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湿法冶金铜萃取过程的建模与优化

湿法冶金铜萃取过程的建模与优化

作者：于亮东北大学

学位级别：硕士

湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。湿法冶金的优点是能有效地解决原料的综合利用,原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,防止环境污染,... 详细信息

湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。湿法冶金的优点是能有效地解决原料的综合利用,原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,防止环境污染,并且生产过程较易实现连续化和自动化,进而扩大企业生产能力,提高劳动生产率和有用组分的回收率,大幅度提高产品的质量。溶剂萃取作为湿法冶金的重要除杂分离步骤之一,利用液态萃取剂处理与之互不相溶的双组分或多组分溶液,从而实现组分的传质分离过程。由于湿法冶金萃取生产过程组分含量难于在线连续检测,并且它们与萃取剂流量、料液流量、酸液流量之间存在强耦合、非线性、大滞后,难以采用现有的建模与优化控制方法对萃取过程的组分含量进行优化控制。因此大部分萃取生产过程组分含量的控制,仍处于人工控制,因而不能保证萃取产品的质量和产量。针对这些问题,本文主要完成了以下研究工作： 1、简要描述湿法冶金萃取过程的原理及其工艺流程,通过分析混合澄清器的机理,利用物料衡算关系建立了萃取过程的动态机理模型。 2、由于动态模型中包含的参数分配比无法直接在线测量,本文提出了一种结合独立成分分析与支持向量机的数据建模方法,用以建立分配比的数据模型。并利用该模型与上述机理模型组成串行混合模型,从而实现萃取过程中组分含量的在线估计。 3、在混合模型的基础上,以铜萃取经济效益为目标,建立了萃取过程优化模型,并采用改进的粒子群算法对萃取过程进行优化,优化结果表明,该方法不仅有效的提高了生产效率,而且节约了原料,提高了铜萃取过程的生产效益。

关键词：湿法冶金萃取混合模型优化控制 Matlab

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湿法冶金浸出过程非线性预测控制方法的研究

湿法冶金浸出过程非线性预测控制方法的研究

作者：白璐东北大学

学位级别：硕士

矿产资源是经济社会发展的基础,在经济社会发展中起到了重要作用,经济的可持续快速发展都离不开矿产资源的供给。我国矿产资源丰富,种类繁多,但是我国正处于经济高速发展过程,而且我国人口众多,矿产资源需求量非常大。因此,提高矿产资... 详细信息

矿产资源是经济社会发展的基础,在经济社会发展中起到了重要作用,经济的可持续快速发展都离不开矿产资源的供给。我国矿产资源丰富,种类繁多,但是我国正处于经济高速发展过程,而且我国人口众多,矿产资源需求量非常大。因此,提高矿产资源的利用率,对于保证国家的可持续发展意义重大。作为提取冶金的两大技术之一,湿法冶金的显著优点在于原料中有价金属综合回收程度高、有利于环境保护、生产过程较易实现连续化和自动化,因此更适合矿产资源的回收利用。浸出过程是湿法冶金核心的操作单元。本文针对某黄金湿法冶炼厂,在深入分析湿法冶金浸出过程特点的基础上,建立了较为完整的动态机理模型,全面系统地开展了湿法冶金浸出过程浸出率预测的研究。在机理模型的基础上,提出了一种基于全局正交配置法的非线性预测控制方法。本文的主要研究工作归纳如下:1.在详细分析氰化浸出过程反应机理的基础上,建立了由固相中金守恒方程、液相中金守恒方程、液相中氰离子守恒方程以及金和氰离子的动力学反应速度模型组成的浸出过程动态机理模型。基于上述模型,仿真得出浸出过程的动态响应并分析模型中各个输入变量对浸出率的影响关系,验证机理模型合理性。2.对于非线性过程,传统的预测控制方法是将预测模型线性化,再实施预测控制,这样的方法比较适合弱非线性的控制系统,对于强非线性过程的控制效果较差。而浸出过程是一个相对复杂的非线性过程,线性化会造成大量特性的丢失,因此本文采用全局正交配置的动态优化方法,解决每一步的最优控制问题,得到基于全局正交配置法的非线性模型预测控制方法。3.分别针对线性化的模型预测控制方法和基于全局正交配置法的非线性预测控制方法,从跟踪性能、抗扰性能和模型失配鲁棒性能三个方面进行了详细地浸出率控制效果仿真对比,发现本文提出的非线性预测控制方法超调量小,响应速度快,稳定性高,且在模型失配的情况下具有较强的鲁棒性。

