碱煮工艺过程的智能集成建模研究

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1、碱煮工艺过程的智能集成建模研究刘飞飞，祝恩宇，徐鹏，龚亚忠，罗贤平，张宇舟（江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州341000）doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.06.016摘要：通过对碱煮工艺过程的机理分析，建立了WO3浸出率的动态机理模型，并利用最小二乘支持向量机对机理模型的预测偏差进行了补偿，实现了对WO3浸出率的智能集成建模；利用MATLAB对智能集成模型进行了仿真分析，验证了模型的有效性和泛化性，并分析了主要因素对WO3浸出率的影响。关键词：碱煮；机理；支持向量机；智能集成；钨浸出率中图分类号：TF841.1文献标志码：A文章编号：1007-

2、7545（2015）06-0000-00IntelligentIntegratedModelingforTungstenAlkaliLeachingProcessLIUFei-fei,ZHUEn-yu,XUPeng,GONGYa-zhong,LUOXian-ping,ZHANGYu-zhou（CollegeofElectricEngineeringandAutomation,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,Jiangxi,China）Abstract:Mechanismoftungstenhydrometallur

3、gyprocess(alkalileaching)wasanalyzed.DynamicmechanismmodelofWO3leachingratewasestablished.Modelpredictiondeviationwascompensatedbyleastsquaressupportvectormachine(SVM).IntelligentintegratedmodelingforWO3leachingratewasrealized.IntelligentintegrationmodelwassimulationanalyzedbyMATLAB.Thevalidityand

4、generalizationofthismodelwereverified.TheaffectingfactorsonWO3leachingratewereanalyzed.Keywords:alkalileaching;mechanism;supportvectormachine;intelligentintegrated;tungstenleachingrate碱煮工艺是钨冶炼湿法冶金中的重要工艺，近年来，很多大、中型钨冶炼企业已经实现了钨冶炼工艺的自动化控制[1]，但碱煮工艺过程复杂，具有非线性、时变性、强耦合和不确定等特点，关键生产参数无法检测，传统的建模方法很难建立过程的精确模型

5、，各种优化技术和现代控制技术难以利用，致使先进的自动化控制设备难以实现碱煮工艺的优化控制。碱煮工艺的主要目标是在尽可能短的时间获得尽可能高的WO3浸出率，因此，如何实现对浸出率的检测及对其影响因素的研究成为实现碱煮工艺优化控制的关键。文献[2]利用BP神经网络对WO3浸出率进行了软测量，但没有对影响WO3浸出率的因素进行分析；文献[3-6]对特定条件下碱煮工艺的热力学和动力学进行了研究，为本文的机理建模提供了理论基础。本文利用智能集成建模原理，对碱煮工艺进行机理建模，然后利用最小二乘支持向量机对机理模型与实际值的偏差进行补偿，完成WO3浸出率的智能集成建模，并对影响浸出率的因素进行了仿真分

6、析。1碱煮工艺过程机理建模1.1碱煮工艺过程简介碱煮工艺过程的核心是三氧化钨的浸出过程，该过程一般在高压釜中进行，属于间歇式浸出过程，即将物料一次性加入反应器中，密闭反应器并反应一定时间后将反应物从反应器中移出。在反应过程中，主要是细磨的钨矿浆与氢氧化钠反应生成可溶的钨酸钠，并伴随少量杂质与浸出剂的反应。影响三氧化钨浸出率的主要因素由：钨矿物品位、精矿粒度、碱用量、固液比、温度、压力、杂质等，反应过程具有不连续、非稳态、不确定性等特点[7]。1.2碱煮工艺过程机理建模在碱煮工艺过程中，由于反应釜内搅拌桨的作用，假设反应器内物料达到了分子尺度上的均匀混合，釜内物料浓度处处相等，因此不考虑物质

7、的传递问题；由于釜内物料均匀混合和良好的传热条件，假设反应器内的温度也处处相等，因此也不考虑反应器内的传热问题。通过文献可知，在温度为100℃左右时，固体产物膜也不成为反应进行的障碍。文献[8]通过试验研究了氢氧化钠浓度、矿物粒度、温度、时间对三氧化钨浸出率的影响，结果表明，该反应过程仅由受表面化学反应动力学控制。根据表面化学反应控制动力学原理[9]，反应速率可表示为：（1）收稿日期：2014-12-30基金项目：国家自