[发明专利]液体中氧气通入量的设置方法

说明书

本发明提供一种液体中氧气通入量的设置方法，所述方法包括：获取当前反应容器集中第一反应容器的条件参数；基于条件参数，将目标案例与案例库中的示范案例进行相似度匹配，获取匹配结果；根据匹配结果，设置当前反应容器集中每一反应容器的氧化还原电位，根据每一反应容器的氧化还原电位，设置对应反应容器的氧气通入量。本发明把目标案例与示范案例进行相似度匹配，根据匹配结果计算每个反应容器的氧化还原电位，进一步得到氧气通入量，保证了氧气输入量的可行性、合理性，降低了氧气的消耗量，提高了针铁矿的生成率，使得针铁矿沉铁过程中铁离子浓度在合适的工艺范围内，提高了沉铁后溶液的合格率和铁渣品味。

技术领域

本发明涉及冶金料液电位领域，更具体地，涉及液体中氧气通入量的设置方法。

背景技术

目前，湿法炼锌是金属锌的主要生产方法，采用该工艺所生产的锌己占世界锌总产量的80％以上，该生产工艺包括磨矿、浸出、净化、电解和熔铸五道工序。冶炼企业大都采用高铁硫化锌精矿为原料的湿法炼锌方法，冶炼过程中，由于硫酸锌浸出溶液中铁离子含量很高，而铁离子含量过高会影响电解锌的质量。因此，将溶液中的铁离子含量降低至工艺要求的范围，成为湿法炼锌中极为重要的一道工序。

针铁矿法是一种常用的降低溶液中铁离子的方法，该方法具有生产设备成本低、溶液过滤后得到的铁渣含铁量较高、夹带金属少和铁渣经过适当预处理能作为炼铁富矿使用等优点，得到了越来越广泛的应用。

图1为现有技术中针铁矿法沉铁过程工艺流程示意图。如图1所示，针铁矿法采用四个级联的反应器，分别为第一反应器101、第二反应器102、第三反应器103和第四反应器104，沉铟后液和沉铁上清液流入第一反应容器101中，经过氧化、水解及中和反应后，溢流到第二反应器102、第三反应器103和第四反应器104中参与反应。3个主要的化学反应如下：

氧化反应：4Fe²⁺+4H⁺+O₂→4Fe³⁺+2H₂O

水解反应：

中和反应：2H⁺+ZnO→Zn²⁺+H₂O

通过向四个反应容器底部通入合适的氧气，使溶液中的Fe²⁺逐渐被氧化成Fe³⁺，向溶液中添加氧化锌调节溶液的pH值，在合适的pH值条件下，Fe³⁺水解生成针铁矿的沉淀。

该流程是一个基于连续搅拌反应釜的长流程工艺，涉及一系列复杂的气、液、固三相化学反应，针铁矿沉铁过程中，Fe²⁺的氧化速率是最为关键的控制参数。

针铁矿法沉铁过程中，Fe²⁺的氧化速率过快，会使短时间内Fe³⁺的含量过高，影响水解反应的正常进行，生成不容易过滤的氢氧化铁胶体；Fe²⁺的氧化速率过慢，会使铁离子含量超标，达不到需要的除铁效果。

Fe²⁺被氧气氧化成Fe³⁺，是典型的氧化还原反应，溶液的氧化能力越强，则Fe²⁺的氧化反应速率越快。其中，氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential，ORP)可以反应溶液的氧化还原能力，通过设置ORP，可以确定氧化还原过程中氧气通入量。因此，设置每个反应器的ORP，就等同于设置每个反应器的氧气通入量，整个针铁矿沉铁过程中需要不断调节氧气通入量，以使得Fe²⁺的氧化速率处于合适的范围，从而保证各个反应容器中铁离子浓度在一定的工艺范围内。