针铁矿法沉铁过程是湿法炼锌工艺中的关键工序,其原理是先通入氧气将含杂质铁的硫酸锌溶液中二价铁离子氧化为三价铁离子,然后向反应器中加入锌焙砂以调节pH值,使得溶液中的铁离子以针铁矿的形式进行沉淀,达到除铁的目的。沉铁过程对pH值的要求非常严格,偏高或者偏低都将不利于沉铁过程的进行。而实际过程中,由于pH值、温度、氧流量、铁离子、铜离子等检测滞后,往往根据工人的经验通入过量的氧气和锌焙砂来保证铁离子的沉降及pH值环境,不仅容易造成pH值控制的滞后和波动,影响沉铁效果,而且还容易造成氧气和锌焙砂的浪费。为此研究沉铁过程反应机理,建立pH值前馈控制模型,实现pH值的稳定控制,对沉铁过程具有十分重要的意义。本文首先分析针铁矿法沉铁过程的工艺,深入研究沉铁过程反应机理,确定影响pH值控制的主要因素,利用反应器内物料平衡等特性建立了pH值的前馈控制模型,以计算出工艺pH期望值所需的焙砂添加量,并通过一种改进的人工鱼群算法对该模型进行参数辨识,利用工业现场数据进行验证;最后,采用一种基于误差曲线的参数自整定模糊控制器对焙砂添加量进行补偿,并通过试验仿真证明了该控制器的有效性,从而为实现pH值的稳定控制奠定基础。为了实现针铁矿法沉铁过程pH值的稳定控制及工艺流程的自动化,利用模块化设计原则,在Visual C++软件开发平台上,结合SQLServer2005数据库技术,设计并开发了一套针铁矿法沉铁过程pH值稳定控制指导系统。本系统实现了针铁矿法沉铁过程的实时监控、锌焙砂的指导添加、曲线查询及数据报表等功能。