Способ управления процессом получения карналлита

Изобретение относится к области управления процессом получения синтетического («обогащенного») карналлита - сырья для производства металлического магния. Технический результат – стабилизация технологического процесса получения синтетического корналлита с заданным содержанием основного вещества. Способ включает контроль в исходной руде общего содержания KСlобщ и не связанного в карналлит KСlсв, передачу полученных данных в систему управления расходом руды и регулирование расхода руды. При этом регулирование расхода руды осуществляют путем изменения скорости ее подачи с помощью дозатора, оснащенного частотным преобразователем, с использованием математической зависимости. 2 пр.

 

Изобретение относится к технике управления процессом получения синтетического («обогащенного») карналлита - сырья для производства металлического магния, путем переработки калийсодержащих карналлитовых руд растворением.

Широко известны способы получения синтетического («обогащенного») карналлита путем растворения калийсодержащих карналлитовых руд в оборотном горячем растворяющем щелоке с последующей вакуум-кристаллизацией целевого продукта из горячего насыщенного раствора, управление которыми ведут на основании определения методами химического анализа составов карналлитовой руды и растворяющего щелока с последующим регулированием соотношения «руда:щелок» на основании расчета материального баланса процесса растворения (например, «Соликамские карналлиты». Сб. научных трудов. Т. 2, С.-Петербург. Изд. ЛИК. 2007. С. 117-121). Недостатки указанных способов управления обусловлены длительностью аналитического контроля технологических потоков, что не позволяет оперативно воздействовать на процесс растворения карналлитовой руды путем изменения расхода руды в оптимальном режиме.

Известен способ управления процессом растворения карналлитовых руд путем регулирования подачи руды в зависимости от содержания полезного компонента во входных потоках, измерения температуры, расхода растворяющего щелока, его плотности и содержания в нем хлористого магния, содержания хлористого калия в потоке карналлитовой руды, расчета по полученным параметрам оптимального расхода карналлитовой руды и подачи вычисленного значения в качестве задания в систему управления расходом руды (RU №2404845, 27.11.2010) - прототип.

В соответствии с прототипом расход руды рассчитывается по следующей зависимости:

где - массовый расход карналлитовой руды, т/ч;

- массовый расход растворяющего раствора, т/ч;

- содержание хлористого магния в насыщенном растворе, регламентное значение, %;

- содержание хлористого магния в растворяющем растворе, %;

- содержание хлористого калия в карналлитовой руде, %;

- содержание свободного хлористого калия в руде, не связанного в карналлит MgCl2⋅KCl⋅6H2O, %.

где - объемный расход растворяющего раствора, м3/ч;

- плотность растворяющего раствора, т/м3.

Реализация данного способа связана с необходимостью контроля четырех технологических параметров с помощью контрольно-измерительных приборов и требует дополнительного аналитического контроля. Предложено объемный расход растворяющего раствора контролировать электоромагнитным расходомером, например, типа «Метран-370»; плотность растворяющего раствора контролировать масс-расходомером, например, «Rotamass», модель RCCS; общее содержание хлорида калия в карналлитовой руде определять с помощью измерителя калия, например фирмы «Berchtold» LB 377-62; содержание свободного хлористого калия в руде определять путем аналитического контроля 1 раз в сутки; содержание хлористого магния в растворяющем растворе определять путем аналитического контроля 1 раз в 2 часа, либо расчетным путем по показателям плотности раствора и его температуре, в этом случае дополнительно следует контролировать температуру растворяющего раствора. Использование методов аналитического контроля, которые выполняются периодически, не позволяет оперативно воздействовать на процесс растворения карналлитовой руды путем изменения расхода руды в оптимальном режиме.

Необходимость использования методов аналитического контроля обусловлена отсутствием средств автоматического контроля, опробованных в производственных условиях на отечественных предприятиях, для прямого определения содержания MgCl2 в технологических потоках.

В прототипе рассматривается локально только стадия растворения карналлитовой руды, расход которой регулируется в зависимости от текущих значений технологических параметров, общее число которых, как показано выше, составляет шесть. При изменении любого из этих параметров расход руды должен изменяться по зависимости, описанной формулой (1), что приводит к значительным колебаниям расхода руды и, соответственно, выходу готового продукта.

В то же время управление технологическим процессом должно быть направлено на стабилизацию технологического режима и получение заданного количества готового продукта с содержанием основного вещества, отвечающего требованиям к качеству производимой продукции.

