[发明专利]金湿法冶金置换过程的优化方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，特别提供一种金湿法冶金置换过程的优化方法，即提供一种金湿法冶金置换过程锌粉添加量的优化方法。

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，与传统的火法冶金相比，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，所以湿法冶金工艺只有大规模提高工业化自动控制水平，才能保证生产安全、稳定、高效、连续的运行，进而确保产品的质量和产量。

置换过程是湿法冶金的重要工序之一，置换法是在溶液中较负电性的金属还原较正电性金属的离子，如利用锌粉置换还原金。金属置换在湿法冶金中应用较广，其优点在于：具有较高效率与较快的反应速率，简便的处理设备，以纯净的金属单质形式回收大部分金属，产生相对较少的浆液等。目前置换过程的控制还停留在离线化验分析、经验调整、手动控制的水平，导致整个湿法冶金企业生产效率低、资源消耗大、产品质量不稳定，成为制约我国湿法冶金工业发展的瓶颈。

锌粉置换工艺主要由贵液净化、脱氧和锌粉置换三个作业组成，其基本工序图如图1所示：

(1)净化。矿浆过滤、洗涤产出的贵液中，含有少量矿泥和难于沉淀的悬浮颗粒，它们的存在会污染锌的表面、降低金的沉淀率并消耗贵液中的氰化物。净化所用设备主要是板框压滤机和自动反洗过滤器。该作业目的是清除贵液中的固体悬浮物，避免其进入置换作业，影响置换效果和金泥质量，因此要求净化后贵液中悬浮物含量越低越好；

(2)脱氧。含金溶液由于氰化作业时的充气和作业过程中与空气的接触，其中常含有较高的溶解氧，大量氧的存在，会在向溶液中加锌置换金时造成溶液中金的沉淀速度慢且不完全，并使已沉淀金反溶解和增大锌粉的消耗。该作业的主要目的是除去溶液中的溶解氧，所用的设备为真空脱氧塔，可使贵液中含氧量降到0.5g/m³以下；

(3)置换。该作业由两部分组成，锌粉添加和置换部分。锌粉添加要求添加量准确，添加迅速、连续，尽量避免锌粉氧化和受潮结块；锌粉添加是由锌粉加料机和锌粉混合器联合完成的，当锌粉加入贵液中，置换反应便开始进行，在板框压滤机内完成最终的置换反应和金泥过滤，最终在滤布上形成一层金泥。锌粉置换过程示意图如图2所示。

目前，工厂对置换过程中锌粉添加量的设定值，是操作人员凭借各自的经验，根据离线化验所得的置换率和金泥品位来确定的，从而确保置换率满足要求。这种方法的缺点是：(1)人工化验滞后大，达数小时，因此，这些化验值难以直接用于置换率的控制。(2)操作者主要依靠各自的经验进行调节，但由于操作经验的差异,造成锌粉加入量波动很大。多加的锌粉固然可以保证贵金属被全部置换，但也造成了锌粉的不必要浪费，不仅容易堵塞管道，同时也致使金泥的后续处理成本提高，降低了经济效益。因此，对置换过程锌粉添加量的优化就显得至关重要。

发明内容

本发明提供一种金湿法冶金置换过程的优化方法，通过对金湿法冶金置换过程置锌粉添加量的优化，开发置换过程优化操作系统，实现对置换过程的优化控制。

本发明的目的是寻求一种金湿法冶金置换过程的优化方法，它用于解决如下问题：

(1)通过对置换过程锌粉添加量的优化控制，避免了在人工调节中，由于操作者各自经验的差异，给生产带来的不利影响；

(2)通过对置换过程的优化控制，使置换过程的生产更加安全、稳定、高效，确保了金泥的产量和质量，提高了经济效益；

(3)通过对置换过程的优化控制，提高了置换过程自动化水平，为实现湿法冶金全流程自动化控制奠定基础。

本发明所提供的金湿法冶金置换过程的优化方法包括：(1)过程数据采集、(2)辅助变量的选择以及数据预处理、(3)置换过程优化模型的建立、(4)置换过程的优化。

(1)过程数据采集

本发明装置包括置换过程优化操作系统、上位机、PLC、现场传感变送部分，如图3所示。其中现场传感变送部分包括流量检测仪表等。在置换过程现场安装检测仪表，检测仪表将采集的信号通过PROFIBUS-DP总线送到PLC，PLC通过以太网定时将采集信号传送到上位机，上位机把接收的数据传到置换过程优化操作系统，从而进行置换过程锌粉添加量的优化控制。