[发明专利]一种稀土萃取生产过程的智能化控制系统

说明书

本发明提供一种稀土萃取生产过程的智能化控制系统，涉及稀土萃取技术领域。该系统包括根据稀土原料的组成来填写料液中各稀土组分的分配比，实时监控稀土萃取现场的流量参数，并据此改变料液浓度、皂化度和洗酸浓度的参数管理模块；通过排级比来控制系统的运行次数的主控模块；修正分离系数，实时读取监测稀土萃取生产过程中的三个流量参数；当槽分布数据与标准流量数据偏差超过设定阈值时，及时自动调整流量参数至标准流量的智能化控制模块；根据系统运行时间的规律性来对计算出的槽分布数据进行储存、调取萃取槽分布数据或历史槽分布曲线的生产数据管理模块；显示生产数据管理模块调取的萃取槽分布数据或历史槽分布曲线的数据显示模块。

技术领域

本发明涉及稀土萃取技术领域，尤其涉及一种稀土萃取生产过程的智能化控制系统。

背景技术

稀土是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇共17种元素。稀土元素具有优良的物理和化学等性能，因此被广泛地应用在各个领域，如在稀土储氢合金、发光材料、永磁材料等领域中发挥着重要的作用。

在稀土混合物中分离出单一或多种稀土元素的分离方法有很多种，包括分级结晶法、分步沉淀法、离子交换色层法、溶剂萃取法、化学气相传输法、氧化还原法和萃取树脂色层法等。利用各个稀土元素在两种互不相溶的液相之间不同的分配方式，将含有稀土原料中每一级的稀土元素依次分离出来的方法称为稀土溶剂萃取法。

稀土萃取分离体系中包括有机相和水相。有机相中主要包括：萃取剂、用来改善萃取剂的物理性质的惰性有机溶剂、不参与反应的稀释剂。水相包括：料液(通常含有两种或两种以上的稀土元素)、用于洗涤难萃的稀土组分而使易萃组分得到纯化的洗涤液、用于解离在有机相中的被萃取物的反萃取液。

按照萃取剂的不同，将萃取体系分为简单分子萃取体系，酸性萃取体系，中性萃取体系，离子缔合萃取体系，协同萃取体系等多种类型。在实际生产中比较广泛使用的是中性络合萃取体系和酸性络合萃取体系。

稀土萃取分离过程中，由于各个组分仅经过一次萃取是很难达到有效分离的目的，只有使水相和有机相进行多次反应接触后易萃组分不断地在有机相中富集，难萃组分在水相中富集，以达到组分纯度的要求。这种将若干个萃取器串联起来并实现水相和有机相多次接触的方式，生产工艺上称为串级萃取。串级萃取按水相和有机相流动方式的不同分为错流萃取、逆流萃取和分馏萃取等工艺。

二十世纪70年代以来，在科研工作者长期努力下，使得稀土萃取分离过程建模领域有了很大突破，最具代表性的就是徐光宪提出的串级萃取理论。串级萃取理论用于研究稀土萃取过程中待萃取稀土元素在各槽体两相中的分布规律以及在不同工艺条件下，各个工艺参数与生产中产品指标间关系；

目前，稀土组分模拟主要是利用徐光宪串级萃取理论进行的稀土串级萃取，从而建立数学模型，对现场槽分布各组分含量进行模拟，该理论要求的条件过于理想化，并与实际有一定的偏差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种稀土萃取生产过程的智能化控制系统，实现对稀土萃取的生产过程进行智能化控制。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种稀土萃取生产过程的智能化控制系统，包括参数管理模块、主控模块、智能化控制模块、生产数据管理模块及数据显示模块；

所述参数管理模块根据稀土原料的组成来填写料液中各稀土组分的分配比，并根据OPC协议与稀土萃取生产过程现场流量计进行实时交互，实时监控稀土萃取现场的料液流量、有机相流量和洗酸流量三种流量参数，并且根据稀土萃取现场流量的实时变化改变料液浓度、皂化度和洗酸浓度；

所述主控模块通过排级比来控制系统的运行次数，即控制系统运行的开始时间和结束时间；所述系统的运行次数对应稀土萃取生产整个萃取过程运行的总时间，控制系统运行次数的3倍代表实际稀土萃取生产运行总时间；

所述系统运行的次数如下公式所示：