Введение к работе
Актуальность работы.
Одной из важнейших народнохозяйствен!, v задач является создание безотходных производств на основе комплексного использования сырья и автомати шронанпых систем проектирования (САПР).
Для цветной металлургии зги задачи имеют исключительно важное значение. Многоступенчатость технологий, низкое извлечение многих ценных составляющих, недостаточная актоматпзац процессов, загрязнение окружающей среды отходами производства, уменьшение природных запасов полезных ископаемых, в том числе энергетических, таких как уголь, нефть, природный газ - вот те основные недостатки, которые присущи современной цнсіїюіі металлургии. Поэтому сейчас вопросы вовлечения в сферу проп-чодства нестандартных видов сырья и новых типов . энергоносителей, особенно водорода, привлекают пристальное внимание многих исследователей.
В силу хороших электро- и теплопроводности большое значение в промышленности играет серебро, кларк (среднее содержание в земной коре; которого составляет 105%. Сравнительно небольшая доля чистого серебра в природе и огромные погрсоносш в н'м (в мире производят в год 10 тыс.т серебра) вызывают необходимость обогащения бедных руд с целью расширения рудных ресурсов природного MHIiej ..шіпческого Сырья. В добываемых и настоящее время рудах в большіг" сіенеші преобладают сульфидные формы.
Существующие в отечественной и зар)бсжной практике способы получения серебра из сульфидных р\л основаны на цианировании при соблюдении специальных условии. Процесс получения серебра технологически отработан и .применяется на многих заводах, однако, несмотря на ряд преимуществ, для нею характерны: общее низкое извлечение, необходимость большого количества подгоюшпельных
операций, а вместе с этим и потери пенных компонентов, плохие условия труда, большой расход цианистых растворов, іцеточеіі, кислот и т.д.
Дл^ усовершенствования существующей технологии производство
серебра был изучен и разработан способ прямого восстановления
с іжного сульфидного серебросодержащею концентрата водородом.
Выделенные п газовую фазу цинк, кадмш'і и частично свинец
подвергаются извлечению существующими технологиями.
Сконцентрированные в нелетучем остатке серебро и частично свинец подвергаются планке на ішсіін с выделением евпнцово-серсбряного концентрат: который идет на дальнейший металлургический передел. Выделяющийся при этом сероводород поглощается ирис гствующим в процессе оксидом кальция с образованием сульфида кальция, который в дальнейшем регенерируется или используется для производства гипса.
Предложенный в диссертации, на основе разработанной САПР, способ переработки сульфидных серебрскодержашп.х концентратов путем восстановления их водородом нопіопяет решить задачи, отвечающие современным требованиям по комплексному использованию сырья,
ЭКОНОМИЧНОСТИ И ЧКО.ТЮПіЛНОСТН тсхиолоіий.
Доеіомнсша технолоіі , основанных на восстановлении водородом,
позволяют прогнозировать значительное расширение области их
применения. . '
Работа выполнялась в рамках государственно» программы "Горы Осетии" и проіра.ммьі прашпедьста PCX) Алании "Производственные ресурс wI'C'O - Алании".
' Целью рабо 11.| яитхедея концептуальное ироскіпровинне и разработка п|чзГ])аммиь!х средств САПР технологического процесса восстановления
СЛОЖНЫХ СуЛЬфиДНЫХ ССребрОСОДСрЖаиШХ ПОЛН....Т.ІЛЛИ4ЄСКІНІ
концентратов (СССПК) и состиалежшіх их сульфидов водородом в лабораторном к укрупнемю-лабораторном масштабах ,і внедрение их в промышленность.
Іідся работы заключается в исследовании термодинамики и і иетики процессов восстановления водородом сульфидов цинка, свинца, кадмия, серебри сложного сульфидного серебросодержащего концеїлрита с целью концептуального проектирования и разработки ..рограммных средств САПР соответствующего технологического процесса восстановления.
