вод и сбросных растворов гидрометаллургического производства. В работе показано, что автоматизированные фильтр-прессы типа ФПАКМ и их усовершенствованные модели - фильтр-прессы LAROX OY могут с высокой эффективностью использоваться на современных гидрометаллургических предприятиях, что подтверждается результатами лабораторных исследований. Испытания велись на специализированном лабораторном фильтр-прессе финского производства, позволяющем с высокой точностью моделировать работу крупных промышленных фильтр-прессов. В ходе экспериментов было произведено тестирование образцов технологических пульп ряда отечественных предприятий. При оценке эффективности разделения суспензий на фильтр-прессах более рационально использовать метод математического моделирования. С этой целью был выполнен анализ имеющейся литературы по процессам фильтрования суспензий, промывки и сушки получающегося осадка, гидродинамике и теплообмену в дисперсных средах. На основе собранных сведений составлено обобщенное математическое описание этих процессов. Данная модель может найти широкое применение на практике при проектировании, выборе и настройке автоматизированных фильтр-прессов, а при включении ее в состав программного обеспечения последних позволит повысить эффективность их работы.
Обобщены основные зависимости процессов фильтрации, промывки и сушки, приведенные в работах различных исследователей. На их основе составлен подробный алгоритм расчета этих процессов, учитывающий гидродинамические и тепломасеообменные закономерности их протекания. На основе ранее собранных экспериментальных данных обоснована возможность применения фильтр-прессов компании «LAROX OY» для фильтрации пульп гидрометаллургических производств. Произведены обработка экспериментальных данных по процессам разделения суспензий и их подготовка к проведению численных расчетов.
Приведены краткие результаты научно-исследовательских работ, выполнявшихся преподавателями, аспирантами и студентами кафедры печей, контроля и автоматизации металлургического производства в 2000 г. по двум основным направлениям: моделирование технологического оборудования производства металлов и моделирование систем управления энергетическими процессами промышленных печей производства металлов. В рамках первого направления исследований разработаны математические модели конвертерного передела плавильного цеха комбината «Печенганикель», процесса рудно-термической плавки, процессов растворения и выщелачивания, процесса очистки сточных вод с использованием гидрокарбоапюмината кальция; разработана технология переработки бедных по цинку железосодержащих пылей в вельц-печи; предложен подход к оптимизации процессов разделения суспензий с использованием пресс-фильтров LAROX PF Второе направление включает работы по разработке метода спектральных плотностей для синтеза систем управления с дискретным запаздывающим контролем и повышению эффективности управления газовым режимом конвертеров.
