用于二水湿法磷酸萃取工艺的硫酸流量控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于二水湿法磷酸萃取工艺的硫酸流量控制方法，其实施步骤如下：检测磷酸萃取槽所输入矿浆的CaO质量浓度并折算为CaO所需的硫酸消耗量；检测磷酸萃取槽所输入矿浆的杂质质量浓度并模糊推理计算杂质所需的硫酸消耗量；将两种硫酸消耗量累加得到硫酸总消耗量；检测磷酸萃取槽输出矿浆的硫酸含量并计算修正系数，通过修正系数修正硫酸总消耗量；测量磷酸萃取槽输入矿浆的矿浆流量并与修正后的硫酸总消耗量乘积运算；将乘积运算的结果转换成控制电流信号以控制输入硫酸流量的电动调节阀门的开度。本发明专利技术能够有效改进工艺指标的稳定性，提高最终成品的质量和经济效益，减少硫酸的消耗并降低环境污染，自动化程度高、操作简单。

【技术实现步骤摘要】
用于二水湿法磯酸萃取工艺的硫酸流量控制方法
本专利技术涉及磯酸生产工艺的过程控制领域，具体涉及一种用于二水湿法磯酸萃取 工艺的硫酸流量控制方法。
技术介绍
磯酸作为一种重要化工原料，在我国化工行业有着举足轻重的地位。工业用磯酸 通常使用硫酸萃取磯矿石的方法来获取，并生成副产品硫酸巧（俗称磯石膏）。二水硫酸巧 具备结晶颗粒粗大、便于过滤分离的优点，所W磯酸生产企业一般采用二水湿法磯酸萃取 工艺。 在二水湿法磯酸萃取工艺中，磯酸萃取槽是实现硫酸萃取磯酸的一个关键设备。 输入磯酸萃取槽的两种主要原料分别为矿浆（其液固比通常为1: 2. 5?3)和硫酸（通常 为98%的浓硫酸）。根据萃取化学反应原理，硫酸的消耗量取决于矿石的CaO含量，且化0 与硫酸的摩尔比为1:1 (质量比为1:1. 75)。在矿浆液固比不变的情况下，CaO含量愈高，硫 酸的消耗愈大，反之亦然。根据生产工艺流程，矿石的研磨和液固比调节是由球磨工段实现 的。在正常的运行环境下，磯酸萃取槽的矿浆输入是通过恒速电机带动浆料粟吸取已研磨 好的成品矿浆来实现的。因此，在生产过程中矿浆流量视为稳定的。虽然矿浆流量是稳定 的，但是矿浆的液固比随时可能发生波动，从而导致输送到磯酸萃取槽的矿浆CaO含量随 时可能发生波动。因此，有必要对硫酸的流量进行控制，W适应CaO含量的变化。否则，就 会出现萃取率偏低或者硫酸剩余量超标等不利情况。如图1所示，现有技术磯酸萃取槽两 个输入量矿浆和硫酸，输出量则为输出矿浆，输出矿浆即为经充分萃取反应的浆料，并含有 一定浓度的余硫酸。其中，输入硫酸的管路上设有用于控制硫酸流量的电动调节阀口。 要实现硫酸流量的调节，就必须有一个合理的控制方法W调节硫酸管道上的电动 调节阀口的开度。传统的调节方法一般根据矿浆的液固比来调节。该种调节原理即：由液 固比和单位时间内矿浆流量推算出所需硫酸消耗量，进一步折算出电动调节阀口的输入电 流W调节阀口的开度，W最终实现硫酸流量的调节。此方法简单可靠，便于操作，在二水磯 酸工艺中得到了广泛应用。但是，生产实践表明，此方法在在两个缺陷；其一，由液固比推算 矿浆CaO含量容易引起较大的误差，从而导致硫酸的加入量不准确；其二，不同来源的矿石 的杂质成分（MgO、Fe2〇3和Al2〇3)含量差别很大（即使同一地点的矿石，不同批次矿石的杂 质含量也有较大差别），从而导致硫酸加入量的不准确。硫酸加入量的不准确性，导致输出 矿浆的余硫酸含量指标在大范围内波动，从而影响磯石膏结晶与过滤的效果，也会影响成 品磯酸的质量和造成环境污染。由此可见，非常有必要改进该种方法W提高生产工艺指标 的稳定性。 根据国家标准化管理委员会在1995年颁布了关于磯矿石成分检测的《国标》（GB/ T1871. 2-1995, GB/T 1871. 3-1995, GB/T 1871. 