收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锌冶炼除钴过程建模与智能优化方法研究及应用

朱红求  
【摘要】: 湿法炼锌工艺是世界上锌冶炼的主要工艺,采用该工艺生产的锌占世界总产量的80%以上。净化除钴过程是湿法炼锌工艺的一个重要工序,主要通过添加锌粉置换除去硫酸锌溶液中的钴离子杂质。由于净化除钴过程机理复杂,流程长且影响因素多,特别是杂质离子浓度无法在线检测,导致过程优化控制困难,净化除钴过程锌粉消耗大。 论文在分析净化除钴过程影响因素和过程信息特点的基础上,研究了基于数据的过程建模与优化控制方法,构建了过程优化控制总体结构。在过程异常数据检测、缺失数据补全的基础上,提出了基于时间序列分析的入口溶液离子浓度在线估计方法,建立了基于支持向量机的净化除钴过程工艺指标预测模型,在此基础上研究结合案例推理预设定和支持向量机补偿修正的优化控制技术,并将其成功应用于净化除钴过程的控制系统中。论文主要研究工作及创新性成果如下: (1)提出了净化过程数据预处理技术。在分析净化除钴过程异常数据产生原因的基础上,提出了基于局部平均距离和工况参数预估的数据异常检测方法。针对过程数据丢失、异常等原因造成数据缺失问题,研究了基于案例推理的缺失数据补全方法。采用工业现场过程数据进行模拟分析与验证,结果表明所提方法有效提高了过程数据质量,为基于数据的净化除钴过程建模与优化创造了条件。 (2)提出了基于时间序列的入口溶液离子浓度在线估计方法。利用小波分解的方法,将离子浓度人工分析检测时间序列分解为多个子序列,通过相空间重构,在重构的子空间建立支持向量机模型。将子序列模型输出重构,实现了净化除钴入口溶液离子浓度的在线估计。其中支持向量机的参数采用混沌粒子群算法进行优化。应用工业生产数据验证的结果表明,相对误差小于10%的样本达97.5%,模型在线估计精度满足现场实际生产工艺要求,为净化除钴过程的优化控制提供了可靠信息。 (3)建立了基于模糊聚类和支持向量机的工艺指标预测模型。针对净化除钻过程数据量大、过程具有很强的非线性等特点,研究了基于加权模糊聚类的分类方法,将样本空间进行分类;在分类得到的每个类中,建立了各个类的模糊支持向量机子模型,综合考虑样本数据时间域和空间域的影响,设计了一种复合模糊隶属度函数;在此基础上,将子模型输出集成,得到了过程指标预测模型的输出。其中,采用递阶粒子群算法对于属性选择和权重进行优化。研究了模型的校正方法,提高了模型的精度。现场数据实验验证了该方法的有效性。 (4)提出了基于案例推理的预设定模型以及基于支持向量机的补偿模型,实现了净化除钴过程的优化控制。该方法依据在线估计模型提供的离子浓度信息,结合入口溶液流量,利用案例推理策略建立了锌粉添加量的预设定模型,有效克服了浓度、流量等因素对优化控制的影响。在此基础上,根据过程指标预测模型计算的出口离子浓度预测值与期望目标之间的偏差,建立了基于支持向量机的锌粉添加量补偿模型。实验结果表明,所提出的优化控制策略有效减少了锌粉的添加量,节约锌粉6.48%。 (5)开发了净化除钴过程的优化控制系统。该系统利用OPC技术实现与现场DCS系统之间的数据通信,实现了净化除钴过程的入口溶液离子的浓度在线估计、过程工艺指标预测以及锌粉添加量操作优化等功能。此外,还实现了净化过程全流程监视、数据查询以及过程报表分析等功能。实际工业运行结果表明了该系统的有效性和可行性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;恩菲发明湿法炼锌浸出技术实现铜镉钴分离[J];中国有色冶金;2010年05期
2 张秉青;硫酸锌溶液净化工艺改造实践[J];有色冶炼;2000年04期
