[发明专利]一种湿法炼锌除铜过程锌粉有效性系数预测方法

摘要

本发明公开了一种湿法炼锌除铜过程锌粉有效性系数预测方法，将锌湿法冶炼净化除铜过程化学反应计量学模型与连续搅拌反应釜物料衡算模型集成，根据出、入口铜离子浓度、锌粉添加量、流量、铜渣氧化亚铜含量化验值等过程参数建立除铜过程锌粉有效性系数预测方法，基于工业运行数据建立锌粉有效性系数数据库，采用时间序列预测方法与自适应窗口长度调节算法，在线预测当前锌粉有效性系数，避免缺乏对除铜反应锌粉除杂效率的测度所导致的锌粉过添加或欠添加产生的出口铜离子浓度波动大、合格率低的问题，为实现湿法炼锌除铜过程出口铜离子浓度的稳定控制提供必要条件。

主权项

1.一种湿法炼锌除铜过程锌粉有效性系数预测方法，其特征在于包含以下步骤：第一步：有效性系数的测定以出口铜离子浓度、流量、入口铜离子浓度和锌粉添加量工况参数作为输入，根据稳态化学计量方程式、连续搅拌反应釜物料衡算式，离线测定除铜反应过程锌粉有效性系数，具体为：步骤1：对至时刻内实时检测数据，即溶液流量、锌粉添加量进行异常值处理和数据平滑处理；步骤2：计算时刻至时刻流量、锌粉添加量的累积平均值，：(1)(2)其中，、分别为流量、锌粉添加量的实时检测值，、为时刻溶液流量、锌粉添加量的累积平均值，为计算机在单位时间内采样数；步骤3：对出、入口铜离子浓度化验值、，铜渣氧化亚铜含量化验值进行数据预处理，结合实时数据的累积平均值建立长度为的除铜工况参数集：(3)步骤4：根据计算单位时刻内溶液中氧化亚铜沉淀、单质铜沉淀分别消耗铜离子质量、：(4)(5)步骤5：根据除铜过程氧化亚铜、单质铜的反应计量方程式(6)、(7)，分别确定各反应的锌粉计量学消耗量、：(6)(7)(8)(9)其中，M为锌与铜的摩尔质量比；步骤6：由步骤5可知在铜渣氧化亚铜含量化验值为的条件下，铜离子消耗量与锌粉消耗量的比值为，结合连续搅拌反应釜物料衡算式，确定除铜反应器内锌粉的变化量；(10)其中，为反应器个数，为反应器的体积；步骤7：除铜过程在时刻锌粉理论添加量为各反应锌粉计量学消耗量以及反应器内锌粉变化量之和：(11)步骤8：计算时刻锌粉有效性系数：(12)第二步：根据历史锌粉有效性系数测定值在线预测当前锌粉有效性系数由于当前锌粉有效性系数测定中需要未来时刻出口铜离子浓度，因此，以历史锌粉有效性系数为基础，采用时间序列预测方法在线预测当前锌粉有效性，并根据离线测定值与在线预测值之残差进行补偿，同时，为保证不同工况下在线预测值的精度，在时间序列预测方法中加入自适应窗口长度调节算法：步骤1：根据第一步的离线锌粉有效性系数预测方法，建立历史锌粉有效性系数数据库；步骤2：设定窗口长度初始值，计算窗口内历史锌粉有效性系数时间序列极值点数，根据调节当前窗口长度，该自适应窗口长度调整函数为：(13)其中，，，为常数，，当窗口内极值数为0时，锌粉有效性系数呈单一趋势变化，窗口长度涵盖较少的历史数据即可；当极值数为1时，锌粉有效性系数发生转变，窗口长度延长为；当极值点超过1时，锌粉有效性系数波动大，窗口长度延长至最大；步骤3：采用时间序列预测方法对窗口中时间序列进行预测，获得当前时刻锌粉有效性系数；步骤4：根据第一步，测定离线锌粉有效性系数，并获得离线测定值与在线预测值之间残差，根据残差补偿时间序列预测结果。