4-1995 和 GB/T 1871. 5-1995)，可 W 比较准 确地获得矿浆化〇、MgO、Fe2〇3和Al2〇3等物质的浓度数据。另外，电磁流量计在化工企业已 获得广泛应用，利用它可快速准确地检测出矿浆流量。更重要的是，随着通信技术的进步， 检测结果可通过企业局域网（例如RS-485或CAN总线）进行数据联网，自动控制设备可实 时地共享该些数据。该些都为改进二水湿法磯酸萃取工艺的硫酸流量控制方法提供了便利 条件与技术基础。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够有效改进工艺指标的稳定性，提高最终 成品的质量和经济效益，减少硫酸的消耗与降低环境污染，自动化程度高、操作简单的用于 二水湿法磯酸萃取工艺的硫酸流量控制方法。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为： -种用于二水湿法磯酸萃取工艺的硫酸流量控制方法，其实施步骤如下： 1)检测二水湿法磯酸萃取工艺用磯酸萃取槽所输入矿浆的CaO质量浓度，将所述 CaO质量浓度折算为CaO所需的硫酸消耗量； 2)检测所述磯酸萃取槽所输入矿浆的杂质质量浓度，根据预设的杂质含量隶属度 函数将所述杂质质量浓度转换成模糊集合，将所述模糊集合利用预设的模糊规则表进行模 糊推理，对所述模糊推理的结果进行解模糊计算得到杂质所需的硫酸消耗量； 3)将所述CaO所需的硫酸消耗量、杂质所需的硫酸消耗量进行累加得到硫酸总消 耗量； 4)检测所述磯酸萃取槽所输出矿浆的硫酸含量，根据所述磯酸萃取槽所输出矿浆 的硫酸含量查找预设的修正系数表得到所述磯酸萃取槽所输出矿浆的硫酸含量对应的修 正系数，通过所述修正系数对所述硫酸总消耗量进行修正得到修正后的硫酸总消耗量； 5)测量所述磯酸萃取槽所输入矿浆的矿浆流量，将测量得到的矿浆流量与修正后 的硫酸总消耗量进行乘积运算； 6)将乘积运算的结果转换成控制电流信号，通过所述控制电流信号控制所述磯酸 萃取槽上用于控制输入硫酸流量的电动调节阀口的开度。 优选地，所述步骤1)中根据式（1)将CaO质量浓度折算为CaO所需的硫酸消耗 量； [001 引 馬=IOOOx*^ Cl) me 式（1)中，yi表示CaO所需的硫酸消耗量，Wi表示所述磯酸萃取槽所输入矿浆的 CaO质量浓度，m表示CaO的分子量，C表示硫酸的摩尔浓度。 优选地，所述步骤2)的详细步骤如下： 2. 1)检测所述磯酸萃取槽所输入矿浆的杂质质量浓度； 2. 2)获取所述杂质质量浓度隶属于由预设的杂质含量隶属度函数描述的模糊集 合的数值； 2. 3)将所述杂质质量浓度隶属于由杂质含量隶属度函数描述的模糊集合的数值 根据预设的模糊规则表进行模糊推理，在模糊规则表中找出被激活的模糊规则； 2. 4)根据所述杂质质量浓度隶属于由杂质含量隶属度函数描述的模糊集合的数 值、所述被激活的模糊规则、预设的由电动阀口开度补偿隶属度函数描述的模糊集合的峰 点值，利用中也平均解模糊方法进行解模糊计算，得到杂质所需的硫酸消耗量。 优选地，所述杂质含量隶属度函数、电动阀口开度补偿隶属度函数均为H角形隶 属度函数。 优选地，所述杂质含量隶属度函数包括低、偏低、略偏低、适中、略偏高、 偏高和高共7个模糊集合，所述7个模糊集合的峰点值依次为0. 025、0. 03、0. 035、 0. 04、0. 045、0. 05 和 0. 055。 优选地，所述电动阀口开度补偿隶属度函数包括轻度、中度偏低、中度、中 度偏高、高度共5个模糊集合，所述5个模糊集合的峰点值依次为0. 005、0. 01、0. 015、 0. 02 和 0. 025。 优选地，所述步骤2. 