DOC《基于Metcal的铜闪速熔炼-转炉吹炼工艺全流程模拟计算》

基于Metcal的铜闪速熔炼-转炉吹炼工艺全流程模拟计算 李明周1,童长仁1,黄金堤2,李俊标3,汪金良1 (1.

江西理工大学 冶金与化学工程学院,江西赣州 341000;

2.江西理工大学 软件学院,南昌 330002;

3.金隆铜业有限公司,安徽铜陵 244021) 摘要:以 闪速熔炼―PS转炉吹炼 铜冶炼主流工艺为设计计算对象,基于自主开发的 冶金工艺流程计算系统开发平台(Metcal) 软件,采用物料平衡、热平衡和化学平衡等原理建立各计算单元数学模型,并对铜冶炼全流程进行了设计模拟计算,得到了各冶金单元的详细物流信息和热平衡计算结果,为该工艺设计、放大提供了理论指导,提高了冶金工艺全流程设计计算效率. 关键词:Metcal软件;

铜;

闪速熔炼;

转炉吹炼;

流程模拟 中图分类号:TF811 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2015)09-0000-00 Simulated Calculation of Overall Process Flow of Copper Flash Smelting and Converting Based on Metcal LI Ming-zhou1, TONG Chang-ren1, HUANG Jin-di2, LI Jun-biao3, WANG Jin-liang1 (1.School of Metallurgy &

Chemistry Engineering, Jangxi University of Science and Technology,Ganzhou341000,Jiangxi, China;

2.School of Software, Jiangxi University of Science and Technology, Nanchang 341000, Jiangxi, China;

3. Jinlong Copper Company limited,Tongling 244021,Anhui,China) Abstract:Mainstream copper smelting process of flash smelting-PS converter blowing was applied as design objects, mathematical models of computing element according to material balance, heat balance and chemical equilibrium principle were established based on self-developed metallurgical process computing system development platform (Metcal) software. Simulation calculation on whole copper smelting process was carried out. Logistics information of metallurgical units and heat balance calculation results were obtained. The results not only improve efficiency of metallurgical process flow design and calculation but also provide theoretical guidance for process design and amplification. Keywords: Metcal software;

copper;

flash smelting;

PS converting;

process simulation 目前,闪速熔炼―转炉吹炼[1-2]是铜冶金的主流工艺,其产能约占世界矿铜产量的50%.20世纪80年代以来,闪速冶金工艺在我国得到了快速发展,目前我国铜产量的50%以上、镍产量的70%以上是由该工艺生产的.在铜矿产资源日益紧缺且品位低、杂质含量高、分离困难的问题越来越突出,铜产能需求不断扩大和节能环保要求不断升级的发展背景下,对该工艺设计单位和人员的设计水平及工作效率提出了新的更高要求. 为解决冶金、化工领域手工设计计算效率低、准确性有待进一步提高等问题,国外出现了多个基于流程模拟技术的化工、冶金类流程模拟计算软件[3-7],虽然有些软件已在湿法冶金领域得到应用,但由于其数据库中缺乏矿物冶金的基础数据,其应用范围受到限制.冶金流程模拟软件由于发展较晚,目前较成熟的软件主要有METSIM[8]、SysCAD及IDEAS等[9].其中,METSIM在国外冶金领域已有30多年的应用实践[10-15],但由于该软件学习、应用的复杂性,应用门槛过高,因此使用率不高,未能高效地实现冶金全流程设计计算.鉴于此,本文冶金仿真研究团队基于多年的冶金过程数模优化控制软件开发经验,自主研发了具有自主知识产权的 冶金工艺流程计算系统通用开发平台(MetCal Desk) ,并已成功应用于中国恩菲工程技术有限公司、长沙有色冶金设计研究院、铜陵有色金冠铜业分公司等多家有色冶金设计和生产单位. 本文拟以 闪速熔炼―PS转炉吹炼 铜冶炼主流工艺为设计计算对象,基于Metcal平台,采用物料平衡、热平衡和化学平衡等原理建立各计算单元数学模型,对该工艺进行设计模拟计算,得到各冶金单元的详细物流信息和热平衡计算结果,以期为工艺设计、放大提供理论指导,从而提高冶金工艺全流程设计计算效率. 收稿日期:2015-04-09 基金项目:国家科技支撑计划项目(2013BAB03B05);