[发明专利]金湿法冶金置换过程中置换率和金泥品位的在线预测方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，特别提供一种基于机理与数据模型的湿法冶金置换过程关键技术指标预测方法，即提供一种实时在线预测置换率和金泥品位的方法。

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                                               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。

为了保证金泥产品的质量，提高金的回收率，降低消耗，充分发挥设备的生产能力，生产过程中需要对置换过程的置换率和金泥品位进行测量。在实际生产中，置换率和金泥品位均无法在线测量，而是采用离线实验室化验获得，但离线化验滞后数小时，而且置换率化验采样次数少（最多3次/天），金泥品位化验只能在一个批次结束后才能进行，这些问题都远远不能满足控制的要求。有两种途径来解决这一问题，其一是采用在线分析仪；其二是通过对过程进行建模，实现对置换率和金泥品位的预测。由于前者功能还不完善，且投资较大、难以维护，尚不能全面满足湿法冶金置换生产过程的连续在线检测需求；因此最好的解决方案是使用第二种途径，即建立置换过程置换率和金泥品位的预测模型，在不增加投资的前提下在线预测置换率和金泥品位。

发明内容

本发明提供一种金湿法冶金置换过程中置换率和金泥品位的在线预测方法，通过对金湿法冶金置换过程置换率机理建模和金泥品位数据建模，开发置换过程置换率和金泥品位的预测操作系统，实现对置换率和金泥品位的实时预测。

本发明可用于解决如下问题：

（1）通过建立置换过程置换率和金泥品位的预测模型，在不增加投资的前提下实现了置换率和金泥品位的在线预测，取代了人工离线化验分析，达到及时准确检测生产状况的目的；

（2）通过对置换过程关键生产指标的在线预测，为置换过程的操作提供指导，从而确保金泥的质量和产量，提高金的回收率；

（3）通过对贵液流量、贵液中的金氰离子浓度等易变因素的实际波动情况进行模拟，掌握不同波动幅度对置换率和金泥品位的影响，为实现置换过程的优化控制奠定基础。

采用的技术方案：