基于多特征时间点的针铁矿法沉铁过程动态模型研究

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1、万方数据中图分类号卫至Z三UDC620硕士学位论文学校代码!Q§塑密级公珏基于多特征时间点的针铁矿法沉铁过程动态模型研究DynamicModelingofIronPrecipitationbyGoethiteProcessBasedonMultipleCharacteristicTimePoints作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：岑贞粟电气工程复杂工业过程建模与优化控制信息科学与工程学院李勇刚教授答辩委员会主席兰益蕉丕中南大学二。一四年五月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研

2、究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：盏遮霎日期：丝!丝年』月卫日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的

3、全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：导师签名蛆万方数据基于多特征时间点的针铁矿法沉铁过程动态模型研究摘要：针铁矿法沉铁过程是湿法炼锌工艺中的关键工序，它是一个同时涉及氧化、水解及中和反应的复杂生产过程，状态变量间具有较强的非线性和耦合性。同时，针铁矿法沉铁过程的生产特点决定了流程存在较大的时滞，过程建模困难，导致生产过程控制难度大、稳定性差、能耗物耗高且有价金属回收率低。因此，研究针铁矿法的工艺机理，建立沉铁过程的动态数学模型，为实现沉铁过程的优化控制奠定

4、基础，具有十分重要的现实意义。本文分析了针铁矿法沉铁过程的工艺机理，深入研究了沉铁过程涉及的氧化、水解及中和反应的动力学机理，得到了描述化学反应速率的相关表达式；着重分析了气固液三相反应的特点以及溶液pH值、氧气通入量、锌焙砂添加量、溶液温度、反应时间、返回晶种、搅拌强度等因素对沉铁效率和铁渣品位的影响，确定了影响沉铁过程效率和品质的主要因素；分析了沉铁反应过程中存在的状态时滞和状态间的耦合关系。利用物料守恒定律和CSTR模型，以氧气通入量、锌焙砂添加量和反应器入口流量为输入变量，以Fe2+浓度、Fe3+浓度以及溶液pH值为状态变量，建立了描述

5、针铁矿法沉铁过程的多重时滞动态数学模型。针对模型中时滞及动力学参数未知的问题，利用基于多特征时间点的时滞系统辨识方法，求解动态数学模型关于未知参数的梯度，结合基于梯度优化的序列二次规划方法SQP，辨识了系统的时滞及动力学参数。现场生产数据仿真结果验证了论文所建立动态模型的有效性和可靠性。图23幅，表5个，参考文献79篇。关键词：针铁矿法沉铁；时滞动态模型；多特征时间点；参数辨识分类号：TP273万方数据DynamicModelingofIronPrecipitationbyGoethiteProcessBasedonMultipleCharac

6、teristicTimePointsAbstract：Theironprecipitationisakeyprocessofhydrometallurgy,andacomplexproductionprocessinvolvingoxidation，hydrolysisandneutralizationreaction．Therearestrongnonlineantyandcouplmgbetweenstatevariables．Atthesametime，thereistime—delayintheironprecipitationwhic

7、hisdecidedbygoethitecharacteristics，anditisdifficulttomodelforthisprocess，resultingintheproductionprocessdifficulttocontrol，poorstability,hi曲energyandmaterialconsumption，andlowrecoveryofvaluablemetals．Therefore，researchingthemechanismofironprecipitationbygoethiteprocessandes

8、tablishingadynamicmathematicalmodel，whichisbettertoreflecttherealityofironp