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· 46· 中 国 有 色 冶 金 A生产实践篇 ·轻金属 模型辨识在氧化铝高压溶出温度控制中的应用 张矿伟 ，颜红明。，陈 焰 ，张玉忠 ，安镇宙 (1．玉溪师范学院信息技术工程学院，云南 玉溪 653100；2．中国铝业公司郑州轻金属研究院，河南 郑州 450041) [摘 要] 氧化铝高压溶出温度控制是影响氧化铝溶出率最主要的因素之一，温度具有时变性、非线 性和一阶惯性纯滞后 的特性，参数整定及控制难于达到理想效果。本文依据 系统辨识方法 中输 出误差 模型，成功建立 了升温数学模型，得到的温度数学模型可为参数整定、优化控制提供模型依据 ，同时实现 了氧化铝高压溶 出温度 闭环 PID 自动控制。 [关键词] 氧化铝 ；高压溶 出；系统辨识 ；温度控制 ；OE模型 [中图分类号] N945．14；TF821 [文献标志码] B [文章编号] 1672—6103(2016)01一OO46—04 识方法 ，辨识建立对象模型 ；以现场采集 的数据为依 O 引言 据 ，在 Matlab平 台下，用拟合度及稳定性判据验证 氧化铝的生产方法主要有 ：酸法、碱法、酸碱联 模型正确性 ，为参数整定、优化控制提供模型 合法和热法，当前氧化铝生产主要采用碱法。碱法 依据 ，达到提高控制精度 、提高氧化铝溶出率 、降低 生产氧化铝又有拜耳法、烧结法和拜耳～烧结联合 能耗的 目的。 法等多种流程，目前多数氧化铝生产企业采用拜耳 法。高压溶出过程属于氧化铝生产的第三道工序 ， 1 氧化铝高压溶出工艺流程 在生产 中占有重要 的地位。 拜耳法生产氧化铝过程 中 ，高压溶出工序是 氧化铝高压溶 出的过程极其复杂 ，其 目的是在 将碱液和矿浆混合物 ，在高温 、高压的条件下使氧化 高温、高压的工艺条件下，用苛性钠溶液使铝土矿中 铝溶解 出来 。 的氧化铝溶出。苛性比值和溶出率是氧化铝生产 中 氧化铝高压溶出工艺如图 l。脱硅的矿浆由高 两个重要 的经济技术指标 ，提 高溶 出温度可 以 压矿浆泵送入套管预热器，经过十级预热至 170～ 提高氧化铝溶 出率 、缩短溶出时间和提高设备产能， 180℃；碱液由碱液泵送入套管预热器，经过十级乏 是拜耳法生产降低能耗 的主要方 向 。 目前部分 汽预热至200～220oC；预热后 的碱液和矿浆混合后 生产企业对溶出器温度仍采用常规 PID控制 ，但 因 压人溶出器 ，用6．3MPa、480℃的过热新蒸汽加热至 不知对象模型，参数整定耗时长、能耗高，整定过程 260～265℃，进行保温溶出反应，随后进行蒸发沉降。 中影响生产效率、浪费原料，且整定参数多凭经验 ， 260～265℃是氧化铝溶 出反应 的最佳温度 ， 受人为因素影响，难以达到理想的控制效果。本文 1～4溶 出器主要是对混合物进行升温加热 ，使之 达到最佳溶 出反应温度 ；5 一12溶出器保证料浆在 结合氧化铝高压溶 出器实际温度工况 ，通过系统辨 溶出器里的停留时间，使溶 出反应尽可能充分 ，提高 [作者简介]张矿伟 (1987一)，男 ，河南周 口人 ，硕士研究生。 溶出率 ，其温度维持在 250～260℃ 。溶出器 [收稿 31期]2015—10—30 [修订 日期]2015—11—20 内温度变化曲线如图2所示。 [基金项 目]国家 自然科学基金资助项 目，大学创新项 由图2可以看出，虚线左边为升温部分 ，随着温 目支持 。