湿法冶金浸出过程非线性预测控制方法的研究
发布时间：2021-03-07 11:45
矿产资源是经济社会发展的基础,在经济社会发展中起到了重要作用,经济的可持续快速发展都离不开矿产资源的供给。我国矿产资源丰富,种类繁多,但是我国正处于经济高速发展过程,而且我国人口众多,矿产资源需求量非常大。因此,提高矿产资源的利用率,对于保证国家的可持续发展意义重大。作为提取冶金的两大技术之一,湿法冶金的显著优点在于原料中有价金属综合回收程度高、有利于环境保护、生产过程较易实现连续化和自动化,因此更适合矿产资源的回收利用。浸出过程是湿法冶金核心的操作单元。本文针对某黄金湿法冶炼厂,在深入分析湿法冶金浸出过程特点的基础上,建立了较为完整的动态机理模型,全面系统地开展了湿法冶金浸出过程浸出率预测的研究。在机理模型的基础上,提出了一种基于全局正交配置法的非线性预测控制方法。本文的主要研究工作归纳如下:1.在详细分析氰化浸出过程反应机理的基础上,建立了由固相中金守恒方程、液相中金守恒方程、液相中氰离子守恒方程以及金和氰离子的动力学反应速度模型组成的浸出过程动态机理模型。基于上述模型,仿真得出浸出过程的动态响应并分析模型中各个输入变量对浸出率的影响关系,验证机理模型合理性。2.对于非线性过程,传...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１湿法冶金过程基本工序??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
气力浸出槽利用风机向浸出槽通入空气，一方面提供反应所需的氧气，另一方面充分的??搅拌矿浆，使矿石颗粒与反应试剂、水及氧气充分接触反应，利于金的溶解，因而本文??所采用的浸出设备为气力浸出槽。多级氰化浸出过程的示意图如图１．２所示。??ａ出剂?浸出剂?浸出剂??（ＮａＣＮ）?（ＮａＣＮ）?（ＮａＣＮ）??Ｉ?１压缩空气￣?＂压缩空气?压缩空气￣￣＊＼〇）??１?Ｑ？?ＪＬ?ｒａ．ＰＬ??缓冲箱?＾?ｐ＊?１??ｎ?ｑ?Ｔ?１??Ｖ????Ｖ?ＯＯ??气力浸出Ｗ??气力浸出桷?［ＪＪ?〇Ｊ〇??气力浸出槽?浸取液储槽??图１．２氰化浸出过程示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃｙａｎｉｄｅ?ｌｅａｃｈｉｎｇ??影响氰化浸出的因素诸多，主要包括浸出剂的添加流量、压缩空气流量、矿浆流量??和浓度等。其中，各个浸出槽的浸出剂添加流量直接影响溶液中氰离子的浓度，影响金??的溶解速率，进而影响浸出率，是浸出生产过程的主要物耗；压缩空气流量影响溶解氧??的浓度和搅拌作用的强弱，进而影响氧化还原电位，从而影响浸出率；矿浆流量和浓度??直接影响浸出过程质量、效率等［ｌＱｉ。因此，合理地调整浸出剂的添加流量以及ｍ缩仝气??的流量对改善产品质量、提高生产效率能够起到有效的作用。??另外
大量的研宄证实，金、银溶解于氰化钠溶液属于电化学腐蚀溶解??可以把金的溶解看做坫卩丨Ｉ极表面的金溶解进入溶液的过程。现以金的氰化浸出为例进行??说明，图２．１为金的铽化浸出过程示意图。??阳极区（负极）??２Ａｕ?＋?４ＣＮ－Ｕ２Ａｕ（ＣＮ）２?＿?ｆ＊?２ＣＮ??ｉ?｜?｜?？?Ａｕ（ＣＮ）２??＂￣＂Ｉ?；??２ｅ?Ｉ?＾——〇２??Ｉ?；??０２?＋?２Ｈ２０＋２ｅ＾Ｈ２０２?＋?２０Ｈ?＾?｜?？?Ｈ２０２??｜?ｉ?＾２０Ｈ－??阴极Ｒ?（正极）界面层??Ａ??Ａ１—阴极区面积；Ａ２—阳极区面积；扩散层厚度??图２．ｉ金的ｍ化浸出过程示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇｏｌｄ?ｃｙａｎｉｄａｔｉｏｎ?ｌｅａｃｈｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??其主要反应为：??２Ａｕ?＋?４ＮａＣＮ?＋?０３?４－?２Ｈ?２０?＾?２ＮａＡｕ（ＣＮ），?＋?２ＮａＯＩ?１?＋?Ｈ?２０２?（２．１５）??－１３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国矿产资源:过去、现在和未来[J]. 李文渊,骆云. 中国国土资源经济. 2014(07)
[2]有色冶金过程建模与优化的若干问题及挑战[J]. 桂卫华,阳春华,陈晓方,王雅琳. 自动化学报. 2013(03)
[3]浅析我国矿产资源综合利用[J]. 崔振民,吴伟宏,姜琳,孙志伟. 中国矿业. 2013(02)
[4]我国选冶自动化的现状和未来[J]. 周俊武,徐宁. 有色冶金设计与研究. 2011(Z1)
[5]湿法冶金浸出过程建模与仿真研究[J]. 胡广浩,毛志忠,周俊武,何大阔. 系统仿真学报. 2011(06)
[6]一种非线性系统自适应预测控制方法[J]. 袁忠于,周凤岐. 火力与指挥控制. 2011(01)
[7]中国矿产资源战略问题[J]. 梅燕雄,杨德凤,叶锦华,龚羽飞,李进文,瞿泓滢. 中国矿业. 2008(06)
