[科普中国]-有色金属冶金反应器

有色金属冶金反应器(Ferrous metallurgical reactor)是指在有色金属生产中，用于进行板化、还原、氯化、浸出、分解等化学反应的设备或容器，简称反应器。严格地说，这些设备或容器都是非理想反应器。从冶金反应工程的基本原理出发，采用数学模型的方法，结合有色金属冶金过程的特殊性来研究有色金属冶金反应器，就可在反应器的开发、设计、放大及改进操作等方面利用计算机进行优化及自动控制，使有色金属冶金反应器在建造和使用上达到更科学、高效能、高效益、减少盲目性及减少消耗的目的。

简介有色金属冶金反应器(Ferrous metallurgical reactor)是指在有色金属生产中，用于进行板化、还原、氯化、浸出、分解等化学反应的设备或容器，简称反应器。严格地说，这些设备或容器都是非理想反应器。从冶金反应工程的基本原理出发，采用数学模型的方法，结合有色金属冶金过程的特殊性来研究有色金属冶金反应器，就可在反应器的开发、设计、放大及改进操作等方面利用计算机进行优化及自动控制，使有色金属冶金反应器在建造和使用上达到更科学、高效能、高效益、减少盲目性及减少消耗的目的1。

停留时间分布实际生产中的反应器与理想反应器存有差异，反应工程学主要利用停留时间分布函数及停留时间分布密度函数来研究这种差异。停留时间是影响反应结果的主要因素。理想反应器的停留时间是很明确的，即间歇式反应器中所有物料停留时间都相同，活塞流反应器中同时进出反应器的物料具有相同的停留时间，完全混合式反应器中各个物料微团的停留有时间分布。在实际生产的反应器中有流速分布、短路、沟流及死角等都会引起停留时间偏离理想流动，描述及测定这种分布是了解与改进反应器的重要手段2。

分类有色金属冶金反应器可大致上分为火法冶金反应器、湿法冶金反应器和电冶金反应器三类。

火法冶金反应器主要是指各种类型的窑炉，如竖炉、反射炉、转炉、鼓风炉、闪速炉、流态化炉、回转炉(窑)等，这些炉中的反应温度高，反应速度多数比较快，传递过程起主要作用。

湿法冶金反应器主要有搅拌混合(溶解)，加压溶出器(釜)、帕丘卡槽、萃取槽等。

电冶金反应器如水溶液电解槽、熔盐电解槽等，有些电热炉也属于此类3。

模型模型化的方法是反应工程的基本研究方法，但当用数学模型描述复杂的冶金反应器时，往往会遇到复杂的方程组或边界条件难定等困难，然而通过理想流动模型适当组合来表示实际的非理想的有色金属冶金反应器，会得到意想不到的效果。另外，还可利用各种解析模型。管式反应器，包括管道化溶出器，各种塔类、回转窑、竖炉等可用活塞流模型与返混、死区等棋型组合构成在某种程度上能反映出实际情况的模型。槽式反应器以完全混合流反应器的模型为基础，进行组合可以满足实际的需要。有色金属冶金反应器的模型主要有扩散模型、槽列模型和组合模型等2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学