《基於競爭反應的鋅直接浸出冶煉除銅過程建模與控制》是依託中南大學，由朱紅求擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於競爭反應的鋅直接浸出冶煉除銅過程建模與控制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱紅求
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
直接浸出冶煉是最先進的濕法煉鋅綠色生產工藝，除銅過程通過添加鋅粉置換雜質銅，是該工藝淨化工段首道關鍵工序，具有競爭反應機理複雜、晶種返回底流不確定等特徵，使得除銅過程建模和最佳化控制困難，造成鋅粉消耗高、工況波動大，嚴重影響後續生產流程的穩定。為此，本項目針對除銅過程連續攪拌反應槽（CSTR）內競爭反應的隨機性和閉環鏈式結構底流返回晶種的不確定性，研究競爭反應體系機率動力學模型和基於反應深度的閉環鏈式CSTR模型；分析研究基於競爭判別因子的鋅粉有效性，建立各反應槽鋅粉添加量控制的可行域描述，提出面向工況穩定的滿意最佳化控制方法，套用於鋅直接浸出冶煉除銅生產過程以驗證方法的有效性，形成競爭反應體系下除銅過程控制理論與方法。本項目研究對濕法冶煉流程的穩定和節能降耗具有重要意義，也將推動濕法冶金科學和控制科學的學科交叉發展，具有重要的科學意義和工業套用價值。
結題摘要
除銅過程作為鋅直接浸出冶煉工藝淨化工段首道關鍵工序，具有競爭反應機理複雜、多反應器關聯以及入口礦源多變、晶種返回底流不確定等特徵，導致除銅過程最佳化控制困難，造成生產能耗物耗高、出口銅離子濃度波動大。為此，本項目基於化學反應動力學原理和固液非催化反應模型，聯立反應器物料衡算原理，建立了除銅過程競爭-連續反應體系機理模型，並研究了面向多工況的模型參數自適應辨識方法；建立基於趨勢分布特徵的鋅粉有效性預測方法，提出了基於鋅粉有效性預測的鋅粉添加量多目標最佳化設定方法；提出了基於模糊評估的除銅過程可控域劃分方法以及基於可控域的除銅過程鋅粉模糊校正方法，實現了除銅過程鋅粉添加量最佳化控制，並將成果套用於實際工業過程，提高了除銅過程出口溶液銅離子的合格率和穩定度，降低了鋅粉的消耗。 項目執行過程中，發表論文12篇，其中SCI收錄6篇，申請國家發明專利4項。
