Способ автоматического управления дозировкой оборотного раствора при производстве глинозема по способу байера

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВКОЙ ОБОРОТНОГО РАСТВОРА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГЛИНОЗЕМА ПО СПОСОБУ БАЙЕРА, включающий изменение соотношения nocTynaioiiyix в процесс расходов оборотного раствора и боксита в зависимости от состава раствора после выщелачивания боксита, разбавление раствора промводой в агитаторе роСле. выщелачивания, о т ли ч ающий с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации заданного состава алюмннатного раствора, дополнительно измеряют состав промводы, разбавляющей раствор после выщелачивания боксита, регулируют расход промводы в агитатор в зависимости от концентрации одной из составляющих алюминатного раствора на его выходе, вычисляют величину .К по .формуле К (С -л )-С he wp ар ав qp hn ) С ). С„р-Сд ип где CMB, Cgg, С„п , Can концентрации Naj О и AljOj в растворе после выщелачивания и промводе соответственно , г/дм СП и С рр - заданные «р с: значения концентрации я AljOj в алюминатном растворе, СП г/дм , а соотношение поступающих в процесс ся расходов оборотного раствора и боко сита изменяют в зависимости от зна:о чения и знака вычисленной величины К, при этом, если К О, то задавав-; мое соотношение расходов уменьшают, а при К f О - увеличивает.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

1 10 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3509385/22-02 (22) 11. 11.82 (46) 23.04.85. Бюл. В 15 (72) Я.С.Бабицкий, В.М.Морозов, Р,Д.Алексеев, И.П.Сова и И.В.Николаев (71) Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (53) 621.357(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 557054, кл. С 01 F 7/04, 1972.

2. Лайнер A.È. и др. Производство .глинозема. И., "Металлургия", 1978, с. 82-83. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УП. РАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВКОЙ ОБОРОТНОГО PACTВОРА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГЛИНОЗЕМА ПО

СПОСОБУ БАЙЕРА, включающий изменение соотношения поступающих в процесс расходов оборотного раствора и боксита в зависимости от состава раствора после выщелачивания боксита, разбавление раствора промводой в агитаторе досле. выщелачивания, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации заданного состава алюминатного раетвора, дополнительно измеряют состав промводы, разбавляющей раствор после выщелачивания боксита, ÄÄSUÄÄ 11 А

qf59 С 01 F 7/04 С 05 В 27/00 регулируют расход промводы в агитатор в зависимости от концентрации одной из составляющих алюминатного раствора на его выходе, вычисляют величину .К по формуле

К = (С,р - С,„) С„, - (С„, С ) С сив (Cqp ° С я — C„> С п) э где С„, Cq, С„„, С qq - концентрации Na 0 и

А1,0э в растворе после выщелачивания и промводе соответственно, г/дм, С „г и С о — заданные значения концентрации Na 0 и

А1 О в алюминатном растворе, г/дмз,. а соотношение поступающих в процесс расходов оборотного раствора и боксита изменяют в зависимости от значения и знака вычисленной величины

"К, при этом, если К.> О, то задаваемое соотношение расходов уменьшают, а при К с 0 — увеличива т.

1 15 15П с!

Зо

Изобретение относится к способам управления технологическими процессами и может быть использовано в алюминиевой промышленности для управления процессом приготовления алюминатного раствора гицрометаллургического производства глинозема.

Известен способ автоматического управления процессом приготовления алюминатного раствора, в котором соотношение расходов оборотного раствора и боксита изменяется в зависимости от электропроводности алюминат ного раствора (жидкой фазы разбавл.енной пульпы) (1) .

