[发明专利]湿法炼锌中性浸出过程pH值软测量方法和系统

权利要求书

1.一种湿法炼锌中性浸出过程pH值软测量方法，其特征在于，所述测量方法由计算机执行，包括以下步骤：

获取反应槽数据，所述反应槽数据包括：F_j#为进入第j个反应槽的溶液流量、c_j#为进入第j个反应槽溶液的酸度、m_j#为每小时进入第j个反应槽的锌焙砂质量、进入每个反应槽的每种溶剂的流量F_i、进入每个反应槽的每种溶剂的酸度c_i和进入每个反应槽的锌焙砂流量mi；

基于F_j#和c_j#获取H⁺的累积量；基于m_j#获取H⁺的消耗量；基于所述H⁺的累积量和所述H⁺的消耗量获取末尾反应槽出口的H⁺浓度；基于所述H⁺浓度获取化学反应衡算模型；基于预设的工况获取每种工况下的化学反应衡算模型；

基于F_i、c_i和mi获取每个反应槽的反应动力学模型；将所有反应槽的反应动力学模型集成，得到反应动力学总模型；基于预设的工况获取每种工况下的反应动力学总模型；

基于F_j#和m_j#获取中性浸出过程数据驱动模型，基于预设的工况获取每种工况下的中性浸出过程数据驱动模型；

将所有工况下的化学反应衡算模型、反应动力学总模型和中性浸出过程数据驱动模型进行集成，得到中性浸出过程集成模型；所述中性浸出过程集成模型用于pH值的软测量；

所述H⁺的累积量的获取方法包括：

T_j＝20(n-j+1)

其中：

T_j为每个反应槽的累加时长；j＝1，...，n，n为反应槽的数量；

F_j#为进入第j个反应槽的溶液流量；

c_j#为进入第j个反应槽溶液的酸度；

为第j个反应槽在T_j时间段内进入第j个反应槽的溶液流量F_j#与进入第j个反应槽溶液的酸度c_j#乘积的累加；

所述H⁺的消耗量的获取方法包括：

其中：

m_j#为每小时进入第j个反应槽的锌焙砂质量；

θ为锌焙砂的溶解度，M_AO为反应物的物质的量；

为第j个反应槽在T_j时间段内每小时进入第j个反应槽的锌焙砂质量m_j#的累加；

所述H⁺浓度的获取方法包括：

为第j个反应槽在T_j时间段内进入第j个反应槽的溶液流量F_j#的累加；

所述化学反应衡算模型为：

其中：

F_j#为进入第j个反应槽的溶液流量；

c_j#为进入第j个反应槽溶液的酸度；

m_j#为每小时进入第j个反应槽的锌焙砂质量；

θ为锌焙砂的溶解度，M_AO为反应物的物质的量；

所述预设的工况包括：极低酸工况、低酸工况、正常工况、高酸工况和极高酸工况；

所述预设的工况的具体划分方法包括：

获取酸料比S，预设分界点p₁、p₂、p₃和p₄；

当S＜p₁时，为极低酸工况；当p₁≤S＜p₂时，为低酸工况；当p₂≤S＜p₃时，为正常工况；当p₃≤S＜p₄时，为高酸工况；当p₄≤S时，为极高酸工况；

所述每个反应槽的反应动力学模型为：

pH_j#＝-logc^j#

其中：

为第j个反应槽出口流量，V为反应槽的体积，r₀为锌焙砂颗粒半径，α^j#为入j#反应槽锌焙砂中有效基质表面积所占的比例，m_i为进入每个反应槽的锌焙砂流量，为锰矿浆及j#反应槽其他溶液中固体有效基质表面积；

i为溶剂种类；

t₀为初始时刻；

为初始时刻第j个反应槽的出口溶液酸度；F_i表示进入第j个反应槽内第i种溶剂的流量；

所述中性浸出过程数据驱动模型的获取方法包括：

以F_j#和m_j#为输入量，pH值作为输出量，以径向基函数神经网络为基本结构，构建中性浸出过程数据驱动模型；

所述径向基函数神经网络的获取方法为：

基于min-max归一化方法对所述输入量进行数据预处理，得到样本数据；

基于K-means聚类方法处理所述样本数据，得到径向基函数；

基于所述径向基函数构建径向基函数神经网络；

所述中性浸出过程集成模型为：

其中：

X代表各个模型的输入参数；

当j＝1时表示化学反应衡算模型，当j＝2时表示反应动力学总模型，当j＝3时表示中性浸出过程数据驱动模型；

g_i(σ_ji)为隶属于第j个模型的第i个工况的隶属度函数；

σ_ji为隶属度函数参数；

ω₁、ω₂和ω₃分别表示化学反应衡算模型、反应动力学总模型和中性浸出过程数据驱动模型的权重；

ξ为偏差项。