Gibbs能量最小化在铀溶剂萃取过程模拟中的应用

摘要

质量和能量平衡模拟是冶金工艺设计的一个组成部分，从概念层面的研究到详细设计。要建立一个高效的工艺工厂，以最少的资本和运营成本使产量最大化，除了最简单的工艺外，对过程中涉及的流程和化学反应建立一个精确的模型是必不可少的。对于现有的操作，质量和能量平衡对于优化现有的过程是必不可少的。此外，在购买任何新设备之前，可以迅速评估拟议的工艺修改的后果。在工程研究中，质量和能量平衡通常是在概念层面创建的，细节有限，并在后面的研究阶段扩展，以包含更多的化学和小工艺流的细节。储罐和池的体积、管径、建筑材料、电机功率要求和大多数其他设计参数的选择依赖于对电厂在资源使用期间将遇到的条件的准确预测。

与所有模型一样，质量和能量平衡模型永远是对现实的简化表示。模拟流程的详细程度只需要满足创建流程的目的即可。例如，除非与高压釜或下游工艺的设计有关，否则不需要对HPAL高压釜高温高压汤中发生的化学现象进行建模。在这种情况下，精确的反应或机理通常是无关紧要的，只要相之间的分布和元素的氧化状态有充分的特征。虽然在很多情况下都是有效的，但这种哲学很容易被不负责任地应用。在形成工艺设计标准时，工程师以前的经验通常会作为关键设计参数的基础，但这些数字可能偏向于类似的，但不完全相同的工艺，其中没有考虑可能会严重影响结果的关键因素。未来的工作阶段和测试工作应该有希望减少与此相关的风险，但在某些情况下，结果可能是灾难性的。在这种情况下，如果模型对过去的经验具有更强的预测性和更少的偏见，那么保证调查的警报可能会在流程设计的更早的时候被触发。