【摘要】：鎢是我國非常重要的戰(zhàn)略礦物資源,廣泛應用于冶金、化工、電子、航天、軍工等工業(yè)領域。我國是鎢資源大國,也是鎢制品消費大國,隨著經濟和科學技術的發(fā)展,對鎢產品的需求量在逐年增大,同時對鎢產品質量也提出了越來越高的要求。另一方面,隨著高品位鎢礦資源的消耗與減少,鎢冶煉企業(yè)處理的鎢礦資源品位及成分變化大、雜質多,每批礦料進入冶煉生產前均須進行礦相分析,開展大量的工藝試驗與研究確定最佳工藝流程及其工藝參數(shù),此過程既費時又增加成本,因此,工藝理論學者和鎢冶煉企業(yè)一直在開展減少工藝試驗研究的方法與途徑,以較低成本高效地快速確定最佳適應礦物原料品位及成分變化的冶煉工藝流程及其工藝參數(shù),其中冶金工藝流程計算機仿真技術是一種有效的方法途徑,本文以鎢冶煉工藝為對象,應用計算機仿真技術,開展鎢冶煉工藝過程模擬及其關鍵工藝參數(shù)的優(yōu)化研究,為鎢冶煉企業(yè)低成本高效率構建能滿足礦源變化的最佳工藝方案與方法,利用冶金仿真系統(tǒng)METSIM設計了鎢冶煉工藝流程及參數(shù)控制的模擬系統(tǒng)。本文的主要研究工作及結論如下。(1)分析了鎢離子交換冶煉過程中的球磨-堿煮、離子交換以及APT結晶工序原理及其主要工藝參數(shù),在此基礎上運用METSIM模擬系統(tǒng),依次建立基于METSIM的球磨-堿煮、離子交換以及APT結晶工序的過程仿真,建立了鎢離子交換冶煉過程模擬系統(tǒng),并對每個工藝流程進行物料衡算以及仿真分析,對比分析表明建立的鎢離子交換冶煉工藝流程模擬仿真系統(tǒng)能較好反映實際生產過程情況。(2)應用所建立的球磨-堿煮流程模擬系統(tǒng),可以仿真計算堿煮工藝過程中WO_3的實時浸出率以及反應過程中的堿鎢比等工藝參數(shù),與相同條件下實物工藝試驗研究相比,二者所獲得的工藝參數(shù)相近,變化趨勢一致。(3)利用所建立的鎢離子交換冶煉工藝流程模擬系統(tǒng),不僅可以開展鎢冶煉工藝過程的仿真試驗以確定最佳工藝流程,而且可以利用模擬工藝流程開展工藝過程的控制仿真研究,對多工序的工藝參數(shù)、設備等進行控制策略與算法分析和優(yōu)化。本文以離子交換工藝的吸附飽和點檢測與控制為對象,建立了基于BP神經網絡的離子交換吸附飽和點預測模型并在模擬系統(tǒng)中仿真分析,得出吸附飽和點到達時間的預測值與真實值的最大百分比誤差為0.5%,流出液濃度預測值與真實值的最大百分比誤差為0.5%,以上誤差范圍在工程允許的范圍內。本文研究的鎢離子交換工藝過程模擬優(yōu)化為鎢冶煉工藝研究與設計,以及控制系統(tǒng)分析提供了一種可行的手段。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF841.1
【圖文】：

為下一步使用流程模擬軟件建立鎢冶煉工藝流程模擬軟件建立鎢冶煉的工藝流程仿真系統(tǒng)，基于 METSIM 軟件的獨特特性，對該軟件進程簡介[19]經過幾十年的發(fā)展，經歷了很多變化，現(xiàn)在主不同成分的鎢精礦，都有不同的處理方式，對于鹽混合的分解料進行浸出操作，對于白鎢精礦于黑鎢精礦，直接采用氫氧化鈉作為分解料進最容易分解處理的是黑鎢精礦，最不容易分解來越少，未來的主要原料將是白鎢精礦，所以在眉睫；本文主要采用的工藝是處理黑白混合堿煮分解→離子交換→APT 結晶，下面將依次

的質量比為（4～5:1））由進料口連續(xù)加入，最后由排料口排到礦漿槽。對 800L 的雙振動球磨機而言，每小時可以磨礦 800kg 左右[20]。2.1.2 堿煮分解工序原理概述通過在贛南某鎢冶煉廠實地考察，我們了解該工廠使用的是氫氧化鈉分解黑鎢礦方法。堿煮分解工序在高壓釜內進行，在高壓釜內加入定量的礦漿和片堿以及一些輔料然后高壓釜通過油加熱達到反應溫度，高壓釜內溫度達到 120℃左右，開始進行保溫保溫 2～3 個小時之后，檢測高壓釜內各個參數(shù)是否達標，達標之后進行下一步處理通過實地考察并查閱相關文獻資料我們知道，該反應釜內的主要化學反應是：(Fe、Mn)WO4(S)+2NaOH(aq)＝Na2WO4(aq)+xFe(OH)2(S)+(1-x)Mn(OH)2(S)（2.1(t<102℃，反應釜內溫度低于 102℃時)(Fe、Mn)WO4(S)+2NaOH(aq)＝Na2WO4(aq)+xFeO(S)+(1-x)Mn(OH)2（S）+xH2O； （2.2(t>102℃，反應釜內溫度高于 102℃時)，（設黑鎢礦分子中鐵的摩爾數(shù)為 x以上就是堿煮分解工藝流程的簡單介紹，該工藝的流程圖如圖 2.2 所示：

測試流出溶液的波美度，根據波美度的檢測原理可以知道，由于人工配制，所以當檢測的溶液波美度相同時，其中 WO3的濃度會相結果并不影響生產進程，在負載樹脂解吸的過程中檢測取樣溶液的的，其變化范圍是 13～30～13，當波美度在這之間時，流出的溶液時也是離子交換的主要產物，當流出的溶液的波美度第二次達到 1鎢的解吸工作基本完成。交換樹脂的洗滌與反洗作完成之后，離子交換柱內殘留的解吸劑必須清洗干凈，洗滌要用稍微大一些，定時取樣流出的液體用電導率測定儀檢測流出溶液的結果達到純水的標準就可以結束對離子交換樹脂的洗滌。清洗交換的液體我們稱之為四段液，四段液可以在重新配制解吸劑時使用[22]需要對離子交換柱內的樹脂松動一下，用中性水自下而上的進行反打反沖水，直至樹脂上沒有懸浮物為止，然后就可以進行下一個周離子交換工藝流程圖如圖 2.3 所示。

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