[发明专利]湿法冶金萃取过程组分含量预测与优化操作方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，特别提供一种基于混合模型的萃取组分含量预 测与优化操作方法，即提供一种实时预测萃余液组分浓度并提供优化操作指导 的方法。

背景技术

湿法冶金工艺是逐渐成熟并且迫切需要工业化的新工艺，与传统的火法冶 炼相比，湿法冶金技术具有高效、清洁、适用于低品位复杂金属矿产资源回收 等优势。特别是针对我国矿产资源贫矿多，复杂共生，杂质含量高的特点，湿 法冶金工艺工业化对于提高矿产资源的综合利用率，降低固体废弃物产量，减 少环境污染，都有着重大意义。

近几年湿法冶金工艺、设备研究进展迅速。但是湿法冶金工艺流程复杂， 设备类型多样，工艺条件恶劣，如高温、高压、强腐蚀等，所以湿法冶金工艺 要实现大规模工业化自动控制水平的提高，才能保证生产安全、稳定、连续的 运行，才能保证产品质量和产量。

湿法冶金串级萃取除杂过程工艺流程如图1所示，整条萃取生产线由多级 萃取槽串联组成，自左向右依次为由多级萃取槽构成的萃取段、洗涤段、反萃 段和反铁段。每级萃取槽由混合室和澄清室组成，在萃取分离过程中，通过对 萃取槽体独特的结构设计和萃取过程混合室内搅拌电机的动力作用，使得有机 相和水相在混合室、澄清室并流，而整体却产生逆向流动。有机相总是从左向 右流动，水相总是从右向左流动。澄清室中的溶液根据有机萃取剂与水互不相 溶的原理分为两层：上层为有机相，下层为水相。操作者根据串级萃取原理， 按照一定平衡比例关系，控制有机、料液、洗液、反萃液以及反铁液的流量。 萃取段的作用是把水相料液中的绝大部分杂质金属和少量有价金属萃入有机 相；洗涤段的作用是通过洗液与有机相的接触，把绝大部分有价金属洗回水相； 而反萃段与反铁段的作用是使杂质金属重新返回水相，从而有机相得以再生。

为了保证产品的质量，提高金属的收率，降低消耗，充分发挥设备的生产 能力，生产过程中需要对萃取生产线水相出口(萃余液)中产品组分浓度进行 化验。在实际生产中，组分浓度均无法在线测量，而是采用离线实验室分析获 得，但离线分析滞后数小时，且分析采样次数少(1次/天)，远远不能满足控制 的要求。有两种途径来解决这一问题，其一是采用在线分析仪；其二是通过对 过程进行建模，实现组分浓度的预测。由于前者功能还不完善，且投资较大、 难以维护，尚不能全面满足湿法冶金萃取分离生产过程的连续在线检测需求； 因此最好的解决方案是使用第二种途径，即建立萃取过程组分含量的预测模型， 在不增加投资的前提下在线预测各组分的浓度。

目前，尚未见有关湿法冶金萃取过程组分含量混合建模方法与优化操作指 导的报道。工厂所采用的方法是对这些组分浓度取样进行人工化验，通过离线 分析方式获得，操作者根据组分浓度化验值来调整流量设定值，以保证生产目 标所规定的产品纯度和料液处理量。这种方法的缺点是，人工化验滞后大，达 数小时；另外由于化验成本问题使得采样周期都较长，因此，这些化验值难以 直接用于质量控制。操作者主要依靠各自的经验进行调节，从而使产品的一次 合格率很难保证，辅料消耗增加，产品成本提高。

发明内容

本发明提供一种湿法冶金萃取过程组分含量预测与优化操作方法，通过对 湿法冶金萃取过程的混合建模，实现萃余液组分含量的实时预测，并对萃取过 程提供在线优化操作指导。

本发明的目的是寻求一种供湿法冶金萃取分离生产过程中组分含量预测与 优化操作的方法，它用于解决如下问题：

(1)为湿法冶金萃取除杂过程实现自动控制提供组分含量监测数据，实现 萃取除杂过程的优化操作指导；

(2)通过对料液成分、流量等易变因素的实际波动情况进行模拟，掌握不 同波动幅度对产品质量的影响，提供适时而合理地优化操作指导，保证产品质 量，实现萃取过程的优化控制；

(3)本发明的软测量方法既考虑了机理模型的优势，又综合了数据模型的 特点，并能够模拟萃取除杂生产过程，掌握生产过程中的辅料消耗，制定合理 的生产计划。

(4)取代人工化验分析，达到及时准确检测生产状况的目的。

本发明所提供的湿法冶金萃取过程组分含量预测与优化操作方法包括：(1) 过程数据采集、(2)辅助变量的选择以及标准化处理、(3)混合模型的建立、(4) 混合模型的校正、(5)优化操作指导的确定等步骤。

(1)过程数据采集