计算机模拟在氧化铝生产中的应用

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》
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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。
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。
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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Russell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。
氧化铝生产中的模拟与仿真研究
目 录
氧化铝生产模拟和仿真的国内外研究现状 氧化铝生产模拟和仿真的主要问题和原因 氧化铝生产模拟和仿真的研究前景和展望
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1 国内外研究现状
• 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；
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谢 谢！
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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
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2 主要存在的问题和原因
• 问题：
1）适用性不广 2）研究片面单一 3) 缺乏完整权威体系
(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
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
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；
更大。 (2)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)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。
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3 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。
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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、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。