关键词：湿法冶金氰化浸出过程非线性模型预测控制正交配置法

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湿法冶金浸出过程建模与优化

湿法冶金浸出过程建模与优化

作者：周天驰东北大学

学位级别：硕士

随着国民经济的快速增长,我国工业化进程的不断推进,高品位矿石逐渐减少,而我国又蕴含了大量的低品位有色金属矿石资源,如何有效的利用这类资源对我国的可持续发展战略具有极其重要的意义。湿法冶金作为两大主要金属冶炼提取技术,正备... 详细信息

随着国民经济的快速增长,我国工业化进程的不断推进,高品位矿石逐渐减少,而我国又蕴含了大量的低品位有色金属矿石资源,如何有效的利用这类资源对我国的可持续发展战略具有极其重要的意义。湿法冶金作为两大主要金属冶炼提取技术,正备受重视。湿法冶金的显著优点就在于原料中有价金属综合回收程度高、有利于环境保护、生产过程较易实现连续化和自动化。因此更适合低品位矿产资源的回收利用。而浸出过程是湿法冶金的一道重要工序,直接决定金属提取的纯度。本文针对山东某黄金精炼厂的实际工艺,在深入分析湿法冶金浸出生产过程特点的基础上,建立了浸出率的预报模型,并以成本最低为目标,对氰化物添加量的优化设定进行了探讨,主要研究工作归纳如下：1.以氰化钠为浸出剂的金浸出过程为背景,基于物料及能量平衡关系,建立了该过程的机理模型,并采用实际数据对模型进行了仿真,验证了模型的有效性及泛化性;同时,通过仿真实验分析了各个主要因素对浸出率的影响。2.提出了基于序列二次规划(SQP)辨识浸出过程参数的方法,并与机理模型相结合,建立了浸出率实时预报混合模型。3.根据对浸出过程工艺的研究,建立了以物料损耗最低为目标的浸出过程操作变量优化模型,并采用遗传粒子群算法进行求解,实现根据现场数据对操作变量的实时优化。4.以山东某黄金精炼厂湿法冶金全流程综合控制系统项目为背景,以浸出工段作为具体研究对象,根据上述理论研究,设计并开发了浸出过程预测及优化控制平台,实现了浸出过程浸出率在线预测,并且能够为浸出过程提供优化操作指导。

关键词：湿法冶金浸出过程混合模型参数辨识粒子群优化

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铜的湿法冶金物理化学 1

重金属湿法冶金过程中钙镁结晶的工业现状及相关相图研究进展

1991年

作者：刘纯鹏

本书分为概论、浸溶过程物理化学、铜矿的焙烧与其他方法的联合工艺、净化分离和铜电解精练5章。

ISBN: (纸本)7504602108

本书分为概论、浸溶过程物理化学、铜矿的焙烧与其他方法的联合工艺、净化分离和铜电解精练5章。

关键词：炼铜湿法冶金物理化学湿化冶金

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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中国科学：化学 2010年第9期40卷 1226-1242页

作者：王文磊曾德文杜勇陈启元中南大学化学化工学院长沙410083 中南大学相图及材料设计与制备科学中心长沙410083

首先介绍湿法冶金和材料制备过程中钙镁结晶危害的工业现状及其对溶液化学和结晶相化学基础研究的要求,然后系统地评述相关体系溶液化学和相化学基础研究的进展.接着在作者的系统工作及文献结果分析基础上指出:钙在重金属硫酸盐体系高... 详细信息

首先介绍湿法冶金和材料制备过程中钙镁结晶危害的工业现状及其对溶液化学和结晶相化学基础研究的要求,然后系统地评述相关体系溶液化学和相化学基础研究的进展.接着在作者的系统工作及文献结果分析基础上指出:钙在重金属硫酸盐体系高温溶解度的实验研究、能描述硫酸盐离子缔合的合理热力学预测模型、硫酸盐水溶液结构的光谱和量子化学研究、以及硫酸盐水溶液高温下水的活度测定等是未来研究工作的重点.这些研究工作将加深对重金属湿法冶金过程中钙镁结晶危害行为及规律的认识,为廉价、环保地避免钙镁结晶危害的新工艺开发奠定了重要基础.

