Способ управления процессом автоклавного окислительного выщелачивания пирротинового концентрата

 

Использование: цветная металлургия, управление процессом автоклавного окислительного выщелачивания. Сущность: при управлении процессом автоклавного окислительного выщелачивания пирротинового концентрата измеряют величину коэффициента теплопередачи от пульпы к охлаждающей воде в теплообменниках автоклавов выщелачивания и сравнивают ее с заданной, при отрицательной величине этой разности увеличивают количество водного раствора сульфида натрия в жидкой фазе пульпы пирротинового концентрата в питании выщелачивания прямо пропорционально величине полученной разности. 1ил., 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к управлению процессом автоклавного окислительного выщелачивания, а также другими технологическими процессами, осуществляемыми в среде неньютоновских жидкостей.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и снижение энергозатрат на перемешивание.

На чертеже показана схема реализации одного из возможных вариантов способа. Здесь I - автоклав выщелачивания, II - встроенный теплообменник, III - реактор приготовления пульпы пирротинового концентрата (доведение до требуемой плотности после сгустителя), 1 - датчик измерения расхода воды в теплообменник II, 2 и 3 - датчики температуры воды на входе и выходе соответственно из теплообменника II, 4 - блок вычисления коэффициента теплопередачи, 5 - блок сравнения заданной и текущей величины коэффициента теплопередачи, 6 - регулятор расхода водорастворимого натрия в реактор приготовления пульпы III, 7 - регулирующий клапан на линии подачи водорастворимого натрия в реактор III.

Схема работает следующим образом.

Сигналы с датчиков 1, 2, 3, пропорциональные соответственно расходу воды и ее температуры на входе и температуре на выходе из теплообменников, поступают в блок 4, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный значению коэффициента теплопередачи текущему. Этот сигнал поступает в блок сравнения 5, где вырабатывается сигнал, пропорциональный разности текущего и заданного значений коэффициента теплопередачи, поступающий на регулятор 7. При отрицательной величине сигнала на входе регулятора последний посредством регулирующего клапана 8 увеличивает расход водорастворимого натрия в реактор приготовления пульпы III прямо пропорционально разности величин текущего и заданного коэффициента теплопередачи.

Ниже приведены результаты сравнительных испытаний по заявляемому способу и способу-пpототипу, подтверждающие соответствие заявляемого технического решения критерию "положительный эффект".

П р и м е р 1. Пирротиновый концентрат, содержащий % (по массе): 2,0-2,2 никеля, 0,5-0,7 меди, около 50 железа и 28-30 серы, выщелачивают в непрерывном режиме в полупромышленном горизонтальном четырехкамерном автоклаве с механическим перемешиванием закрытой турбиной с числом оборотов 730 в 1 мин, оборудованном встроенными теплообменниками для отвода избыточного тепла. Процесс ведут при 130-135^оС, общем давлении 15 атм, содержание кислорода в исходной кислородно-воздушной смеси 58-59%, на выходе из автоклава - 27%. Исходную пульпу подают при Ж:Т = 1,44-1,61, рН = 7,0. Величина коэффициента теплопередачи в начале опыта 1100 ккал/м².ч.^оС. Через двое суток работы коэффициент теплопередачи снизился до 600 ккал/м².ч.^оС, т.е. скорость снижения величины коэффициента теплопередачи составила . Чтобы продолжить работу потребовалось увеличить Ж:Т исходной пульпы до 2,5-3,0. В результате скорость снижения коэффициента теплопередачи уменьшилась и составила за следующие 24 ч примерно 1,6 ккал/м². ч. ^оС (см. таблицу). Однако производительность выщелачивания при этом снизилась на 30%.

П р и м е р 2. Опыт продолжили, но в исходную пульпу пирротинового концентрата дополнительно вводится водорастворимый натрий. Величина коэффициента теплопередачи в начале опыта 160 ккал/м².ч.^оС, заданное значение 600 ккал/м². ч.^оС. Ж:Т исходной пульпы снизили до 1,5. Поскольку разность между текущим и заданным значениями коэффициента теплопередачи отрицательна, уже в начале опыта количество водорастворимого натрия в исходной пульпе установили равным (560-600) ^.0,07 = 2,7 кг при производительности выщелачивания 270 кг пирротинового концентрата в 1 ч, где 0,07 - коэффициент пропорциональности. Расход водорастворимого натрия (водный раствор сульфида натрия) корректировали в зависимости от разности текущей и заданной величин коэффициента теплопередачи один раз в сутки. Результаты опыта приведены в таблице. Как следует из этих данных, средняя скорость снижения коэффициента теплопередачи за 5 сут непрерывной работы при управлении в соответствии с изобретением составила около при производительности 270 кг/ч.

П р и м е р 3. При тех же условиях, что в примере 1, ведут выщелачивание при удельной мощности на перемешивание около 11 Вт/л в течение суток. За это время коэффициент теплопередачи снизился с 1050 до 950 ккал/м².ч.^оС. Увеличение удельной мощности на перемешивание до 17 Вт/л, т.е. на 55%, позволило снизить скорость уменьшения коэффициента теплопередачи с 4,2 до 0,8 .

П р и м е р 4. Через двое суток работы при удельной мощности на перемешивание 17 Вт/л установили последнюю на прежнем уровне 11 Вт/л. Коэффициент теплопередачи в начале опыта составил 910 ккал/м^2.ч^.оС. Заданную величину приняли равной 1000 ккал/м^2.ч^.оС. Количество водорастворимого натрия, подаваемого в автоклав, установили равным (910-1000)^.0,07 = 6,3 кг/ч. Корректировку расхода водорастворимого натрия ведут также один раз в сутки. Результаты опыта приведены в таблице. Как видно, скорость уменьшения величины коэффициента теплопередачи за четверо суток непрерывной работы составила 0,5 ккал/м^2.ч^.оС.

Представленные в таблице результаты сравнительных испытаний по способу-прототипу и заявленному способу управления процессом автоклавного окислительного выщелачивания пирротиновых концентратов подтверждают соответствие заявленного технического решения критерию "положительный эффект": при управлении по заявленному способу производительность выщелачивания на 30% выше, чем при управлении по способу-прототипу, когда управляющим воздействием в последнем принято Ж:Т исходной пульпы, удельная мощность на перемешивание меньше на 50%, чем при управлении по способу-прототипу, когда управляющим воздействием в последнем принята удельная мощность на перемешивание.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АВТОКЛАВНОГО ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПИРРОТИНОВОГО КОНЦЕНТРАТА, включающий механическое перемешивание пульпы концентрата, поддерживание постоянной температуры с помощью встроенных теплообменников, измерение величины коэффициента теплопередачи от пульпы к охлаждающей воде и сравнение ее с заданной, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и снижения энергозатрат на перемешивание, в исходную пульпу пирротинового концентрата вводят водный раствор сульфида натрия, определяют разность текущей и заданной величин коэффициента теплопередачи в секциях автоклава и при отрицательном значении полученной разности увеличивают количество водного раствора сульфида натрия в жидкой фазе пульпы пирротинового концентрата прямо пропорционально величине полученной разности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2