[發(fā)明專利]一種濕法冶金濃密洗滌過程底流濃度優(yōu)化控制方法

有效

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• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104460721B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 周俊武;王福利;張淑寧;楊曉東;倉冰南
• 申請（專利權(quán)）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，主要是提出了一種基于在線線性化機理模型的預測控制方法，并提供一種針對濕法冶金濃密洗滌過程底流濃度的優(yōu)化控制方法。?

背景技術(shù)

濕法冶金工藝是逐漸成熟并且迫切需要工業(yè)化的新工藝，與傳統(tǒng)的火法冶金相比，濕法冶金技術(shù)具有高效、清潔、適用于低品位復雜金屬礦產(chǎn)資源回收等優(yōu)勢。特別是針對我國礦產(chǎn)資源貧礦多，復雜共生，雜質(zhì)含量高的特點，濕法冶金工藝工業(yè)化對于提高礦產(chǎn)資源的綜合利用率，降低固體廢棄物產(chǎn)量，減少環(huán)境污染，都有重大的意義。?

濃密洗滌過程是濕法冶金大規(guī)模生產(chǎn)工藝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是有價金屬綜合回收率、維持生產(chǎn)流程的固液平衡的保證，起到浸出與置換之間的關(guān)鍵橋梁與紐帶作用。浸出、濃密洗滌以及置換過程的工藝聯(lián)系如圖1所示。?

發(fā)明中使用到的濃密機是濃密洗滌過程中基于重力沉降作用的關(guān)鍵設備，它起到了將礦漿中固相和液相分離的作用。我們以直徑50m的液壓驅(qū)動周邊齒條傳動濃密機為例，介紹一下濕法冶金濃密洗滌過程的工藝流程。?

在濃密機的圓形槽體內(nèi)中央部位設有中心給料井；沿槽的周邊設有溢流槽；底部中心設有排泥錐；還設有將槽底濃縮礦漿推向排泥錐的耙機。浸出后礦漿經(jīng)過給礦管道進入中心給料井，給料井中的礦漿在重力作用下進行沉降，最終聚集在濃密機底部。礦漿中密度較大的物料顆粒，在重力的作用下，很快進入壓縮沉降層；水和小固體顆粒，因為密度小，會沿著放射方向橫向流動進入過濾沉降層，隨著水流的上升，最后上升到澄清層。同時又有許多新的顆粒不斷補充到過濾層，形成一個動態(tài)的平衡。沉降到槽底的濃密礦漿，經(jīng)過耙機規(guī)律性的圓周運動，從而實現(xiàn)礦漿的均化處理，順著耙機上的刮板滑向槽底中心的排泥錐，并由底流泵送入下一個設備進入下一工序。溢流水通過溢流槽排出，進入下一環(huán)節(jié)使用。?

濃密洗滌過程目的是得到從浸出礦漿中分離出含可溶性組分的浸出液和排出經(jīng)洗滌后的浸出渣。目前，濃密機生產(chǎn)過程主要以現(xiàn)場手動操作為主，自動化水平較低。由于人工手動操作調(diào)整底流泵時，當?shù)琢鞅锰幱诘皖l運轉(zhuǎn)時，如果上游來料增大，由于操作不及時，致使底流濃度變大，設備負擔過重，導致“壓耙”事故；當?shù)琢鞅锰幱诜€(wěn)定運轉(zhuǎn)，如果上游來料減少時，由于操作沒有及時進行調(diào)整，致使底流濃度越來越小，使后續(xù)生產(chǎn)難以進行。即使對于已實現(xiàn)自動控制的濃密機，由于其工藝機理復雜，操作環(huán)境惡劣，具有大慣性、非線性以及來料性質(zhì)波動等問題，也會出現(xiàn)控制效果不佳，致使?jié)饷軝C生產(chǎn)過程不僅崗位操作員勞動強度大，生產(chǎn)效率低，且濃密機安全運行存在著諸多隱患，嚴重影響著后續(xù)工序正常生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的提高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是提供一種濕法冶金濃密洗滌過程底流濃度優(yōu)化控制方法，能實現(xiàn)濕法冶金濃密度洗滌過程底流濃度的自動控制。?

采用的技術(shù)方案是：?

一種濕法冶金濃密洗滌過程底流濃度優(yōu)化控制方法，其特征在于：根據(jù)濕法冶金相關(guān)工藝流程，通過研究機理模型找出濃密洗滌過程底流濃度控制的控制難點；以處理后的機理模型為基礎，建立預測模型，以底流濃度、底流流量與底流流量變化量為優(yōu)化參數(shù)進行濃密洗滌過程底流濃度的預測控制，實現(xiàn)濕法冶金濃密洗滌過程底流濃度的自動控制，并在界面中友好的顯示，包括下述步驟：?

(1)通過研究濃密過程機理，得到濃密過程非線性機理模型。采用分層的思想得到分層的機理模型，在每個采樣時刻對非線性機理模型進行雅克比線性化處理，建立了在線的線性化機理模型作為濃密洗滌過程底流濃度模型預測控制的預測模型，對濃密過程下一時段的行為做出預測進行底流濃度的自動控制。?

(2)完成濃密洗滌過程模型預測控制的滾動優(yōu)化和反饋校正。在每一時刻k,要確定從該時刻起的M個控制增量Δu(k),…,Δu(k+M-1)，使被控對象在其作用下未來P個時刻的輸出預測值盡可能的接近給定的期望值r(t+kT_s)，T_s為采樣周期；M、P分別稱為控制時域和優(yōu)化時域，要求M≤P。?

在第k個采樣間隔內(nèi)的優(yōu)化性能指標公式(1)所示：?