[發明專利]金濕法冶金置換過程的優化方法

有效

• 申請號: 201410258104.2
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104199389B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 賈潤達;王慶凱;何大闊;陳小龍;高揚
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 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

技術領域

本發明屬于濕法冶金領域，特別提供一種金濕法冶金置換過程的優化方法，即提供一種金濕法冶金置換過程鋅粉添加量的優化方法。

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，與傳統的火法冶金相比，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，所以濕法冶金工藝只有大規模提高工業化自動控制水平，才能保證生產安全、穩定、高效、連續的運行，進而確保產品的質量和產量。

置換過程是濕法冶金的重要工序之一，置換法是在溶液中較負電性的金屬還原較正電性金屬的離子，如利用鋅粉置換還原金。金屬置換在濕法冶金中應用較廣，其優點在于：具有較高效率與較快的反應速率，簡便的處理設備，以純凈的金屬單質形式回收大部分金屬，產生相對較少的漿液等。目前置換過程的控制還停留在離線化驗分析、經驗調整、手動控制的水平，導致整個濕法冶金企業生產效率低、資源消耗大、產品質量不穩定，成為制約我國濕法冶金工業發展的瓶頸。

鋅粉置換工藝主要由貴液凈化、脫氧和鋅粉置換三個作業組成，其基本工序圖如圖1所示：

(1)凈化。礦漿過濾、洗滌產出的貴液中，含有少量礦泥和難于沉淀的懸浮顆粒，它們的存在會污染鋅的表面、降低金的沉淀率并消耗貴液中的氰化物。凈化所用設備主要是板框壓濾機和自動反洗過濾器。該作業目的是清除貴液中的固體懸浮物，避免其進入置換作業，影響置換效果和金泥質量，因此要求凈化后貴液中懸浮物含量越低越好；

(2)脫氧。含金溶液由于氰化作業時的充氣和作業過程中與空氣的接觸，其中常含有較高的溶解氧，大量氧的存在，會在向溶液中加鋅置換金時造成溶液中金的沉淀速度慢且不完全，并使已沉淀金反溶解和增大鋅粉的消耗。該作業的主要目的是除去溶液中的溶解氧，所用的設備為真空脫氧塔，可使貴液中含氧量降到0.5g/m³以下；

(3)置換。該作業由兩部分組成，鋅粉添加和置換部分。鋅粉添加要求添加量準確，添加迅速、連續，盡量避免鋅粉氧化和受潮結塊；鋅粉添加是由鋅粉加料機和鋅粉混合器聯合完成的，當鋅粉加入貴液中，置換反應便開始進行，在板框壓濾機內完成最終的置換反應和金泥過濾，最終在濾布上形成一層金泥。鋅粉置換過程示意圖如圖2所示。

目前，工廠對置換過程中鋅粉添加量的設定值，是操作人員憑借各自的經驗，根據離線化驗所得的置換率和金泥品位來確定的，從而確保置換率滿足要求。這種方法的缺點是：(1)人工化驗滯后大，達數小時，因此，這些化驗值難以直接用于置換率的控制。(2)操作者主要依靠各自的經驗進行調節，但由于操作經驗的差異,造成鋅粉加入量波動很大。多加的鋅粉固然可以保證貴金屬被全部置換，但也造成了鋅粉的不必要浪費，不僅容易堵塞管道，同時也致使金泥的后續處理成本提高，降低了經濟效益。因此，對置換過程鋅粉添加量的優化就顯得至關重要。

發明內容

本發明提供一種金濕法冶金置換過程的優化方法，通過對金濕法冶金置換過程置鋅粉添加量的優化，開發置換過程優化操作系統，實現對置換過程的優化控制。

本發明的目的是尋求一種金濕法冶金置換過程的優化方法，它用于解決如下問題：

(1)通過對置換過程鋅粉添加量的優化控制，避免了在人工調節中，由于操作者各自經驗的差異，給生產帶來的不利影響；

(2)通過對置換過程的優化控制，使置換過程的生產更加安全、穩定、高效，確保了金泥的產量和質量，提高了經濟效益；

(3)通過對置換過程的優化控制，提高了置換過程自動化水平，為實現濕法冶金全流程自動化控制奠定基礎。

本發明所提供的金濕法冶金置換過程的優化方法包括：(1)過程數據采集、(2)輔助變量的選擇以及數據預處理、(3)置換過程優化模型的建立、(4)置換過程的優化。

(1)過程數據采集

本發明裝置包括置換過程優化操作系統、上位機、PLC、現場傳感變送部分，如圖3所示。其中現場傳感變送部分包括流量檢測儀表等。在置換過程現場安裝檢測儀表，檢測儀表將采集的信號通過PROFIBUS-DP總線送到PLC，PLC通過以太網定時將采集信號傳送到上位機，上位機把接收的數據傳到置換過程優化操作系統，從而進行置換過程鋅粉添加量的優化控制。