湿法冶金全流程动态模拟与预测控制

摘要

矿产资源是经济社会发展的基础，在经济社会发展中起到了重要作用，经济的可持续快速发展都离不开矿产资源的供给。我国矿产资源丰富，种类繁多，但是我国正处于经济高速发展过程，而且我国人口众多，矿产资源需求量非常大。因此，提高矿产资源的利用效率，对于保证国家的可持续发展意义重大。
　　湿法冶金能够高效处理复杂矿、低品位矿，并且在生产过程较易实现自动化和连续化。因此，湿法冶金应用广泛，而且新工艺不断涌现。但是我国的湿法冶金优化控制技术却发展缓慢，矿产资源利用率较低。针对这一问题，本文以某黄金精炼厂湿法冶金全流程过程为背景，建立了湿法冶金全流程动态机理模型，并进行了稳态优化目标的预测控制，最后在此基础上完成了湿法冶金全流程动态模拟和优化控制系统仿真平台的设计与实现。本文主要工作归纳如下：
　　(1)分析湿法冶金的典型工艺:浸出、压滤洗涤和置换过程，分别建立了浸出和置换过程动态机理模型，并对机理模型进行了仿真分析。
　　(2)建立了湿法冶金全流程动态机理模型，针对湿法冶金全流程过程存在回路循环的问题，采用序贯模块法的方法，对湿法冶金全流程动态模型过程进行求解，并对全流程机理模型进行了仿真分析。
　　(3)通过建立以经济效益最大为目标函数的全流程优化模型，得到稳态优化目标，然后采用动态矩阵预测控制的方法追踪该稳态优化目标，得到最优操作变量，并进行了仿真验证。
　　(4)在对湿法冶金全流程动态机理模型和优化控制理论研究的基础上，设计和开发了基于C#、Matlab和SQL Server数据库之间混合编程的湿法冶金全流程动态模拟及优化控制仿真平台，以便指导现场操作。
　　最后，在总结全文的基础上，对湿法冶金全流程动态模拟及优化控制相关技术的未来发展进行了展望，对需要进一步完善和深入研究的问题进行了探讨。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 湿法冶金全流程的控制研究现状

1．3 本文主要工作

第2章 湿法冶金全流程典型过程模型

2．1 引言

2．2 浸出过程模型

2．2．1 浸出过程工艺

2．2．2 浸出过程机理模型

2．2．3 浸出过程仿真分析

2．3 压滤洗涤过程模型

2．3．1 压滤洗涤过程工艺

2．3．2 压滤机机理模型

2．4 置换过程模型

2．4．1 置换过程工艺

2．4．2 置换过程机理模型

2．4．3 置换过程仿真分析

2．5 本章小结

第3章 湿法冶金全流程动态模型求解

3．1 引言

3．2 湿法冶金全流程动态模型

3．3 常见模型求解方法方法

3．3．1 联立方程法

3．3．2 联立模块法

3．3．3 序贯模块法

3．4 全流程动态模型求解

3．4．1 全流程切割算法

3．4．2 序贯模块法求解全流程动态模型

3．5 全流程动态模拟仿真

3．6 本章小结

第4章 湿法冶金全流程预测控制

4．1 引言

4．2 湿法冶金全流程稳态最优目标

4．2．1 二阶振荡粒子群优化算法

4．2．2 优化模型的建立

4．2．3 优化结果及分析

4．3 湿法冶金全流程预测控制

4．3．1 动态矩阵控制算法

4．3．2 DMC控制效果仿真分析

4．4 本章小结

第5章 湿法冶金全流程系统平台实现

5．1 引言

5．2 系统结构与数据流程

5．2．1 系统结构

5．2．2 系统数据流程

5．3 全流程动态模拟与优化控制系统设计与实现

5．3．1 C#、SQL与Matlab混合编程

5．3．2 全流程动态模拟及优化控制系统功能模块与实现

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