铜闪速熔炼的方法以及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铜闪速熔炼的方法以及系统，涉及一种冰铜生产技术，用以实现较现有技术更高的控制精度，有效改善闪速炉作业率和生产的稳定性，稳定冰铜品位使其标准差降低，以及提高冶炼综合回收率。本发明专利技术技术方案包括前馈数据处理的步骤：根据目标参量的计划值，计算出入炉料量所需的工艺参量的初始值；反馈数据处理的步骤：收集闪速炉的目标参量的实测值，将上述实测值与计划值进行计算处理，计算出工艺参量的补偿量；工艺参量调整的步骤：将上述初始值与补偿量结合，对工艺参量进行修正计算，得到工艺参量的修正值，闪速炉的控制系统按照上述修正值实施入炉工艺参量。本发明专利技术主要用于铜提炼的中间产物冰铜的生产提纯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冰铜生产技术。
技术介绍
闪速炉熔炼工艺是将干燥后的炉料经精矿喷嘴与富氧空气喷入闪速炉反应塔内， 利用精矿中铁、硫的氧化反应热和重油燃烧形成高温完成造硫过程，得到的冰铜和炉渣在沉淀池内分离。闪速炉的反应塔是闪速熔炼进行高温物理化学反应基本完成造硫过程的场所，其内壁面温度的分布和塔内气体直接反映了内部物理化学反应情况及塔壁挂渣的变化趋势。它是判断闪速炉生产情况的主要参数。由于塔内有气、固、液三种介质，是高温、强化学腐蚀的环境，所以缺乏可靠的在线检测手段，现场操作人员一般凭炉壁外侧表面外部几个点的温度和人工经验，对炉内情况进行粗略判断。闪速炉熔炼以精矿喷嘴能力、鼓风机能力、制氧机能力、烟气处理能力、废渣锅炉能力以及工艺要求的反应塔温度、沉淀池温度、上升烟道烟气量等环节作为约束条件，建立闪速炉炉况模型，能在提高处理量的前提下对铜锍品位、鼓风富氧浓度、炉渣的渣型进行有效调节。目前，铜闪速熔炼过程主要的数学模型都是基于实际生产数据的经验模型(也可称为辨识模型)，通过采集大量的实际生产数据，运用数据挖掘原理，对数据进行分析，从而揭示输入输出的对应关系。其中最有代表性的是回归模型和神经网络模型。由于经验模型不涉及过程的内在原理，所以其建模过程比较容易，其吻合性和适用性取决于样本空间的大小和分布情况。对于闪速熔炼过程而言，要从实际生产中取得大范围变化的样本数据非常困难，而且往往很不现实，结果导致其应用范围受到限制。导致闪速炉生产要求控制的主要三大目标参数(冰铜品位、渣中的铁硅比i^/Si02、冰铜温度)控制精度达不到生产控制的要求。在现有专利技术中，如专利申请号为200810031808.0、名称为“一种基于工况判断的智能集成建模方法”公开日期为2009年1月28日的公开申请文件，其记载了一种通过对机理模型与模糊神经网络模型的输出结果进行协调从而得到最终预测结果的技术方案， 该技术方案仍然依赖模糊神经网络模型，鉴于上述分析，由于神经模糊网络模型的样本数据库的限制，因此其仍然存在上述控制精度不理想的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种铜闪速熔炼的生产控制方法，用以实现较现有技术更高的控制精度。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种铜闪速熔炼生产优化系统，用以实现较现有技术更高的控制精度。为了解决上述的第一个技术问题，本专利技术提出一种铜闪速熔炼的方法，其包括 前馈数据处理的步骤根据目标参量的计划值，计算出入炉料量所需的工艺参量的初始值，其中，目标参量包括铁硅比(Fe/Si02)、冰铜品位和冰铜温度，工艺参量包括石英砂量、重油量和风氧量；反馈数据处理的步骤收集闪速炉的目标参量的实测值，将上述实测值与计划值进行计算处理，计算出工艺参量的补偿量；工艺参量调整的步骤将上述初始值与补偿量结合，对工艺参量进行修正计算，得到工艺参量的修正值，闪速炉的控制系统按照上述修正值实施入炉工艺参量。优选地根据i^e/Si02的计划值和总的炉料量，依据物质成份和质量守恒定律，求出所述石英砂的初始值。物质成分主要是铜、硫、铁、铅、锌、钙、镁、氧和硅及其反应中间相，优选地依据输入闪速炉的总热量与反应热之和求出输入的重油量的初始值。