4)具体是指基于式（2)进行解模糊得到杂质所需的硫酸消耗 量； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于二水湿法磷酸萃取工艺的硫酸流量控制方法，其特征在于实施步骤如下：1)检测二水湿法磷酸萃取工艺用磷酸萃取槽所输入矿浆的CaO质量浓度，将所述CaO质量浓度折算为CaO所需的硫酸消耗量；2)检测所述磷酸萃取槽所输入矿浆的杂质质量浓度，根据预设的杂质含量隶属度函数将所述杂质质量浓度转换成模糊集合，将所述模糊集合利用预设的模糊规则表进行模糊推理，对所述模糊推理的结果进行解模糊计算得到杂质所需的硫酸消耗量；3)将所述CaO所需的硫酸消耗量、杂质所需的硫酸消耗量进行累加得到硫酸总消耗量；4)检测所述磷酸萃取槽所输出矿浆的硫酸含量，根据所述磷酸萃取槽所输出矿浆的硫酸含量查找预设的修正系数表得到所述磷酸萃取槽所输出矿浆的硫酸含量对应的修正系数，通过所述修正系数对所述硫酸总消耗量进行修正得到修正后的硫酸总消耗量；5)测量所述磷酸萃取槽所输入矿浆的矿浆流量，将测量得到的矿浆流量与修正后的硫酸总消耗量进行乘积运算；6)将乘积运算的结果转换成控制电流信号，通过所述控制电流信号控制所述磷酸萃取槽上用于控制输入硫酸流量的电动调节阀门的开度。

【技术特征摘要】
1. 一种用于二水湿法磷酸萃取工艺的硫酸流量控制方法，其特征在于实施步骤如下： 1) 检测二水湿法磷酸萃取工艺用磷酸萃取槽所输入矿浆的CaO质量浓度，将所述CaO 质量浓度折算为CaO所需的硫酸消耗量； 2) 检测所述磷酸萃取槽所输入矿浆的杂质质量浓度，根据预设的杂质含量隶属度函数 将所述杂质质量浓度转换成模糊集合，将所述模糊集合利用预设的模糊规则表进行模糊推 理，对所述模糊推理的结果进行解模糊计算得到杂质所需的硫酸消耗量； 3) 将所述CaO所需的硫酸消耗量、杂质所需的硫酸消耗量进行累加得到硫酸总消耗 量； 4) 检测所述磷酸萃取槽所输出矿浆的硫酸含量，根据所述磷酸萃取槽所输出矿浆的硫 酸含量查找预设的修正系数表得到所述磷酸萃取槽所输出矿浆的硫酸含量对应的修正系 数，通过所述修正系数对所述硫酸总消耗量进行修正得到修正后的硫酸总消耗量； 5) 测量所述磷酸萃取槽所输入矿浆的矿浆流量，将测量得到的矿浆流量与修正后的硫 酸总消耗量进行乘积运算； 6) 将乘积运算的结果转换成控制电流信号，通过所述控制电流信号控制所述磷酸萃取 槽上用于控制输入硫酸流量的电动调节阀门的开度。2. 根据权利要求1所述的用于二水湿法磷酸萃取工艺的硫酸流量控制方法，其特征在 于：所述步骤1)中根据式（1)将CaO质量浓度折算为CaO所需的硫酸消耗量； V1=IOOOx! (1) me 式（1)中，Y1表示CaO所需的硫酸消耗量，W1表示所述磷酸萃取槽所输入矿浆的CaO质 量浓度，m表不CaO的分子量，c表不硫酸的摩尔浓度。3. 根据权利要求1或2所述的用于二水湿法磷酸萃取工艺的硫酸流量控制方法，其特 征在于：所述步骤2)的详细步骤如下： 2. 1)检测所述磷酸萃取槽所输入矿浆的杂质质量浓度； 2. 2)获取所述杂质质量浓度隶属于由预设的杂质含量隶属度函数描述的模糊集合的 数值； 2. 3)将所述杂质质量浓度隶属于由杂质含量隶属度函数描述的模糊集合的数值根据 预设的模糊规则表进行模糊推理，在模糊规则表中找出被激活的模糊规则； 2. 4)根据所述杂质质量浓度隶属于由杂质含量隶属度函数描述的模糊...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙祖强，张满红，杜社会，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43