Задачи исследование:
изучение термодинамики и кинетики водородной технологии процесса восстановления сульфидов пинка, свинца, кадмия, серебра сложного сульфидного серебросодержащего концентрата;
исследование доняшм оксиди кальция на процессы восстановления сульфидов металлов водорода;
на основе спецификации предметной области проведение концептуального проектирования технологического процесса переработки серебросодержащего сульфидного концеїгграта водородом с учеюм статистических характеристик процессов и его компонентов;
разработка средств информационного обеегк .пня САПР с большой реактивностью;
»разработг программных средств САПР, ориентированных на оптимизацию основных параметров разработанного технологического процесса.
Новизна научных положений, выносимых на защиту: проведено концептуальное проектирование технологического процесса выполнен» спецификация термодинамических свойств систем ZnS-H:, ZrtS-CaO-M:. Pt>S-H2, PbS-CuO-H:, FeS-H:, FeS-CaO-Н.ч CuS-M3, CuS-CaO-Hj, CdS-Hj, CdS-CaO-1!;, A -S-H:. AgS-CaO-Hj, Zn-Pb-Fe-Cu Cd-AgS-H;, Zn-Pb-Fe-Cu-Cd-AgS-CaO-i lr. позволяющая опрсдслшъ равновесные составы конденсированных и газовых фаз при различных темпера- pax и расходах водорода;
усовершенствована методика и создана термогравиметрическая установка для изучения кинетики процессов восстановления сульфидов водородом;
выполнена спецификация кинетических свойств восстановления в. ;ородом сульфидов цинка, свинца, кадмия, серебра и сложного сульфидного серебросодержащего кониентрита в присутствии в исходных смесях оксида кальция и без него;
предложена информационная алгебра мографов, обладающая простотой представления динних, присущей теоретико-множественным моделям, и і -лядностъю, характерной для теоретико-графовых моделей данных;
разработаны информационное и математическое 'обеспечения адаптивных водородных технологий иАПР (САПР АВТ), позволяющей оптимизировать параметры процесса восстановления СССПК.
Научная и практическая значимость полученных результатов:
разработаны программные і ^дства САПР (ПЭВМ ШМ-486, язык С**) технологического пронесен восстановления сульфидов водородом;
с помощью згіїл программных средств разработана технология лереработк. сложных суді,, лдкых ссребросодержащих концентратов водородным восстановлением;
установлены основные параметра») процессов и проведена их оптимизация методом математического планирования эксперимента;
показана зффех і юность применения оксида кальция, при наличии которої о интенсифицируется процесс и улучшается его нмнасть;
определены тс ..ратурно-врсМсіті.іс интервалы и соогношеиия реагентов, позволяющие разделять ценные составляют*" сложного сульфидною серсбросодсржашмо концстрата на компонент, пригодные для дальнейшей ncpq>a6on;n но известным технологиям! .
Достоверность и обоснованность научных результатов подтвержд ітся:
корректь м исполь'ованием теории планнроавння эксперимента,
методов оптимизации, статистического аналша, дначетнон математики, а
также удовлетворигелыюЯ сходимостью результатов теоретических
исследований с данными экспериментов по разработке программных
средств САПР технологического процесса переработки сульфидов циетных
металлов:
положительными результатами внедрения в промышленность.
Внедрение основных результатов диссертационной рабсти.
Предложенные мочелй, методы, алгоритмы и программные инструментальные средства САПР внедрены на заводе "Электроцннк", государственном проектном институте Кивказгппроиветмет, Садонском евннцово-цинховом комбинате с экономическим эффектом 500-800 млн. рублем а-год (в иенах на 1996 г.) и. дном предприятии.
Апробация работы. Основные положения и результаты, полученные в диссертационной работе, доложены « обсуждены на научной конференции Института металлургии АН СССР (Москва, 1985 г.), симпозиуме по синетике, термодинамике к механизму процессов восстановления (Москва, 1986г.) Всемирном конгрессе 1PTS-94 "Информационные процессы, технологии, сні. .омы. коммуникации и сети" (Москва, 1994 г.), Всемирном конгрессе 1PTS-95 (Санкт-Псі бург, 1995г.), симпозиуме "Логическое управление" ( Москва, 19%г.).
Публикации. По результатам работы имеется 8 публикаций.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четыре глав, заключения и списка используемых источников из 96 наименовании, включает 61 рисунок и 50 таблиц.