为了解决上述的第二个技术问题，本专利技术提出一种铜闪速熔炼系统，包括前馈数据处理装置，其用于根据目标参量的计划值，计算出入炉料量所需的工艺参量的初始值，其中，目标参量包括铁硅比(Fe/Si02)、冰铜品位和冰铜温度，工艺参量包括石英砂量、重油量和风氧量； 其特征在于还包括反馈数据处理装置，其用于收集闪速炉的目标参量的实测值，将上述实测值与计划值进行计算处理，计算出工艺参量的补偿量，将补偿量传递给工艺参量调整装置；工艺参量调整装置，其接收来自所述前馈数据处理装置和反馈数据处理装置的数据， 其用于将所述初始值与所述补偿量结合，对工艺参量进行修正计算，得到工艺参量的修正值，闪速炉的控制系统按照上述修正值实施入炉工艺参量。本专利技术的有益效果相比现有技术的控制系统的预测技术和效果，本专利技术基于物料平衡和热平衡，采用多相平衡计算方法求解熔炼产物各相平衡组成。本专利技术铜闪速熔炼优化控制系统模型采用“前馈补偿-反馈修正”控制方式， 能对闪速炉生产要求控制的以下主要三大目标参数，达到较高的控制精度1、冰铜品位控制精度由原目标值士 10%提高到目标值士 1. 5% (闪速炉熔炼采用了通过控制氧化反应中的氧量调节冰铜品位的控制方式)；2、渣中Fe/Si02比控制精度由原控制目标值士0. 2提高到目标值士0. 05 (闪速炉熔炼采用了以石英砂调节渣的 Fe/Si02比的控制方式)；3、冰铜温度控制精度由原1215°C 士35°C提高到1215°C 士 15°C (闪速炉熔炼采用了以调节燃烧重油量或常温风量/纯氧量比，以常温风带走反应热量，达到调节冰铜温度的控制方式)；本专利技术密切结合工艺和生产实践，以往工业自动化项目往往着重自控设备成套和系统集成，而忽略了控制必须服从于工艺的基本要求，所以往往造成自控系统只是停留在数据采集和简单控制层面上。本专利技术是以依托实际的工艺流程，有效改善闪速炉作业率和生产的稳定性，稳定冰铜品位使其标准差降低50%以上，提高冶炼综合回收率0. 5%以上。附图说明图1是本专利技术系统的结构框图。图2是本专利技术控制系统模型控制框图。具体实施例方式本专利技术提出一种铜闪速熔炼的方法，其包括前馈数据处理的步骤根据目标参量的计划值，计算出入炉料量所需的工艺参量的初始值，其中，目标参量包括铁硅比(Fe/Si02)、冰铜品位和冰铜温度，工艺参量包括石英砂量、重油量和风氧量；反馈数据处理的步骤收集闪速炉的目标参量的实测值，将上述实测值与计划值进行计算处理，计算出工艺参量的补偿量；工艺参量调整的步骤将上述初始值与补偿量结合，对工艺参量进行修正计算，得到工艺参量的修正值，闪速炉的控制系统按照上述修正值实施入炉工艺参量。参看图1所示，本专利技术提出一种铜闪速熔炼系统，包括前馈数据处理装置，其用于根据目标参量的计划值，计算出入炉料量所需的工艺参量的初始值，其中，目标参量包括铁硅比(Fe/Si02)、冰铜品位和冰铜温度，工艺参量包括石英砂量、重油量和风氧量；入炉料可以是铜精矿、渣精矿、不定物料、硅酸矿、转炉烟灰、转炉锅炉烟灰、干燥烟灰、锅炉烟灰、电收尘烟灰，其主要成份为铜、硫、铁、铅、锌、钙、镁、氧和硅等元素；反馈数据处理装置，其用于收集闪速炉的目标参量的实测值，将上述实测值与计划值进行计算处理，计算出工艺参量的补偿量，将补偿量传递给工艺参量调整装置；工艺参量调整装置，其接收来自所述前馈数据处理装置和反馈数据处理装置的数据， 其用于将所述初始值与所述补偿量结合，对工艺参量进行修正计算，得到工艺参量的修正值，闪速炉的控制系统按照上述修正值实施入炉工艺参量。图2是本专利技术控制系统模型控制框图。本数学模型计算都是根据来自生产和计划的数据组成的多元方程组，依据实际生产工艺控制的物料平衡和热平衡计算，通过方程求解获得冰铜品位、冰铜温度、渣中铁硅比的控制值，以及富氧风、重油、配料的修正量，并且采用熔炼过程的DCS系统(分散控制系统) 连接执行。为了实现本数学模型的计算机对铜闪速熔炼在线控制，维持熔炼过程按照计划进行，系统主要工艺参数控制逻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤来，夏明，唐尊球，王玮，文辉煌，刘庆华，张华斌，严明，
申请(专利权)人：中国瑞林工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：