PRIMENENIE BLOChNO-MODUL'NOGO METODA DLYa OPISANIYa I ISSLEDOVANIYa MEKhANIZMA PROTEKANIYa GETEROGENNYKh REAKTsIY VYShchELAChIVANIYa OKISLENNYKh TsINKOVYKh MATERIALOV

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Рассмотрено гетерогенное взаимодействие водного раствора серной кислоты и твердого мелкодисперсного материала в условиях идеального смешения, возникающих при выщелачивании окисленных цинксодержащих материалов. Математическая модель включает в себя систему нелинейных уравнений материального баланса выщелачивания в непрерывном стационарном режиме. Разработана блочно-модульная схема в программном пакете Matlab Simulink, которая обеспечивает решение данной системы нелинейных уравнений. Разработанная блочно-модульная схема позволила выделить основные процессы и параметры в структурированной системе блоков, проводить имитационное моделирование, оценивать и предсказывать влияние разных условий на показатели процесса. В результате решения разработанной модели с применением итерационных численных методов получены графические зависимости, наглядно отражающие механизм выщелачивания цинкового огарка в растворе серной кислоты и изменение его показателей в зависимости от условий проведения процесса. Параметры модели могут быть настроены для получения наилучших показателей проведения процесса с высоким уровнем адекватности, а также позволяют применять информационные технологии и методы нейросетевой адаптации коэффициентов модели в условиях непрерывной обработки технологической информации. Методика блочно-модульного моделирования может быть расширена для других металлургических переделов и позволяет создавать библиотеки блоков для различных процессов.

作者简介

V. Zarochentsev

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) — СКГМИ (ГТУ)

Email: vlazarm@gmail.com
Владикавказ

A. Rutkovskiy

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) — СКГМИ (ГТУ)