Способ управления процессом получения карналлита должен обеспечивать поступление в процесс с карналлитовой рудой такого количества основного вещества MgCl2⋅KCl⋅6H2O, которое обеспечит получение заданного количества готового продукта - синтетического (обогащенного) карналлита с заданным содержанием основного вещества.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является стабилизация технологического процесса получения синтетического (обогащенного) карналлита путем оперативного регулирования расхода карналлитовой руды.

Технический результат достигается за счет того, что в способе управления процессом получения синтетического карналлита при переработке калийсодержащей карналлитовой руды растворением, включающем контроль в исходной руде общего содержания KСlобщ и не связанного в карналлит KСlсв, передачу полученных данных в систему управления расходом руды и регулирование расхода руды, в соответствии с изобретением регулирование расхода руды осуществляют путем изменения скорости ее подачи с помощью дозатора, оснащенного частотным преобразователем, по следующей зависимости:

где W - заданная производительность по готовому продукту, т/ч;

СMgСl2пр - массовая доля MgCl2 в продукте, которая определяется требованиями к качеству производимой продукции, %;

α - извлечение MgCl2 из руды в продукт (принимается по фактически достигнутым показателям работы), %;

- содержание хлористого калия в карналлитовой руде, %;

- содержание свободного хлористого калия в руде, не связанного в карналлит, %;

78,299 - коэффициент пересчета массовой доли хлористого калия, связанного в карналлит MgCl2⋅KCl⋅6H2O в карналлитовой руде, на массовую долю хлорида магния, %.

Содержание хлористого калия в карналлитовой руде определяется с помощью автоматических анализаторов массовой доли KСl («калиметров»), которые широко используются на сильвинитовых обогатительных фабриках (например, анализатор руды АРС-4).

Содержание свободного хлористого калия в руде, не связанного в карналлит MgCl2⋅KCl⋅6H2O, принимается по данным периодически выполняемого аналитического контроля проб карналлитовой руды.

Оперативное регулирование расхода руды путем изменения скорости ее подачи с помощью дозатора, оснащенного частотным преобразователем, при изменении в ней массовой доли KСl обеспечит поступление в процесс требуемого количества основного вещества - карналлита MgCl2⋅KCl⋅6H2O. Исключается подача избыточного, либо недостаточного количества основного вещества с карналлитовой рудой в процесс. Таким образом, решается задача управления процессом получения синтетического карналлита в оптимальном режиме.

Предлагаемый способ, обеспечивающий стабилизацию технологического процесса путем подачи в процесс заданного количества основного вещества MgCl2⋅KCl⋅6H2O с карналлитовой рудой, может быть использован для управления процессом получения синтетического (обогащенного) карналлита на любой карналлитовой обогатительной фабрике.

Способ осуществляется следующим образом.

Автоматический анализатор определяет содержание массовой доли KCl в руде, подает сигнал в контроллер системы управления расходом руды и происходит расчет расхода руды по формуле (3).

Сигнал с контроллера поступает в контур автоматического регулирования, и расход руды увеличивается или уменьшается за счет изменения скорости ее подачи с помощью дозатора, оснащенного частотным преобразователем.

При изменении массовой доли KСl в карналлитовой руде и поступлении соответствующего сигнала с первичного преобразователя на контроллер в автоматическом режиме происходит пересчет по формуле (3) расхода руды, в результате чего за счет изменения скорости движения дозатора расход карналлитовой руды, поступающей на растворение, плавно изменяется.

Примеры осуществления способа в соответствии с предлагаемым изобретением

Пример 1

Заданная производительность по готовому продукту 50 т/ч; массовая доля MgCl2 в продукте - обогащенном карналлите - должна составлять 31,8%. Извлечение MgCl2 из руды в продукт принимается с учетом фактически достигнутых показателей работы производства, 83%.

По данным аналитического контроля декадных проб карналлитовой руды, выполняемых в соответствии с технологическим регламентом производства, массовая доля свободного KСl (сильвина) составляет 1,0%.

На стадию растворения подается карналлитовая руда с помощью дозатора, оснащенного частотным преобразователем, что позволяет плавно регулировать расход руды за счет изменения скорости ее подачи. Расход руды составляет 85 т/ч.

Массовая доля KСl в руде, определяемая с помощью автоматического анализатора АРС-4, составляет 18,0%.