关键词：硫酸盐湿法冶金相图

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巴甲矿业公司埃尔波利奥项目铜、钴、锌、锰回收的湿法冶金处理

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中国有色冶金 2009年第5期38卷 1-10,22页

作者：李卫民云南铜业股份有限公司云南昆明650102

本文介绍了波利奥项目中间示范厂的中试结果。其选择的工艺为:原矿球磨后氧化还原浸出,浸出矿浆经常规CCD高效浓密机逆流洗涤,Cu萃取电积,Co和Zn溶剂萃取,回收硫酸锌结晶和阴极钴、以及碳酸锰副产品。

关键词：湿法冶金铜钴 ZnSO4结晶 MnCO3沉淀 CRIRO溶剂萃取中间示范厂

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高灵敏铜离子选择性电极研制及在湿法冶金废水中铜测定的应用

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冶金分析 2009年第8期29卷 7-10页

作者：巩春侠魏小平崔普选李建平桂林理工大学材料与化学工程系

利用水杨醛和邻氨基苯酚合成了水杨醛缩邻氨基苯酚席夫碱(以下简称SA),并将其作为中性载体与碳粉混合,以液体石蜡为粘合剂,制备了一种高灵敏,易更新石蜡修饰的铜离子选择性电极。电极对于浓度在1.0×10-5～1.0×10-2mol/L范围内的Cu2+... 详细信息

利用水杨醛和邻氨基苯酚合成了水杨醛缩邻氨基苯酚席夫碱(以下简称SA),并将其作为中性载体与碳粉混合,以液体石蜡为粘合剂,制备了一种高灵敏,易更新石蜡修饰的铜离子选择性电极。电极对于浓度在1.0×10-5～1.0×10-2mol/L范围内的Cu2+具有能斯特响应,检测限为5.0×10-6mol/L;电极的响应时间均小于60s;电极稳定性好,可在一个星期内连续使用。该离子选择性电极已用于湿法冶金废水中Cu2+的分析,两个样品测定结果的相对标准偏差(n=8)分别为0.8%和1.4%,加标回收率分别为101%和100%。

关键词：铜(Ⅱ) 离子选择性电极水杨醛缩邻氨基苯酚湿法冶金

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黄铜矿的湿法冶金工艺研究进展

稀有金属 2005年第1期29卷 83-87页

作者：张永德李皊值阮仁满中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083 北京有色金属研究总院矿物资源与冶金材料研究所北京100088

介绍了黄铜矿湿法冶金的最新进展及工艺特性 ,探讨了黄铜矿湿法冶金的发展前景。Dynatec加煤粉流程和CESL二段浸出流程很好地解决了中温压力氧化酸浸过程中单质硫的影响 ,对材质的耐腐蚀性要求低 ,在低能耗下获得了高的浸出效果 ,对于... 详细信息

介绍了黄铜矿湿法冶金的最新进展及工艺特性 ,探讨了黄铜矿湿法冶金的发展前景。Dynatec加煤粉流程和CESL二段浸出流程很好地解决了中温压力氧化酸浸过程中单质硫的影响 ,对材质的耐腐蚀性要求低 ,在低能耗下获得了高的浸出效果 ,对于主要分布于黄铜矿中的含金铜精矿 ,可获得很高的金回收率。Intec和HydroCopper工艺在常压低温氯化介质中很好地浸出黄铜矿精矿 ,并能同时回收伴生的贵金属 ,生产的中间产品铜粉可直接加工高附加值产品 ,能耗低 ,回收率高 ,是复杂铜精矿湿法冶金的途径。Geocoat工艺的诞生使得高品位黄铜矿精矿大规模高温细菌氧化浸出成为现实 ,它克服了细菌浸出对设备要求高的缺点 ,利用堆浸的优势。

关键词：黄铜矿湿法冶金压力氧化浸出氯介质浸出生物浸出

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溶剂萃取在湿法冶金中的应用