Применение оперативного метода контроля и управления на основе компьютерного физико-химического моделирования в процессах спекания глиноземной шихты

Цель - разработка компьютерного (на основе физико-химического моделирования) метода контроля и управления процессами минералообразования и выбросов вредных соединений при переработке нефелиновой руды методом спекания в трубчатых вращающихся печах. Используются технологические, математические и минералогические методы исследований, а также методы физико-химического моделирования с помощью программного комплекса «Селектор». Разработанная физико-химическая модель, в соответствии с технологическими этапами получения спека (сушка, дегидратация, декарбонизация, оплавление, спекание, охлаждение), условно разделена на шесть термодинамических резервуаров (зон печи), между которыми имитируется обмен веществом и энергией. Согласование результатов моделирования с производственно-статистическими данными АО «РУСАЛ Ачинск» осуществлено на основе анализа работы печи с объемом переработки 120 т шихты/ч. Показано, что при переработке нефелиновой шихты с получением глинозема и содопродуктов (при точности стандартных методов анализа 1-5%) отклонение производственных показателей по извлечению Al₂O₃ от прогнозируемых результатов составляет при физико-химическом моделировании 0,1-0,6%, а при контроле теплофизических полей - 1,5-2,1%. Применение моделирования при процессе спекания с помощью программного комплекса «Селектор» позволяет значительно повысить степень контроля и управления циклом переработки сырья. Показано, что предложенный метод термодинамического анализа обеспечивает высокоточный контроль процессов минералообразования по технологическим зонам в печи спекания глиноземсодержащей шихты и гарантирует отклонение содержания Al₂O₃ в спеке от прогнозируемых данных не более 0,1-0,6%. При этом степень извлечения Al₂O₃ в раствор, рассчитанная с помощью физико-химического моделирования, составляет 85,8%, имеющая значение, согласно производственным данным, в среднем 85,7%.

производство глинозема, процесс спекания, физико-химическое моделирование, нефелиново-известняковая шихта, минимизация свободной энергии Гиббса, содопродукт