3 马杨辉,阳雄魁;湿法炼锌锑盐锌粉除钴的生产实践[J];中国有色冶金;2005年01期
4 黄守义;张旭;包红伟;;从湿法炼锌硫酸盐溶液中去除钴的试验研究[J];湿法冶金;2010年01期
5 胥奕绯,吴济良;除钴罐进出液自动控制[J];有色金属(冶炼部分);1982年04期
6 师丽强;张斌;阳春华;;基于核主元分析的净化除钴过程数据预处理研究[J];有色冶金设计与研究;2011年Z1期
7 阎江峰;王吉坤;谢刚;曾桂生;杨大锦;;亚硫酸钠对硫酸锌溶液中除钴的影响[J];稀有金属;2006年S2期
8 曾初升;司云森;余强;;铜离子对硫酸锌溶液中钴返溶的影响及机理[J];南方金属;2007年01期
9 刘政忠;用N_(235)萃取净化硫酸钴液中的镉[J];有色金属(冶炼部分);1981年02期
10 张显生,田仁望,吴林亚;高铜钴硫酸锌溶液净化操作的试验[J];湖南冶金;2001年03期
11 曾桂生,谢刚,杨大锦,王吉坤;镉离子对硫酸锌溶液除钴的影响及机理探索[J];科学技术与工程;2005年13期
12 虢振强;;Pb-Sb-Zn合金锌粉在硫酸锌溶液净化中的应用研究[J];湖南有色金属;2006年02期
13 李治国;姜洪波;李秀艳;;从硫酸锌溶液中富集铟两种工艺的比较[J];中国有色冶金;2007年01期
14 郭忠诚,阎江峰,杨显万;Sb_2O_3在硫酸锌溶液净化除钴过程中的机理[J];中国有色金属学报;2000年05期
15 郭天立;高良宾;;硫酸锌溶液净化技术的现状与展望[J];有色矿冶;2006年01期
16 周敬元;;钴的水溶剂化对深度除钴的影响[J];湖南冶金;1984年06期
17 ;有色冶金动态[J];中国有色冶金;1986年10期
18 许洪文;锌粉—锑白净化除钴在湿法炼锌中的应用[J];稀有金属与硬质合金;1993年S1期
19 彭小明;贫镉液除钴方法的探讨[J];湖南有色金属;2001年S1期
20 蒋学先;唐罡;何贵香;;硫酸锌溶液锑盐净化工艺改造实践[J];有色金属(冶炼部分);2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 师丽强;张斌;阳春华;;基于核主元分析的净化除钴过程数据预处理研究[A];2011第十六届全国自动化技术与应用学术年会专辑[C];2011年
2 张志军;;浅析湿法炼锌过程中铁的行为及控制[A];有色金属工业科学发展——中国有色金属学会第八届学术年会论文集[C];2010年
3 沙月萍;陈国木;韩永刚;李国峰;刘建平;李永寿;李朝洪;;湿法炼锌逆锑净化过程中锑的控制实践[A];全国“十二五”铅锌冶金技术发展论坛暨驰宏公司六十周年大庆学术交流会论文集[C];2010年
4 邓海波;;湿法炼锌中锰离子的作用及控制[A];全国“十二五”铅锌冶金技术发展论坛暨驰宏公司六十周年大庆学术交流会论文集[C];2010年
5 车拥霞;;湿法炼锌过程中酸雾的治理[A];第七届全国重有色金属冶炼烟气处理及低位热能回收、酸性废水处理技术研讨会论文集[C];2010年
6 尹荣花;翟爱萍;李飞;;湿法炼锌氟氯的调查研究与控制[A];低碳经济条件下重有色金属冶金技术发展研讨会——暨重冶学委会第六届委员会成立大会论文集[C];2010年
7 刘建平;陈国木;韩永刚;李国峰;李永寿;郭涛;;提高湿法炼锌系统铜回收率的生产实践[A];全国“十二五”铅锌冶金技术发展论坛暨驰宏公司六十周年大庆学术交流会论文集[C];2010年
8 吴仕艳;蒋绍康;;锌电解工业实践中电流效率下降的原因分析及对策[A];全国“十二五”铅锌冶金技术发展论坛暨驰宏公司六十周年大庆学术交流会论文集[C];2010年
