基于分离系数校正的稀土萃取流程模拟

杨辉，代文豪，陆荣秀，朱建勇

（1 华东交通大学电气与自动化工程学院，江西南昌330013； 2 江西省先进控制与优化重点实验室，江西南昌330013）

引 言

稀土萃取流程模拟是现有工艺流程重组和工艺参数再优化的主要研究平台。20世纪70年代，徐光宪教授在分馏萃取理论的基础上，创建了串级萃取理论[1]。随后，其团队又提出稀土串级萃取过程静态计算和动态模拟计算方法[2-3]，为稀土萃取稳态优化和动态仿真提供依据和指导。但是串级萃取理论在处理多组分稀土萃取体系时，易导致大量增根，给程序的计算和判断带来困难，为此，吴声等[2]通过递推-迭代的方法逐级计算各级组分含量，该方法多应用于多出口体系，无法准确计算两出口体系各级组分含量。王振华[4]提出了“等效组分、等效分离系数”法，将多组分等效成两组分计算，但对远离切割位置组分的等效分离系数偏差较大。钟学明[5]在理论分离系数的基础上，以萃取槽水相的平均摩尔分数建立的有效分离系数，在难萃组分的摩尔分数较大（易萃组分摩尔分数较小）时，计算精度较差。丁永权等[6-7]提出相对分离系数模型，推导出稳态下各级组分含量的计算公式，计算速度能够满足稀土萃取全流程优化控制对时间要求，但未考虑实际分离效果，模型输出值和实际值有偏差。文献[8-9]基于简化模型的热力学平衡分析算法，建立了多组分稀土萃取流程模拟，但其仅适用于PC88A 体系萃取稀土的过程。文献[10]从数据驱动的角度出发，利用人工神经网络（ANN）实现稀土溶剂萃取平衡数据模拟，在出现新工况时，流程模拟效果变差。……