К недостаткам этого способа относится то,что электропроводность алюминатного раствора является рет роспективйой. оценкой, полученной лишь после проведения комплекса технологическик процессов продолжительностью 5-7 ч. Управление таким инерционным объектом по отклонению электропроводности алюминатного раствора от заданной величины путем внесения управляющего воздействия на дозировку исходных компонентов иа входе объекта не может обеспечить высокую точность стабилизации состава алюминатного раствора. Электропроводность двухкомпонентного раствора, являясь косвенной оценкой единого комплексного параметра, характеризующего этот раствор (показатель стойкости), не может быть использована в качестве параметра управления при оптимальной стабилизации обоих компонентов алюминатного раствора путем управления по возмущению на входе объекта с использованием его математической модели и вычислительной техники.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления дозировкой оборотного (щелочного) раствора при непрерывном производстве глинозема по способу

Байера, при котором измеряют состав раствора после выщелачивания боксита, определяют модуль этого раствора представляющий собой молярное отношение концентрации щелочи Na 0 к концентрации окиси алюминия А120 и соотношение расходов оборотного раствора и боксита в процесс регули.руют таким образом, чтобы получить заданное значение модуля раствора после выщелачивания боксита. Раствор после вьпцелачивания боксита подвергается разбавлению промводой от промывки красного шлама с целью получения требуемого состава алюминатного раствора, характеризуемого кон" центрациями пелочи и окиси алюминия (2j .

Недостатком известного способа является то, что разбавление раствора с постоянным модулем промводой до одной иэ заданных концентраций в алюмннатном растворе обеспечивает постоянство другой концентрации в нем либо при разбавлении чистой водой, либо при постоянстве составов смешиваемых раствора и промводы.

В рамках промышленной реализации оба эти условия неосуществимы. Следовательно, известный способ управления не обеспечивает получения постоянного состава алюминатного раствора и приводит к получению растворов с переменной концентрацией окиси алюминия при разбавлении до заданной концентрации щелочи.

В результате изменяется стойкость раствора как по отношению к температуре процесса разлОжения алюминатного раствора, так:и по отношению к температуре, при которой раствор находится при сгущении и промывке красного шлама. Это обуславливает повышенные потери гидроокиси алюминия в результате гидролиза при сгущении и промывке красного шлама, а также уменьшение удельного съема гидроокиси алюминия с единицы объеМа алюминатного раствора при его разложении, Цель изобретения — повышение точности стабилизации заданного состава алюминатного раствора.

Поставленная .цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления дозировкой оборотного раствора, при производстве глинозема по способу Байера, включающему изменение соотношения поступающих в процесс расходов оборотного раствора и боксита в зависимости от состава раствора после выщелачивания боксита, разбавление раствора промводой в агитаторе после выщелачивания, дополнительно измеряют состав промводы, разбавляющей раствор после выщелачивания боксита, регулируют расход промводы в агитатор в sa1151509 висимости от концентрации одной из составляющих алюминатного раствора на его выходе, вычисляют величину

К по формуле (1)

К = (Cap — Сс „.):С „в — (С„, Снп ) Сав - (Cap Снр — CH С ) .., где Сив,Сав,С и Сцп — концентраГ ция Na Ou

А12 Оз в 10 растворе после выщелачивания и промводе соответст 15 венно,г/дм, — заданные значения

С 1 и С ар концентрации

Na0иА1О 2о в алюминатном растворе»/ з а соотношение поступающих в процесс .расходов оборотного раствора и бок- )5 сита изменяют в зависимости от значения и знака вычисленной величины

К, при этом, если K > О, то задаваемое соотношение расходов уменьшают, а при К с Π— увеличивают.

На чертеже представлена блок-схема автоматического управления дозировкой оборотного раствора в процессе выщелачивания боксита, используемая для реализации предлагаемого способа, 35

Сырая бокситовая пульпа, поступаемая на выщелачиваиие в. батарею 1, приготавливается путем поддержания заданного соотношения расходов ще4О лочного оборотного раствора и боксита с помощью измерителей 2 и 3 расхода оборотного раствора и боксита соответственно, блока 4 соотношения, блока 5 сравнения текущего соотноше45 ния с заданным задающим устройством б, регулятора 7,и регулирующего ор.гана 8, установленного на трубопроводе оборотного раствора. После выщелачивания пульпа разбавляется про:мьппленной водой в агитаторе 9. Жид50

: кая фаза разбавленной пульпы представляет. собой алюминатный раствор, поступающий на разложение в декомпозерах.

С.помощью анализатора 10 измеря55 ется состав раствора после вьпцелачивания, а анализатор 11 измеряет состав промышленной воды. Информация о составе раствора после выщелачива,ния и о составе промыШленной воды, поступает в вычислительное устройство 12, формирующее в соответствии с формулами (6), (7) и (8) сигнал для коррекции задания соотношения в задающем устройстве 6.