Email: rutkowski@mail.ru
Владикавказ

参考

  1. Химмельблау, Д.М. Прикладное нелинейное программирование / Д.М. Химмельблау. — М. : Мир, 1985. 536 с.
  2. Дудников, Е.Г. Построение математических моделей химико-технологических объектов / Е.Г. Дудников, В.С. Балакирев, В.Н. Кривосунов, А.М. Цирлин. — Л. : Химия, 1970. 312 с.
  3. Кафаров, В. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств / В. Кафаров, В.П. Мешалкин, В.Л. Перов. — М. : Химия, 1979. 320 с.
  4. Баймаков, Ю.В. Электролиз в гидрометаллургии / Ю.В. Баймаков, А.И. Журин ; 2 изд. — М. : Металлургия, 1977. 338 с.
  5. Зайцев, В.Я. Металлургия свинца и цинка / В.Я. Зайцев, Е.В. Маргулис. — М. : Металлургия, 1985. 263 с.
  6. Гартман, Т.Н. Моделирование химико-технологических процессов. Принципы применения пакетов компьютерной математики : учеб. пособие / Т.Н. Гартман, Д.В. Клушин. — СПб : Лань, 2020. 404 с.
  7. Батунер, Л.М. Математические методы в химической технике / Л.М. Батунер, М.Е. Позин. — Л. : Химия, 1971. 824 с.
  8. Бояринов, А.И. Методы оптимизации в химической технологии / А.И. Бояринов, В.В. Кафаров. — М. : Химия, 1975. 576 с.
  9. Спирин, Н.А. Математическое моделирование металлургических процессов в АСУТП / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев, Л.Ю. Гилева, А.В. Краснобаев, В.С. Швыдкий, О.П. Онорин, К.А. Щипанов, К.А. Брыкин ; под ред. Н.А. Спирина. — Екатеринбург : Изд. ООО «УИПЦ», 2014. 558 с.
  10. Середа, С.Н. Особенности моделирования химических реакторов в MATLAB / С.Н. Середа // Методы и устройства передачи и обработки информации. 2021. №23. С. 89—94.
  11. Corina, M.D. Mathematical modeling and simulation in Matlab/Simulink of processes from iron ore sintering plants / M.D. Corina, G.N. Popa, A. Iagar // Wseas Trans. Systems. 2009. V.8. №1. P.34—43.
  12. Khoshnam, F. Development of a dynamic population balance plant simulator for mineral processing circuits / F. Khoshnam, M.R. Khalesi, A.K. Darban, M.J. Zarei // Int. J. Min. & Geo-Eng. 2015. V.49. №1. June. P.143—153.
  13. Saldan~a, M. Mineral leaching modeling through machine learning algorithms : A review / M. Saldan~a, P. Neira, S. Gallegos, E. Salinas-Rodriguez, I. PerezRey, N. Toro // Frontiers in Earth Sci. 2022. V.10. №4. P.6.
  14. Дьяконов, В.П. MATLAB 6.5 SP1/7/7 SP1/7 SP2 + Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики / В.П. Дьяконов, В.В. Круглов. — М. : Солон-пресс, 2006. 456 с.
  15. Бигеев, В.А. Исследование двухстадийного способа переработки пылей и шламов с помощью математических моделей / В.А. Бигеев, А.А. Черняев, А.В. Пантелеев // Вест. МГТУ им. Г.И. Носова. 2014. №3. С.48—51.
  16. Трусов, Б.Г. Моделирование кинетики химических превращений : термодинамический подход / Б.Г. Трусов // Вест. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2005. №3. С.26—38.
  17. Coetzee, J.W. A dynamic CIP simulation using Matlab Simulink / J.W. Coetzee, H.E. Deist // Computational analysis in hydrometallurgy : 35th annual hydrometallurgy meeting (August 21—24, 2005). — Calgary : Alberta, 2005.
  18. Кудасов, А.М. Компьютерное моделирование металлургических процессов в программе AnyLogic / А.М. Кудасов // Наука и современность. 2012. №19—2. P.60—67.
  19. Куприяшкин, А.Г. Математические модели металлургических процессов в ANYLOGIC / А.Г. Куприяшкин, Л.И. Петухова // Науч. вест. Арктики. Техн. науки. 2019. №5. С.6—129.
  20. Duenas Diez, M. Simulation of a hydrometallurgical leaching reactor modeled as a DAE system / M. Duenas Diez, G. Ausland, M. Fjeld, B. Lie // Modeling, Identification and Control (MIC). 2002. V.23. №04. P.2—28.
  21. Козлов, П.А. Исследование поведения цинка и примесей при щелочном выщелачивании цинксодержащего продукта пирометаллургической переработки пылей черной металлургии и фазового состава остатка после выщелачивания / П.А. Козлов, А.М. Паньшин, С.А. Якорнов, Д.А. Ивакин // Цв. металлы. 2021. №3.
  22. Саблин, А.В. Моделирование процессов седиментации полидисперсных смесей при помощи пакета прикладных программ MATLAB / А.В. Саблин // Наука и производство Урала. 2018. №14. С.63—67.
  23. Якорнов, С.А. Современное состояние технологий выщелачивания пылей черной металлургии и продуктов их пирометаллургической переработки (кислотная, аммонийная и щелочная технологии) / С.А. Якорнов, А.М. Панышин, П.А. Козлов, Д.А. Ивакин // Цв. металлы. 2017. №5. С.37—43.
  24. Медведев, А.С. Теория гидрометаллургических процессов / А.С. Медведев, Е.В. Богатырева. — М. : Изд. дом МИСиС, 2009. 346 с.
  25. Вовнова, Т.М. О методе утилизации отходов заводов ОЦМ / Т.М. Вовнова, А.И. Орехова, С.А. Паюсов // Вест. Уральск. гос. мед. акад. 1999. №8. С.93—94.
  26. Романтеев, Ю.П. Металлургия тяжелых цветных металлов : свинец, цинк, кадмий / Ю.П. Романтеев, В.П. Быстров. — М. : Изд. дом МИСиС, 2010. 574 с.
  27. Баранов, Д.А. Массообмен / Д.А. Баранов // Большая российская энциклопедия. 2011. Т.19. С.311, 312. — (Электронная версия, 2017).
  28. Вишняков, И.А. О скорости растворения оксида цинка в растворах серной кислоты / И.А. Вишняков, А.Д. Погорелый, В.Я. Царенко // Изв. вузов. Цв. металлургия. 1972. №3. С.56—61.
  29. Вишняков, И.А. Исследование кинетики растворения окиси цинка в серной кислоте методом вращающегося диска / И.А. Вишняков, А.Д. Погорелый, В.Я. Царенко // Изв. вузов. Цв. металлугия. 1972. №4. С.22—27.
  30. Франк-Каменецкий, Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий ; 2-е изд. — М. : Наука, 1967. 492 с.
  31. Крестовников, А.Н. Исследование кинетики растворения окиси цинка в серной кислоте / А.Н. Крестовников, Е.А. Давыдовская // Физическая химия. 1936. Т.8. №1. С.77—84.
  32. Реутов, Д.С. Изучение кинетики растворения феррита цинка методом вращающегося диска / Д.С. Реутов, Б.Д. Халезов, Л.А. Овчинникова, А.С. Гаврилов // Цв. металлы. 2017. №11. С.12—15.
  33. Закгейм, А.Ю. Введение в моделирование химикотехнологических процессов / А.Ю. Закгейм. — М. : Химия, 1982. 288 с.
  34. Ньюмен, Д. Электрохимические системы / Д. Ньюмен ; под ред. Ю.А. Чизмаджева. — М. : Мир, 1977. 464 с.
  35. Зароченцев, В.М. Методика статистического анализа стационарной кинетической модели ячейки идеального смешения / В.М. Зароченцев, Т.В. Кондратенко, А.К. Макоева // Вест. Воронеж. гос. ун-та инж. технол. 2018. Т.80. №4. С.133—137.
  36. Зароченцев, В.М. Динамика реакции в ячейке с идеальным смешением в растворе / В.М. Зароченцев, Т.В. Кондратенко, А.К. Макоева // Инж. вест. Дона. 2018. №2 (49). 66 с.
  37. Черных, И.В. SIMULINK — среда создания инженерных приложений / И.В. Черных. — М. : “Диалог-МИФИ”, 2004. 491 с.
  38. Зароченцев, В.М. Применение метода блочного моделирования каскада реакторов выщелачивания в среде Matlab / В.М. Зароченцев // Изв. вузов. Цв. металлургия. 2006. №4. С.61—66.
  39. Зароченцев, В.М. Математическое моделирование и оптимизация процесса очистки отработанной масляной смазочно-охлаждающей жидкости / В.М. Зароченцев, Л.А. Воропанова, А.С. Швыдко // Прикладная химия. 2005. Т.78. №11. P.19.07—19.11.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024