[发明专利]湿法冶金浸出过程浸出率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，特别提供一种湿法冶金浸出过程浸出率预测与优化操作方法，即提供一种预测浸出率的方法，并为浸出过程设计最合理的操作条件以降低成本。 

背景技术

随着高品位矿石的逐渐减少，湿法冶金工业已经开始受到世界各国的高度重视。湿法冶金全过程的一般工艺流程为：①矿石原料预处理(磨矿)；②矿石原料浸出；③固液分离、溶液净化、富集及分离(萃取)；④从溶液中回收化合物或金属。 

湿法冶金技术得到长足发展主要缘于它在以下几方面中的优势： 

(1)可以处理低品位物料，包括低品位原生硫化矿、氧化矿、表外矿及废弃的尾矿，并可对一些低品位二次资源中的有价金属进行回收； 

(2)可以处理复杂矿石，包括一些低品位复杂矿石及大洋锰结核，能够有效回收其中的各种有价金属； 

(3)可以提高资源的综合利用率，在提取精矿中主金属的同时，可以回收一些伴生的稀贵金属(Au，Ag及铂族金属)及稀散金属； 

(4)劳动条件较好，有利于环保，较容易实现清洁生产； 

(5)吸入了其他一些学科的理论与新技术，相关学科的发展也促进了它的发展。 

浸出过程是湿法冶金的第一个工序，浸出液的品质好坏直接决定了后面工序提取金属的纯度，因此对浸出过程的研究就显得尤为重要。浸出过程最主要的生产指标是浸出率，浸出率直接反应浸出过程的产品质量，目前浸出率的检测方法大多是离线化验检测，检测时间长、成本高，通常只化验最终的浸出率，因此国内各主要湿法冶金厂通常采取延长浸出时间的方法来确保浸出率达到生产要求，这不但影响生产效率而且增加了原料的损耗(硫酸、焦亚硫酸钠)，因此建立一个浸出率预测模型就成为了当务之急。目前对浸出过程的建模研究，还处于空白的层面上。国内浸出过程的普遍生产操作粗糙，浸出时间长，能耗大，直接拖累了后面的工序，为此，国家科技部批准立项对湿法冶金浸出过程的优化技术进行攻关，要求开发具有自主知识产权的浸出过程优化控制软件系 统，并应用研究成果在示范基地建立浸出过程自动化生产线，逐步在各湿法冶金工厂推广应用，促进我国湿法冶金工业的跨越式发展。 

发明内容

本发明是国家科技部批准的《国家863计划选冶过程测控关键技术与设备》攻关项目中的《湿法冶金过程优化控制软件系统开发》的配套新技术。 

本发明提供了湿法冶金浸出过程浸出率预测与优化操作方法，根据建立的混合模型预报浸出率，并给出优化操作指导。 

本发明以国家863实验基地的浸出生产线为研究对象，经过长时间的现场调研、查阅文献、方程推导，建立起了完整的浸出过程动态机理模型。由于在建立机理模型过程中做了很多假设估计了很多参数量，因此使机理模型与实际系统之间存在着建模误差。因此只要能估计出建模误差，并将其加到机理模型上，将使模型的精度大为提高，本发明将支持向量机建立的误差数据模型补偿到机理模型上，以确保模型的准确性。在优化研究上本发明研究人员经过了长时间的现场调研，建立起了适合湿法冶金浸出过程的优化模型，并根据现场实际情况采用了在线优化的策略，采用繁殖PSO算法对优化目标进行求解，使得求解精度提高，该优化方法的特点是安全可靠、风险小、成本低、易于推广。 

本发明的机理模型由研究矿物浸出的动力学原理出发，逐步建立浸出过程物料平衡方程及能量平衡方程。设有一浸出过程，反应速度受化学反应控制，则： 

-dNdt=kSC---(1)]]>

其中：N为矿物的量，t为时间，S为颗粒表面积，k为反应常数，C为浸出液酸的浓度。 

在反应的过程中，颗粒的表面积S将发生改变。其半径为r_k，密度为ρ，M为矿物的摩尔质量，则： 

S＝4πr_k²                                (2)