Сигнал с первичного преобразователя поступает в систему управления расходом руды, и контроллер рассчитывает по формуле (3) необходимый расход руды.

Qруда=88,2 т/ч.

Сигнал с контроллера поступает в контур автоматического регулирования: расход руды увеличивается постепенно за счет увеличения скорости ее подачи с помощью дозатора. При достижении расхода 88,2 т/ч подача руды на растворение стабилизируется.

При изменении массовой доли KСl в карналлитовой руде и поступлении сигнала с первичного преобразователя на контроллер в автоматическом режиме происходит пересчет по формуле (3) расхода руды, за счет изменения скорости движения дозатора расход карналлитовой руды на растворение плавно изменяется.

Пример 2

Пример аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что массовая доля MgCl2 в обогащенном карналлите должна составлять 31,5%, а массовая доля свободного KСl (сильвина) в карналлитвой руде составляет 0,7%.

Необходимый расход руды, рассчитанной по формуле (3), составит:

Qруда=%5,9 т/ч.

Необходимость уменьшения расхода карналлитовой руды по примеру 2 обусловлена снижением требований к содержанию MgCl2 в обогащенном карналлите до 31,5% (31,8% MgCl2 - по примеру 1) при одновременном увеличении содержания основного вещества MgCl2⋅KCl⋅6H2O в руде в связи со снижением содержания свободного сильвина до 0,7% KСl (1,0% KСl - по примеру 1).

Пример осуществления способа в соответствии с прототипом

В примере 1, приведенном в прототипе: расход растворяющего раствора 250 м3; плотность растворяющего раствора 1,286 т/м3; общее содержание хлористого калия в карналлитовой руде 19,50%; содержание хлористого калия, не связанного в карналлит, 0,67%; массовая доля хлористого магния в растворяющем растворе 25,72%; массовая доля хлористого магния в осветленном насыщенном растворе 28,5%. Расход карналлитовой руды по прототипу в соответствии составил 94,93 т/ч.

При снижении массовой доли MgCl2 в растворяющем растворе, определяемой периодически путем аналитического контроля, на 0,22% до значения 25,5%, расход карналлитовой руды в соответствии с уравнением (1) должен составить:

Столь значительные колебания по расходу руды при изменении только одного параметра и соответственно расхода основного вещества карналлита MgCl2⋅KCl⋅6H2O, поступающего в процесс с рудой, приведут к дестабилизации процесса в целом; выход готового продукта - обогащенного карналлита при этом будет пропорционально колебаться.

Способ управления процессом получения синтетического карналлита при переработке калийсодержащей карналлитовой руды растворением, включающий контроль в исходной руде общего содержания KСlобщ и не связанного в карналлит KСlсв, передачу полученных данных в систему управления расходом руды и регулирование расхода руды, отличающийся тем, что регулирование расхода руды осуществляют путем изменения скорости ее подачи с помощью дозатора, оснащенного частотным преобразователем, по следующей зависимости:

где W - заданная производительность по готовому продукту, т/ч;

- массовая доля MgCl2 в продукте, которая определяется требованиями к качеству производимой продукции, %;

α - извлечение MgCl2 из руды в продукт, %;

- содержание хлористого калия в карналлитовой руде, %;

- содержание свободного хлористого калия в руде, не связанного в карналлит, %;

78,299 - коэффициент пересчета массовой доли хлористого калия, связанного в карналлит MgCl2⋅KCl⋅6H2O в карналлитовой руде, на массовую долю хлорида магния, %.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения оксида магния из магнийсодержащего минерального сырья. Способ получения оксида магния из отходов серпентинитовой руды включает подготовку отходов серпентинитовой руды, мокрую магнитную сепарацию для отделения магнийсодержащей суспензии от магнетита, выщелачивание с помощью минеральной кислоты, карбонизацию и отжиг.

Настоящее изобретение относится к химической промышленности, технологии переработки минерального сырья, в частности переработке серпентинита с получением товарных продуктов нитрата магния.

Способ получения очищенного от примесей магния включает: объединение цирконийсодержащего материала с расплавленным магнием с низким содержанием примесей, содержащим не более 1,0% мас.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к рафинированию магния и его сплавов от неметаллических включений. Способ включает ввод рафинируемого металла с помощью заливочной трубы в печь с расплавленным флюсом, удельный вес которого больше, чем удельный вес рафинируемого металла, и пропускание металла через упомянутый слой.