9 刘庆杰;贾乙东;;从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回收钴、锌、镉、铜[A];全国“十二五”铅锌冶金技术发展论坛暨驰宏公司六十周年大庆学术交流会论文集[C];2010年
10 路殿坤;金哲男;涂赣峰;高波;;铜镉渣浸出液中铜锌镉的萃取分离研究[A];全国“十二五”铅锌冶金技术发展论坛暨驰宏公司六十周年大庆学术交流会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱红求;锌冶炼除钴过程建模与智能优化方法研究及应用[D];中南大学;2010年
2 贺山明;高硅氧化铅锌矿加压酸浸工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2012年
3 许春富;锌电积能耗及节能研究[D];昆明理工大学;2009年
4 梁铎强;富锗闪锌矿氧压酸浸过程中锗的行为研究[D];昆明理工大学;2008年
5 王凌云;湿法炼锌净化过程建模及基于控制参数化的优化方法[D];中南大学;2009年
6 曾桂生;硫酸锌溶液中锌粉置换除钴的机理研究[D];昆明理工大学;2006年
7 李平;酸性液固两相流中不锈钢冲刷腐蚀行为的研究[D];华中科技大学;2006年
8 陈永明;盐酸体系炼锌渣提铟及铁资源有效利用的工艺与理论研究[D];中南大学;2009年
9 李荣兴;硫化锌(精)矿悬浮电解生产金属锌工艺研究[D];昆明理工大学;2006年
10 李仕庆;高铁铟锌精矿无铁渣湿法炼锌提铟及铁源高值化利用工艺与原理研究[D];中南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高伟;案例推理方法在砷盐净化除钴中的应用[D];中南大学;2011年
2 胡根火;硫酸锌溶液锌粉置换深度净化除钴实验研究[D];中南大学;2011年
3 包红伟;硫酸锌浸出液除镍钴新方法研究[D];昆明理工大学;2009年
4 王觉;湿法炼锌逆锑盐净化二段多金属离子浓度预报模型[D];中南大学;2010年
5 姜涛;湿法炼锌浸出渣铅、锌、银、锗、铟回收组合工艺研究[D];西南交通大学;2012年
6 王晓丹;铬在湿法炼锌浸出净化过程中的行为以及除氯的实验研究[D];昆明理工大学;2010年
7 刘永帅;湿法炼锌新三段净化方法的锌电积试验研究[D];昆明理工大学;2012年
8 王燕凤;湿法炼锌贫镉液除钴净化新工艺的研究[D];昆明理工大学;2012年
9 范俊杰;湿法炼锌净液钴离子浓度在线检测及预测模型的研究与实现[D];中南大学;2008年
10 吴胜男;湿法炼锌过程中锌铁分离与铁资源利用[D];中南大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 蔡鹏飞;中色库博红烨“从湿法炼锌净液渣中回收铜的新工艺”顺利通过鉴定验收[N];赤峰日报;2010年
2 邢军;玉米也需要补锌[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2008年
3 ;玉米缺锌症状及防治[N];吉林农村报;2009年
4 ;玉米白苗是什么原因?怎样防治?[N];山西科技报;2009年
5 水清;玉米这样补锌[N];江苏农业科技报;2006年
6 市林业局 师淑亮;防治果树缺锌小叶病[N];秦皇岛日报;2008年
7 陈茂春;常用微肥的施用技术[N];湖北科技报;2006年
8 张百珍;施用微肥把六关[N];河南科技报;2006年
9 史丹利农化服务中心 柳娜;合理施肥,增强作物抗病能力[N];农资导报;2008年
10 吕美芳;蔬菜喷施微肥五注意[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978