[發明專利]濕法冶金全流程分層優化控制方法

有效

• 申請號: 201410258101.9
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104155873A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 何大闊;王福利;袁青云;李康
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G05B13/00
• 分類號: G05B13/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 艾福義

1.濕法冶金全流程分層優化控制方法，其特征在于：在生產管理部門確定總產出與總消耗的條件下，將全流程優化控制問題分為工序級指標優化和過程級回路設定優化兩層結構加以實現，即首先進行各關鍵生產工序指標優化，然后，在工序指標優化結果的基礎上，實現各工序關鍵控制回路設定優化；通過建立描述濕法冶金各工序產出與最小消耗關系的各工序指標相關關系模型，以全流程經濟效益最大為目標，以工序指標為決策變量，建立工序指標優化模型進而實現工序指標優化；在各工序過程模型的基礎上，將工序指標優化結果引入約束，以生產操作偏好或消耗最小為優化目標，以關鍵控制回路設定為決策變量，建立工序過程優化模型進而實現關鍵控制回路設定優化；濕法冶金全流程分層優化控制方法主要包括各工序指標相關關系模型以及過程模型的建立、工序指標優化模型與工序過程優化模型的建立以及求解等步驟；?

1)各個工序的過程模型和指標相關關系模型的建立?

(1)各工序指標相關關系模型的建立?

工序指標相關關系模型主要是體現投入與產出關系的工序最小消耗模型，即各個工序指標與最小消耗之間的關系，利用實際生產過程指標數據，以產出指標為輸入、以其對應最小消耗為輸出建立各工序指標相關關系數據模型；該生產全流程各工序指標相關關系模型為：?

Q_M1＝F₁(Q_s,C_w,C_s0,x₁)?????????????????????????①?

Q_M2＝F₂(Q_s,C_w,C_s0,x₁,x₂)??????????????????????②?

Q_M3＝F₃(Q_s,C_w,C_s0,x₁,x₂,y,p_gg)?????????????????③?

式中Q_M1—一次浸出過程氰化鈉最小消耗所折算的費用；?

Q_M2—二次浸出過程氰化鈉最小消耗所折算的費用；?

Q_M3—置換過程鋅粉最小消耗所折算的費用；?

F_i—工序指標與最小消耗之間的關系模型；?

Q_s—流入浸出槽的礦石流量；?

C_w—流入浸出槽的礦漿濃度；?

C_s0—原礦中金的初始品位；?

x₂—為二浸浸出率；?

y—為置換過程的置換率；?

p_gg—為金泥品位；?

工序指標相關關系模型還包括指標間取值范圍相關關系模型；一浸浸出率與其對應的二浸最大浸出率之間的相關關系模型，即?

x_2,max＝f(x₁)????????????????????????????④?

式中x₁—為一浸浸出率；?

x_2,max—為二浸最大浸出率；?

f—一浸浸出率與二浸最大浸出率之間的關系模型；?

(2)各個工序的過程模型的建立?

本發明中采用的各個工序的過程模型為利用物料平衡關系建立好的浸出、壓濾洗滌和置換過程模型；?

2)分層全流程優化模型的建立?

本發明中采用的分層全流程優化模型是由工序級優化模型和過程級優化模型組成，其工序級優化模型和過程級優化模型如下：?

(1)工序級指標優化模型?

工序級指標優化是在完成全流程綜合生產指標的基礎上，以全流程經濟效益最大為目標，確定最優的各工序指標：一浸浸出率、二浸浸出率、置換率、金泥金品位以及各工序消耗；工序級優化模型為?

maxJ＝Q_Au·P_Au+QZ-W?

s.t.?x₁+(1-x₁)·x₂≥η?

?????x_2,max＝f(x₁)?

?????W＝Q_s·P_s+Q_M1+Q_M2+Q_M3+Q_e+Q_h+Q_gg

?????Q_M1＝F₁(Q_s,C_w,C_s0,x₁)?

?????Q_M2＝F₂(Q_s,C_w,C_s0,x₁,x₂)??????????????????????????????????⑤?

?????Q_M3＝F₃(Q_s,C_w,C_s0,x₁,x₂,y,p_gg)?

?????Q_M1+Q_M2+Q_M3≤Q_MU

?????x_i,max≥x_i≥x_i,min,i＝1,2?

?????y≥y_min

?????p_gg≥p_gg,min

式中J—單位時間經濟效益；?

Q_Au—金的產量；?

P_Au—金價格；?

QZ—氰渣利潤；?

W—濕法冶金過程的生產總成本；?

η—金的最低回收率；?

P_s—當前礦石價格；?

Q_e—空壓機和渣漿泵電能損耗所折算的費用；?

Q_h—環保處理成本；?

Q_gg—由金泥品位所產生的金泥處理成本；?

Q_MU—生產管理部門確定的物耗上限值；?

y_min—置換率工藝技術要求值；?

p_gg,min—金泥品位工藝技術要求值；?

在式⑤中，QZ可由下式表示?

QZ＝(Q_s·C_s0-Q_Au/y)·P_Au·μ????????????????????????????⑥?

式中μ—氰渣返金率；?

(2)過程級回路設定優化模型?

過程級回路設定優化是在工序級所確定的最優各工序指標，包括一浸浸出率、二浸浸出率、置換率、金泥金品位以及各工序消耗的基礎上，分別確定各工序最優的控制回路設定值；各工序過程級優化模型，包括一次浸出過程優化模型、二次浸出過程優化模型以及置換過程優化模型；?

一、二次浸出過程優化均以第一槽氰化鈉添加量最大這一操作偏好為目標，以各浸出槽氰化鈉添加量為決策變量建立優化模型；置換過程優化則以鋅粉消耗最小為目標，以鋅粉添加量為決策變量建立優化模型；?

一次浸出過程優化模型為?

二次浸出過程優化模型為?

置換過程級優化模型為?

式中x_1,mubiao—工序級優化確定的一浸浸出率；?

x_2,mubiao—工序級優化確定的二浸浸出率；?

y_mubiao—工序級優化確定的置換率；?

Q_i,jcn—i次浸出過程第j個浸出槽的氰化鈉添加量；?

Q_Zn—置換過程鋅粉添加量；?

P_Zn—鋅粉的單價。?

2.根據權利要求1所述的濕法冶金全流程分層優化控制方法，其特征在于：?

濕法冶金全流程優化系統運行在Lenovo?ThinkCentre?M8400t(i73770/4GB/1TB)計算機上，采用C#2008編程軟件，優化計算等核心算法采用Matlab?2010a編程軟件，系統界面包括：濕法冶金全流程模型參數設置界面、濕法冶金全流程預測系統界面和濕法冶金全流程分層優化結果顯示界面。?