[发明专利]湿法冶金全流程分层优化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，提出一种湿法冶金全流程分层优化控制方法，并进而提供一种湿法冶金全流程分层优化控制技术。 

背景技术

湿法冶金具有高效、清洁、适用于低品位复杂金属矿产资源回收等优势，特别适于我国矿产资源贫矿多，复杂共生，杂质含量高等特点，特别是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，与湿法冶金工艺相适应的全流程优化控制技术成为确保其安全、稳定生产运行，大规模产业化亟待解决的重要问题。 

湿法冶金过程的工艺流程如图1所示，它是一个将矿石、经选矿富集的精矿或其他原料经与水溶液或其他液体相接触发生化学反应，使原料中所含的有用金属转入液相，再将液相中所含的各种有用金属进行分离富集的过程。该过程是由一系列子过程(如浸出、压滤洗涤和置换)连接而成的复杂过程，随着优化技术的发展，对复杂湿法冶金过程的全流程优化也提出了越来越高的要求，单一子过程的优化已不能满足整个过程生产的需要，必须将单一子过程的优化问题融入到整个流程优化中，进而实现湿法冶金过程的全流程优化控制。 

目前，尚未见有关湿法冶金全流程优化控制方面的报道。目前，湿法冶金企业所采用的方法主要是由流程管理工程师凭人工经验进行指标与设定控制，导致对湿法冶金过程生产的指导带有较大的模糊性与随意性，难以保证生产的全流程优化运行，实现高效低耗。 

发明内容

本发明的目的是提出一种湿法冶金全流程分层优化方法，即在生产管理部门确定总产出与总消耗的条件下，将全流程优化控制问题分为工序级指标优化和过程级回路设定优化两层结构加以实现。首先，通过建立描述湿法冶金各工序产出与最小消耗关系的各工序指标相关关系模型，以全流程经济效益最大为目标，以工序指标为决策变量，建立工序指标优化模型并加以求解，进而实现工序指标优化；然后，在各工序过程模型的基础上，将工序指标优化结果引入约束，以生产操作偏好或消耗最小为优化目标，以关键控制回路设定为决策变量，建立工序过程优化模型并加以求解，进而实现关键控制回路设定优化。湿法冶金全流程分层优化控制方法主要包括各工序指标相关关系模型以及过程模型的建立、工序指标优化模型与工序过程优化模型 的建立以及求解等步骤。 

采用的技术方案是： 

湿法冶金过程的分层全流程优化方法，包括下述工艺步骤： 

1)各个工序的过程模型和指标相关关系模型的建立 

(A)各工序指标相关关系模型的建立 

工序指标相关关系模型主要是体现投入与产出关系的工序最小消耗模型，即各个工序指标与最小消耗之间的关系。利用实际生产过程指标数据，以产出指标为输入、以其对应最小消耗为输出建立各工序指标相关关系数据模型。以图1所示湿法冶金工艺流程为例，该生产全流程各工序指标相关关系模型为： 

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—一次浸出过程氰化钠最小消耗所折算的费用； 

Q_M2—二次浸出过程氰化钠最小消耗所折算的费用； 

Q_M3—置换过程锌粉最小消耗所折算的费用； 

F_i—工序指标与最小消耗之间的关系模型(如神经网络模型)； 

Q_s—流入浸出槽的矿石流量； 

C_w—流入浸出槽的矿浆浓度； 

C_s0—原矿中金的初始品位；