Расход промводы в агитатор 9 регулируется в зависимости от концентрации одной из составляющих алюминатного раствора: Na20 или А1 0, на его выходе (не показано).

Способ управления дозировкой оборотного раствора при производстве глинозема осуществляется следующим образом, В соответствии с материальным балансом между входными и выходными .потоками компонентов при разбавле:нии промводой раствора после вьпцелачивания боксита можно записать:

Орп Сnp = Qвп Снв+ пв Саа (2)

Qpn Сар Чвп Сор + Qile Сап (3)

,. = Ч .. Е„„ " (4) где Q „,Q „и Я„в - расход жидкой фазы разбавленной пульпы,раствора после выщелачивания боксита и разбавляющей промводы соответственно, мэ/ч

С„,С„,С„в,С„,С„п и С, д — концентрации щелочи

Na20 и окиси алю« миния А1 0 в со о тв етс твующих растворах, г/дмз .

В результате решения системы уравнений (2-4) таким образом, чтобы исключить значения расходов смешиваемых растворов, получаем: с — -сс: — с " . с ав C íp — С п

Can С np — Снп Сар

С мр .Снп

При заданном составе жидкой фазы

НP разбавленной пульпы Сдp = А и Сп

= N выражение (5) можно переписать в виде

KС„-С -К, К

А-Сап

N -Сна

1151509

И Сап А Снп

К2 N — С„„ (8) Величина К в выражении (7) характеризует меру отклонения состава раствора после выщелачивания боксита от состояния, приводимого к заданному составу алюминатного раствора разбавлением его промводой соот.— ветствующего состава. При К = О разбавление раствора после выщелачивания боксита промводой до одной иэ заданных концентраций жидкой фазы разбавленной пульпы (алюминатного раствора) обеспечивает безусловное получение заданного значения второй концентрации..Следовательно, регулирование соотношения расходов оборотного раствора и боксита в процесс в зависимости от величины К таким образом, чтобы за счет изменения состава раствора после вьпцелачивания боксита сделать ее равной нулю, обеспечивает необходимые условия для получения требуемого состава р5 алюминатного раствора.

Способ управления содержит в себе следующую последовательность операций: измерение составов раствора после выщелачивания и разбавляю- Зр щей его промводы, определение величины К, рассчитываемой по формулам (6-8); регулирование соотношения расходов оборотного раствора и боксита в процесс в зависимости от значения величины К таким образом, чтобы она стала равной нулю, .т.е. если величина К О, задаваемое соотношение расходов уменьшается, если К < О, задаваемое соотношение уве-4р личивается.

Анализ влияния различных факторов на состав алюминатного раствора произведен на ЭВМ с помощью математической модели комплекса технологических процессов на основании экспериментальных данных, собранных в условиях. производства приготовления алюминатного раствора на Днепровском алюминиевом заводе. Анализ, показывает, что при диапазоне изменения состава промводы по концентрации

Na 0 +3,4 г/м и по концентрации

А1 0, + 2,6 г/дм доля изменения концентрации А1203 в жидкой фазе разбавленной пульпы при постоянной концентрации Ма20 в ней составляет

12,4% от общего диапазона. При использовании в качестве параметра управления величины К возмущения по составу промводы находят свое выражение в изменении этой величины на

+4,7 г/дм, а их компенсация обуславливает необходимость изменения соотношения расходов оборотного раствора и боксита в процесс на величину

+О, 11 м (т.

Реализация предлагаемого способа позволяет сократить примерно на

0,3Е количество вводимого в процесс боксита за счет уменьшения потерь гидроокиси алюминия в результате гидролиза при сгущении и промывке красного шлама в сочетании с улучшением технико-экономических показателей за счет уменьшения тепловых затрат на упаривание маточного раствора в результате сокращения ввода проиводы на разбавление, а также увеличения удельного съема гидроокиси алюминия иэ алюминатного раствора при его разложении.

1151509

Составитель А.Ашихин

Редактор Н.Яцола Техред 3,Палий

Корректор И.Муска

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2241/15 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5