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1、氧化铝生产中的模拟与仿真研究冶金过程计算机模拟与程序设计 氧化铝生产模拟和仿真的国内外研究现状国内外研究现状 氧化铝生产模拟和仿真的主要问题和原因主要问题和原因 氧化铝生产模拟和仿真的研究前景和展望研究前景和展望目 录冶金过程计算机模拟与程序设计溶出过程： Sidrak和Yousry设计了动态仿真模型实现对于ak的最优化控制； Kumage和Yoshio用Aspen工程软件来对溶出过程进行仿真； Tizon和Eric对工业拜尔法所用循环母液和高岭石的预脱硅和溶出过程进行了数值模拟； Champagnie和Douglas等用对三种拜尔法生产工艺进行了计算机模拟仿真。 中南大学应用物理与热能工程系
2、利用k-e双方程湍流模型,对管道化溶出系统中石灰乳与矿浆的混和过程进行了数值模拟； 沈阳铝镁设计研究院向山西孝义矿提出了一水硬铝石溶出过程的数学模型，进行了计算机模拟仿真，提出一套降低蒸汽耗量的途径； 中铝山西分公司氧化铝三分厂用VisualFoxPro6.0数据库系统来实现高压溶出物料平衡计算的办法。1 国内外研究现状国内外研究现状冶金过程计算机模拟与程序设计脱硅除杂过程 Ho Goen和Robertson通过模拟工业过程中的生产程序,利用生成赤泥来达到去处铁氧化物; Duncan和Groemping等对拜耳法生产中的结疤情况进行了模拟,并建立了沉积模型； Smith Peter和Russe
3、ll进行了对脱硅产物(DSP)的研究,利用Langmuir模型和衰退模型来考察脱硅产物中一些阴离子的含量。 中国科学院过程工程研究所模拟含硅铝酸钠溶液体系，得出了铝酸钠溶液中超溶解度的计算公式； 天津大学化工学院根据液固流化床的防垢机理建立了结垢模型。冶金过程计算机模拟与程序设计分解过程 Denis R和Jacques E对种分产品Al(OH)3的粒度和强度进行了研究，并且得到种分数学模型，认为该模型可以预测种分产品的粒度分布，Theron和Escalona等对种分模型进行了校正； Smith Peter和Austin Peter引入两种数学模型来解释种分过程诱导期现象; 美铝公司在拜尔法种分
4、过程中所采用的动态模型可以预测生产量、晶体粒度分布以及碳酸钠含量。 中国长城铝业公司利用计算流体力学(CFD)软件对空气搅拌式种分槽内流场进行三维数值模拟； 贵州工业大学冶金系由实验得到铝酸钠溶液分解过程的数值模型； 中南大学在这方面也做了一系列工作。冶金过程计算机模拟与程序设计蒸发部分 To L C和Tade M O在Maple V.3软件对非线性控制系统中的线性化的输入输出模式、一般模型控制模式和Su-Hunt-Meyer转换模式进行了阐述； 后经多次修正，并对蒸发过程中的非线性控制系统进行模拟。 中南学有色冶金学院对氧化铝生产中的蒸发系统进行了计算机模拟。根据模型分析了进料量、结疤厚度、
5、真空度等因素对蒸发系统的影响，得出了与现场生产数据相一致的结果。其他部分 配矿配料的模拟与仿真、溶液成分的自动在线监测等冶金过程计算机模拟与程序设计2 主要存在的问题和原因主要存在的问题和原因问题： 1）适用性不广）适用性不广 2）研究片面单一）研究片面单一 3) 缺乏完整权威体系缺乏完整权威体系 (1)(1)由于铝土矿资源的限制，我国生产氧化铝的方法大多采用联合法和由于铝土矿资源的限制，我国生产氧化铝的方法大多采用联合法和烧结法，这些方法流程长且复杂，要实现计算机的仿真和自动控制，难度烧结法，这些方法流程长且复杂，要实现计算机的仿真和自动控制，难度更大。更大。 (2) (2)无论是计算机技术
6、还是氧化铝生产工艺技术，起步晚，发展不成熟。无论是计算机技术还是氧化铝生产工艺技术，起步晚，发展不成熟。 (3) (3)多年来，我国把大部分精力放在氧化铝生产工艺和技术的改造上，多年来，我国把大部分精力放在氧化铝生产工艺和技术的改造上，对计算机的仿真与自动控制在氧化铝生产上的应用没有给予足够的重视。对计算机的仿真与自动控制在氧化铝生产上的应用没有给予足够的重视。冶金过程计算机模拟与程序设计3 研究前景和展望研究前景和展望 氧氧化铝行业的竞争也就是氧化铝生产成本的竞争，如何降低生产成本一直是各厂决策层的头等大事。由于生产工艺的日益完善，氧化铝行业的改善与提高的范围越来越窄。即使如此，氧化铝工作者
7、纷纷在此范围内寻找新突破点。当生产工艺的改进取得实验成功后，就要将其进行工业实验。氧化铝工艺的局部改进，常常会对氧化铝厂的其它工序产生影响，而这种影响在未进行实验之前是未知的。如果进行工业实验，实验的进行势必对现行的工业生产产生波动，而这种波动正是氧化铝生产所应避免的。因此如何能在进行工业实验之前预测实验将对生产中各工序的影响及其影响程度，以便采取有效的措施来预防与避免将要带来的负面影响，是一件非常有实际意义的事。模拟与仿真氧化铝生产过程能很好地解决这一问题。而我国到目前为止还没有建立起一套完整的对氧化铝生产过程的模拟与仿真系统，这就是机遇所在。我们应当吸收国外模拟与仿真软件的开发经验，结合我国的实际生产工艺，开发适合我国氧化铝工艺的模拟与仿真软件。冶金过程计算机模拟与程序设计谢 谢！