Изобретение относится к способу переработки марганецсодержащего сырья. В качестве исходного сырья используют ванадий-, магний-, марганецсодержащие кеки содового выщелачивания металлургических шлаков или марганцевых карбонатных руд.

Изобретение относится к способу получения высокочистого магния путем дистилляции при уменьшенном давлении, а также устройству для осуществления способа. Согласно способу исходный материал в форме магнийсодержащего расплава металла находится в контакте с верхней зоной сосуда конденсации в верхней зоне реторты.

Изобретение относится к получению гранул магниевых сплавов. Способ включает распыление жидкого расплава магниевого сплава в защитной газовой среде с помощью вращающегося стакана-распылителя.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к получению металлического магния восстановлением химического соединения магния ферросилицием. Восстановлению подвергают дихлорид магния, находящийся в смеси с расплавленными хлоридами щелочных и щелочеземельных металлов в реакторе, заполненном инертным газом, при температуре 670-720°C, суммарном давлении газовой фазы 1 ат, парциальном давлении хлоридов кремния в газовой смеси 0,01-0,001 ат и массовом соотношении исходных дихлорида магния и кремния 6,78:1,00.

Изобретения (варианты) относятся к переработке высокомагнезиальных сидеритовых руд. Способы включают дробление и грохочение исходной руды, магнетизирующий обжиг в условиях без поступления атмосферного кислорода для разложения карбонатов железа и магния, сухую магнитную сепарацию, доизмельчение извлеченной магнитной фракции и выщелачивание из нее оксида магния раствором угольной кислоты.
Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации отходов добычи и обогащения магнезитовых руд. Способ переработки магнезитодоломитового сырья включает измельчение сырья, классификацию и последующее выщелачивание магния кислотой.

Изобретение предназначено для нефтедобывающей, химической и горнодобывающей промышленности и может быть использовано для получения дешевой жидкости глушения для нефтедобывающих скважин и хлористого натрия для технических нужд или пищевой поваренной соли на базе местного сырья.

Изобретение относится к сооружению и эксплуатации подземных резервуаров и хранилищ в отложениях каменой соли и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для извлечения раствора хлорида калия, близкого к насыщенному, готовят конечный щёлок шёнита, содержащий 4,0-5,5 мас.%/об.

Изобретение относится к технике управления процессом растворения применительно к растворению карналлитовых руд с получением обогащенного карналлита. Способ включает стабилизацию температуры растворения солей и концентрации полезного компонента в растворе изменением расхода сырья на растворение, определение полезного компонента с входящими в процесс солями и корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья.

Изобретение может быть использовано в производстве хлористого калия методом растворения и кристаллизации. Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд включает регулирование подачи руды в зависимости от содержания полезного компонента во входных потоках, измерение температуры во входных потоках, измерение температуры готового раствора, измерение плотности и расхода растворяющего раствора.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения хлористого калия некондиционные продукты флотационного производства хлористого калия из сильвинитовых руд, содержащие хлористый калий, растворяют в нагретом растворе, в качестве которого используют рассол со шламохранилищ флотофабрик, шахтный рассол, избыточные щелоки флотофабрик.
Изобретение может быть использовано при получении хлористого калия из сильвинитовых руд. Способ переработки калийсодержащих руд включает дробление руды, выщелачивание руды раствором горячего ненасыщенного щелока, отделение галитовых отходов от раствора насыщенного щелока фильтрацией.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения агломерированного хлорида калия включает смешивание жидкой и твердой фаз с образованием суспензии, которую нагревают до температуры ее кипения.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения хлорида калия включает растворение исходного сырья в горячем щелоке, очистку горячего насыщенного раствора от примесей, кристаллизацию полученной суспензии в регулируемой вакуум-кристаллизационной установке, ее обезвоживание и сушку.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения хлористого калия сильвинитовую руду растворяют в нагретом оборотном маточном растворе, выделяют галитовый отвал.

Изобретение относится к области управления процессом получения синтетического карналлита - сырья для производства металлического магния. Технический результат – стабилизация технологического процесса получения синтетического корналлита с заданным содержанием основного вещества. Способ включает контроль в исходной руде общего содержания KСlобщ и не связанного в карналлит KСlсв, передачу полученных данных в систему управления расходом руды и регулирование расхода руды. При этом регулирование расхода руды осуществляют путем изменения скорости ее подачи с помощью дозатора, оснащенного частотным преобразователем, с использованием математической зависимости. 2 пр.

Наверх