[發明專利]濕法冶金萃取過程組分含量預測與優化操作方法

無效

• 申請號: 200910010295.X
• 申請日: 2009-02-03
• 公開（公告）號: CN101813932A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 常玉清;王福利;尤富強;賈潤達;趙露平;董偉威
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;C22B3/22;G05B13/04
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 劉忠達

技術領域

本發明屬于濕法冶金領域，特別提供一種基于混合模型的萃取組分含量預 測與優化操作方法，即提供一種實時預測萃余液組分濃度并提供優化操作指導 的方法。

背景技術

濕法冶金工藝是逐漸成熟并且迫切需要工業化的新工藝，與傳統的火法冶 煉相比，濕法冶金技術具有高效、清潔、適用于低品位復雜金屬礦產資源回收 等優勢。特別是針對我國礦產資源貧礦多，復雜共生，雜質含量高的特點，濕 法冶金工藝工業化對于提高礦產資源的綜合利用率，降低固體廢棄物產量，減 少環境污染，都有著重大意義。

近幾年濕法冶金工藝、設備研究進展迅速。但是濕法冶金工藝流程復雜， 設備類型多樣，工藝條件惡劣，如高溫、高壓、強腐蝕等，所以濕法冶金工藝 要實現大規模工業化自動控制水平的提高，才能保證生產安全、穩定、連續的 運行，才能保證產品質量和產量。

濕法冶金串級萃取除雜過程工藝流程如圖1所示，整條萃取生產線由多級 萃取槽串聯組成，自左向右依次為由多級萃取槽構成的萃取段、洗滌段、反萃 段和反鐵段。每級萃取槽由混合室和澄清室組成，在萃取分離過程中，通過對 萃取槽體獨特的結構設計和萃取過程混合室內攪拌電機的動力作用，使得有機 相和水相在混合室、澄清室并流，而整體卻產生逆向流動。有機相總是從左向 右流動，水相總是從右向左流動。澄清室中的溶液根據有機萃取劑與水互不相 溶的原理分為兩層：上層為有機相，下層為水相。操作者根據串級萃取原理， 按照一定平衡比例關系，控制有機、料液、洗液、反萃液以及反鐵液的流量。 萃取段的作用是把水相料液中的絕大部分雜質金屬和少量有價金屬萃入有機 相；洗滌段的作用是通過洗液與有機相的接觸，把絕大部分有價金屬洗回水相； 而反萃段與反鐵段的作用是使雜質金屬重新返回水相，從而有機相得以再生。

為了保證產品的質量，提高金屬的收率，降低消耗，充分發揮設備的生產 能力，生產過程中需要對萃取生產線水相出口(萃余液)中產品組分濃度進行 化驗。在實際生產中，組分濃度均無法在線測量，而是采用離線實驗室分析獲 得，但離線分析滯后數小時，且分析采樣次數少(1次/天)，遠遠不能滿足控制 的要求。有兩種途徑來解決這一問題，其一是采用在線分析儀；其二是通過對 過程進行建模，實現組分濃度的預測。由于前者功能還不完善，且投資較大、 難以維護，尚不能全面滿足濕法冶金萃取分離生產過程的連續在線檢測需求； 因此最好的解決方案是使用第二種途徑，即建立萃取過程組分含量的預測模型， 在不增加投資的前提下在線預測各組分的濃度。

目前，尚未見有關濕法冶金萃取過程組分含量混合建模方法與優化操作指 導的報道。工廠所采用的方法是對這些組分濃度取樣進行人工化驗，通過離線 分析方式獲得，操作者根據組分濃度化驗值來調整流量設定值，以保證生產目 標所規定的產品純度和料液處理量。這種方法的缺點是，人工化驗滯后大，達 數小時；另外由于化驗成本問題使得采樣周期都較長，因此，這些化驗值難以 直接用于質量控制。操作者主要依靠各自的經驗進行調節，從而使產品的一次 合格率很難保證，輔料消耗增加，產品成本提高。

發明內容

本發明提供一種濕法冶金萃取過程組分含量預測與優化操作方法，通過對 濕法冶金萃取過程的混合建模，實現萃余液組分含量的實時預測，并對萃取過 程提供在線優化操作指導。

本發明的目的是尋求一種供濕法冶金萃取分離生產過程中組分含量預測與 優化操作的方法，它用于解決如下問題：

(1)為濕法冶金萃取除雜過程實現自動控制提供組分含量監測數據，實現 萃取除雜過程的優化操作指導；

(2)通過對料液成分、流量等易變因素的實際波動情況進行模擬，掌握不 同波動幅度對產品質量的影響，提供適時而合理地優化操作指導，保證產品質 量，實現萃取過程的優化控制；

(3)本發明的軟測量方法既考慮了機理模型的優勢，又綜合了數據模型的 特點，并能夠模擬萃取除雜生產過程，掌握生產過程中的輔料消耗，制定合理 的生產計劃。

(4)取代人工化驗分析，達到及時準確檢測生產狀況的目的。

本發明所提供的濕法冶金萃取過程組分含量預測與優化操作方法包括：(1) 過程數據采集、(2)輔助變量的選擇以及標準化處理、(3)混合模型的建立、(4) 混合模型的校正、(5)優化操作指導的確定等步驟。

(1)過程數據采集