【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及红土镍矿高温浸出，尤其是涉及一种红土镍矿高压浸出停留时间优化系统。
技术介绍
1、湿法冶炼工艺由于其环保方面的优势，在冶金领域越来越得到广泛的应用以代替火法冶炼工艺。湿法冶炼工艺主要包括常压浸出和加压浸出，其中加压浸出工艺的流程大体是首先将矿石制成矿浆，然后预热矿浆，将预热后的矿浆在高压釜内进行加压酸浸，然后降温降压、中和、分离浸出浆液并净化浸出液。
2、在传统的加压浸出工艺中，在进入高压釜之前，需要大量的蒸汽将矿浆预热到指定温度，需要消耗大量的加热蒸汽，热利用效率低且加热时间长，加热成本高。另一方面在高温高压浸出后的浸出液需要通过闪蒸罐逐步降温降压至低温常压，在这一过程中将产生大量闪蒸蒸汽，可以采用此部分蒸汽与进料的矿浆进行混合预热，充分利用余热，降低蒸汽用量和运行成本。
3、高压酸浸过程的浸出时间对于高压酸浸的效果具有至关重要的作用，酸浸时间过短会导致浸出不完全，金属浸出率低，矿石利用率低；酸浸时间过长会导致生产效率降低，单位时间的矿浆处理量降低，单位时间的产量降低。因此如何能够确定红土镍矿高压酸浸过程的最优停留时间并控制系统处于该最优停留时间的运行条件下对于红土镍矿湿法冶炼系统的高效运行具有至关重要的作用。
4、但是高压酸浸过程中的最优浸出时间是动态变化的，受到浸出温度、来矿成分、进料量、预热-闪蒸系统的操作条件等多种因素的影响。由于高压酸浸过程的实际浸出时间计算及优化过程较为复杂，目前在红土镍矿高压浸出的停留时间优化方面尚未有相关研究及技术报道。
5、对于最佳
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，用以确定高压酸浸过程中矿浆在高压釜内的实际停留时间以及最优停留时间，从而可以根据生产波动调整红土镍矿高压浸出环节的停留时间，使高压酸浸过程始终处于最优停留时间的动态最优状态下。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，包括数据采集模块、实际停留时间计算模块、最优停留时间确定模块及停留时间控制模块；
3、所述数据采集模块用于采集高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度，高压釜内的浸出温度，单位时间内进入高压釜的矿浆的成分以及单位质量的金属镍、硫酸、蒸汽的价格；
4、所述实际停留时间计算模块用于根据高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度以及高压釜内的浸出温度得到高压酸浸过程中矿浆在高压釜内的实际停留时间；
5、所述最优停留时间确定模块用于根据高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度，高压釜内的浸出温度，单位时间内进入高压釜的矿浆的成分以及单位质量的金属镍、硫酸、蒸汽的价格，得到最大收益值对应的最优停留时间；
6、所述停留时间控制模块用于对比当前的实际停留时间以及该条件下的最优停留时间，通过反馈控制系统控制高压釜进料阀及出料阀的开度，使得高压釜内矿浆的实际停留时间始终处于最优停留时间下。
7、在一些实施例中，所述实际停留时间计算模块用于根据高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度以及高压釜内的浸出温度得到高压酸浸过程中矿浆在高压釜内的实际停留时间的具体方法包括：
8、获取当前单位时间内的总加料量；
9、获取高压釜的有效容积；
10、根据高压釜内的浸出温度得到当前浸出温度下的液体密度；
11、根据高压釜的有效容积、单位时间内的总加料量及当前浸出温度下的液体密度，得到矿浆在高压釜内的实际停留时间。
12、在一些实施例中，获取当前单位时间内的总加料量的具体方法为：
13、获取单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量；
14、根据高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度得到单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量；
15、根据单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量以及单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量，得到当前单位时间内的总加料量。
16、在一些实施例中，根据高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度得到单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量的具体计算公式为：
17、
18、其中，m预热塔蒸汽为单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量，h高闪蒸汽、h中闪蒸汽、h低闪蒸汽分别为高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐出口温度的蒸汽焓，可以分别通过高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐出口温度结合数据库获得，h高预液体、h中预液体、h低预液体分别为高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔出口温度的液体焓，可分别通过高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔出口温度结合数据库获得，t高预、t中预、t低预分别为高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔出口温度，cp为矿浆的比热容。
19、在一些实施例中，矿浆的比热容的计算公式为：
20、cp＝4.2*(1-c)+0.364*c
21、其中，cp为矿浆的比热容，c为矿浆中的固含量，可通过采集到的矿浆流量及矿浆浓度获得。
22、在一些实施例中，根据单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量以及单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量，得到当前单位时间内的总加料量的具体计算公式是：
23、
24、其中，mtotal为当前单位时间内的总加料量，m矿浆、m高压釜蒸汽分别为高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，m预热塔蒸汽为单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量。
25、在一些实施例中，根据高压釜内的浸出温度得到当前浸出温度下的液体密度的具体计算公式为：
26、ρt＝15.81747+9.87802*t-0.035239t2+5.38051*10-5t3-3.2612*10-8t4
27、其中，ρt为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，包括数据采集模块、实际停留时间计算模块、最优停留时间确定模块及停留时间控制模块；
2.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，所述实际停留时间计算模块用于根据高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度以及高压釜内的浸出温度得到高压酸浸过程中矿浆在高压釜内的实际停留时间的具体方法包括：
3.根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，获取当前单位时间内的总加料量的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，根据高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度得到单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量的具体计算公式为：
5.根据权利要求4所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，矿浆的比热容的计算公式为：
6.根据权利要求3所
7.根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，根据高压釜内的浸出温度得到当前浸出温度下的液体密度的具体计算公式为：
8.根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，根据高压釜的有效容积、单位时间内的总加料量及当前浸出温度下的液体密度，得到矿浆在高压釜内的实际停留时间的具体计算公式为：
9.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，所述最优停留时间确定模块用于根据高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度，高压釜内的浸出温度，单位时间内进入高压釜的矿浆的成分以及单位质量的金属镍、硫酸、蒸汽的价格，得到最大收益值对应的最优停留时间，具体方法包括：
10.根据权利要求9所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，计算各个停留时间下的收益值的具体公式为：
11.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，所述停留时间控制模块用于对比当前的实际停留时间以及该条件下的最优停留时间，通过反馈控制系统控制高压釜进料阀及出料阀的开度，使得高压釜内矿浆的实际停留时间始终处于最优停留时间下，具体包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，包括数据采集模块、实际停留时间计算模块、最优停留时间确定模块及停留时间控制模块；
2.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，所述实际停留时间计算模块用于根据高压浸出过程的单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量，高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度以及高压釜内的浸出温度得到高压酸浸过程中矿浆在高压釜内的实际停留时间的具体方法包括：
3.根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，获取当前单位时间内的总加料量的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，根据高温预热塔、中温预热塔、低温预热塔、高温闪蒸罐、中温闪蒸罐、低温闪蒸罐的出口温度得到单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量的具体计算公式为：
5.根据权利要求4所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，矿浆的比热容的计算公式为：
6.根据权利要求3所述的红土镍矿高压浸出停留时间优化系统，其特征在于，根据单位时间内进入高压釜的矿浆、硫酸、蒸汽的质量以及单位时间内在预热塔内通过蒸汽加热过程中冷凝进入矿浆的蒸汽质量，得到当前单位时间内的...
【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，王雅宁，张坤，彭亚光，金国泉，刘文泽，许鹏云，
申请(专利权)人：青美邦新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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