[8]基于T-S模糊模型的状态反馈预测控制[J]. 王书斌,胡品慧,林立. 控制理论与应用. 2007(05)
[9]钴萃取工艺的控制系统[J]. 樊甲斌,杨立斌. 石油化工自动化. 2004(06)
[10]草酸钴车间萃取工艺自动化监控系统[J]. 徐宁. 有色金属. 2004(03)
硕士论文
[1]工业过程动态优化研究[D]. 陶卉.浙江大学 2006
[2]广义预测控制的快速算法研究及应用[D]. 杨华.燕山大学 2006
本文编号：3069028
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１湿法冶金过程基本工序??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
气力浸出槽利用风机向浸出槽通入空气，一方面提供反应所需的氧气，另一方面充分的??搅拌矿浆，使矿石颗粒与反应试剂、水及氧气充分接触反应，利于金的溶解，因而本文??所采用的浸出设备为气力浸出槽。多级氰化浸出过程的示意图如图１．２所示。??ａ出剂?浸出剂?浸出剂??（ＮａＣＮ）?（ＮａＣＮ）?（ＮａＣＮ）??Ｉ?１压缩空气￣?＂压缩空气?压缩空气￣￣＊＼〇）??１?Ｑ？?ＪＬ?ｒａ．ＰＬ??缓冲箱?＾?ｐ＊?１??ｎ?ｑ?Ｔ?１??Ｖ????Ｖ?ＯＯ??气力浸出Ｗ??气力浸出桷?［ＪＪ?〇Ｊ〇??气力浸出槽?浸取液储槽??图１．２氰化浸出过程示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃｙａｎｉｄｅ?ｌｅａｃｈｉｎｇ??影响氰化浸出的因素诸多，主要包括浸出剂的添加流量、压缩空气流量、矿浆流量??和浓度等。其中，各个浸出槽的浸出剂添加流量直接影响溶液中氰离子的浓度，影响金??的溶解速率，进而影响浸出率，是浸出生产过程的主要物耗；压缩空气流量影响溶解氧??的浓度和搅拌作用的强弱，进而影响氧化还原电位，从而影响浸出率；矿浆流量和浓度??直接影响浸出过程质量、效率等［ｌＱｉ。因此，合理地调整浸出剂的添加流量以及ｍ缩仝气??的流量对改善产品质量、提高生产效率能够起到有效的作用。??另外
大量的研宄证实，金、银溶解于氰化钠溶液属于电化学腐蚀溶解??可以把金的溶解看做坫卩丨Ｉ极表面的金溶解进入溶液的过程。现以金的氰化浸出为例进行??说明，图２．１为金的铽化浸出过程示意图。??阳极区（负极）??２Ａｕ?＋?４ＣＮ－Ｕ２Ａｕ（ＣＮ）２?＿?ｆ＊?２ＣＮ??ｉ?｜?｜?？?Ａｕ（ＣＮ）２??＂￣＂Ｉ?；??２ｅ?Ｉ?＾——〇２??Ｉ?；??０２?＋?２Ｈ２０＋２ｅ＾Ｈ２０２?＋?２０Ｈ?＾?｜?？?Ｈ２０２??｜?ｉ?＾２０Ｈ－??阴极Ｒ?（正极）界面层??Ａ??Ａ１—阴极区面积；Ａ２—阳极区面积；扩散层厚度??图２．ｉ金的ｍ化浸出过程示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇｏｌｄ?ｃｙａｎｉｄａｔｉｏｎ?ｌｅａｃｈｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??其主要反应为：??２Ａｕ?＋?４ＮａＣＮ?＋?０３?４－?２Ｈ?２０?＾?２ＮａＡｕ（ＣＮ），?＋?２ＮａＯＩ?１?＋?Ｈ?２０２?（２．１５）??－１３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国矿产资源:过去、现在和未来[J]. 李文渊,骆云. 中国国土资源经济. 2014(07)
[2]有色冶金过程建模与优化的若干问题及挑战[J]. 桂卫华,阳春华,陈晓方,王雅琳. 自动化学报. 2013(03)
[3]浅析我国矿产资源综合利用[J]. 崔振民,吴伟宏,姜琳,孙志伟. 中国矿业. 2013(02)
[4]我国选冶自动化的现状和未来[J]. 周俊武,徐宁. 有色冶金设计与研究. 2011(Z1)
[5]湿法冶金浸出过程建模与仿真研究[J]. 胡广浩,毛志忠,周俊武,何大阔. 系统仿真学报. 2011(06)
[6]一种非线性系统自适应预测控制方法[J]. 袁忠于,周凤岐. 火力与指挥控制. 2011(01)
[7]中国矿产资源战略问题[J]. 梅燕雄,杨德凤,叶锦华,龚羽飞,李进文,瞿泓滢. 中国矿业. 2008(06)
[8]基于T-S模糊模型的状态反馈预测控制[J]. 王书斌,胡品慧,林立. 控制理论与应用. 2007(05)
[9]钴萃取工艺的控制系统[J]. 樊甲斌,杨立斌. 石油化工自动化. 2004(06)
[10]草酸钴车间萃取工艺自动化监控系统[J]. 徐宁. 有色金属. 2004(03)
硕士论文
[1]工业过程动态优化研究[D]. 陶卉.浙江大学 2006
[2]广义预测控制的快速算法研究及应用[D]. 杨华.燕山大学 2006
本文编号：3069028
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