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

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 В 27/00 щ) С 01 Р 7/О ОБРЕТЕН ЬСТВУ Н АВТОРСИО регулируют расх тор в зависимос одной из состав раствора на его величину .К по ф д промводы в аи от концентрациияющих алюминатноговыходе, вычисляютрмуле гита чивани и промводе соответстенно, г/дм , ада нные начения онцентрации Иа Ои е А 1 О в алюминатномрастворе,г/дмз,в процессора и бокти от зна"величиныто задаваеуменьшают,соотношение поступающих тного раств в зависимос вычисленной ли К. О,расходов увеличива.трасходов оборо сита изменяют чения и знака К, при этом, е мое соотношениа при К с 0 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 557054, кл. С 01 Р 7/04, 1972.2. Лайнер А.И, и др. Производствоглинозема, И., "Металлургия", 1978,с. 82-83,(54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УП. РАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВКОЙ ОБОРОТНОГО РАСТВОРА 11 РИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГЛИНОЗЕМА ПОСПОСОБУ БАЙЕРА, включающий изменениесоотношения поступающих в процессрасходов оборотного раствора и боксита в зависимости от состава раствора после выщелачивания боксита,разбавление раствора промводой вагитаторе досле. выщелачивания, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности стабилизации заданного состава алюминатногораетвора, дополнительно измеряютсостав промводы, разбавляющей раствор после выщелачивания боксита,С, ) С,-(С, -О 15 Зо 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к способамуправления технологическими процессами и может быть использовано валюминиевой промышленности для управления процессом приготовления алюминатного раствора гицрометаллургического производства глинозема,Известен способ автоматическогоуправления процессом приготовленияалюминатного раствора, в котором соотношение расходов оборотного раствора и боксита изменяется в зависимости от электропроводности алюминатного раствора (жидкой Фазы разбавленной пульпы) Я .К недостаткам этого способа относится то,что электропроводностьалюминатного раствора является ретроспективйой. оценкой, полученнойлишь после проведения комплексатехнологическик процессов продолжительностью 5-7 ч. Управление такиминерционным объектом по отклонениюэлектропроводности алюминатногораствора от заданной величины путемвнесения управляющего воздействияна дозировку исходных компонентовиа входе объекта не может обеспечитьвысокую точность стабилизации состава алюминатного раствора. Электропроводность двухкомпонентного раствора, являясь косвенной оценкой единого комплексного параметра, характеризующего этот раствор (показательстойкости) не может быть использована в качестве параметра управленияпри оптимальной стабилизации обоихкомпонентов алюминатного растворапутем управления по возмущению навходе объекта с использованием егоматематической модели и вычислительной техники.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способуправления дозировкой. оборотного(щелочного) раствора при непрерывномпроизводстве глинозема по способуБайера, при котором измеряют составраствора после вьпцелачивания боксита, определяют модуль этого растворапредставляющий собой молярное отношение концентрации щелочи Иа,О кконцентрации окиси алюминия А 1,0и соотношение расходов оборотногораствора и боксита в процесс регули.руют таким образом, чтобы получитьзаданное значение модуля раствора после выщелачивания боксита. Растворпосле вьпцепачивания боксита подвергается разбавлению промводой от промывки красного шлама с целью получения требуемого состава алюминатного раствора, характеризуемого кон" центрациями щелочи и окиси алюминия 21 .Недостатком известного способа является то, что разбавление раствора с постоянным модулем промводой до одной иэ заданных концентраций в алюмннатном растворе обеспечиваетпостоянство другой концентрации внем либо при разбавлении чистойводой, либо при постоянстве составов смешиваемых раствора и промводы.В рамках промышленной реализацииоба эти условия неосуществимы. Следовательно, известный способ управления не обеспечивает получения постоянного состава алюминатногораствора и приводит к получениюрастворов. с переменной концентрацией окиси алюминия при разбавлениидо заданной концентрации щелочи. В результате изменяется стойкостьраствора как по отношению к температуре процесса разлОжения алюминатного раствора, так:и по отношению ктемпературе, при которой раствор находится при сгущении и промывкекрасного шлама. Это обуславливаетповышенные потери гидроокиси алюминия в результате гидролиза при сгущении и промывке красного шлама, атакже уменьшение удельного съемагидроокиси 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 зависимости от концентрации одной изсоставляющих алюминатного растворана его выходе, вычисляют величинуК по формуле(1)К = (С ар - Сап ) С нв (СнрС) С- (С,р Ср - СС) , где Снв,Сцв,С н и Сцп - концентрация Иа 2 О и2 3растворепосле выще- лачивания и промводесоответст 15венно,г/дм,- заданныезначения нр ОР концентрацииИа,О и А 1,0, 20в алюминатном. растворе, г/дм,а соотношение поступающих в процесс.расходов оборотного раствора и бок- )5сита изменяют в зависимости от значения и знака вычисленной величиныК, при этом, если КО, то задаваемое соотношение расходов уменьшают,а при К с О - увеличивают.На чертеже представлена блок-схема автоматического управления дозировкой оборотного раствора в процессе выщелачивания боксита, используемая для реализации предлагаемогоспособа,35Сь 1 рая бокситовая пульпа, поступаемая на выщелачиваиие в. батарею 1,приготавливается путем поддержаниязаданного соотношения расходов ще 40дачного оборотного раствора и боксита с помощью измерителей 2 и 3 расхода оборотного раствора и бокситасоответственно, блока 4 соотношения,блока 5 сравнения текущего соотноше 45ния с заданным задающим устройствомб, регулятора 7,и регулирующего ор.гана 8, установленного на трубопроводе оборотного раствора. После выщелачивания пульпа разбавляется про:мьппленной водой в агитаторе 9. Жид 50: кая фаза разбавленной пульпы представляет. собой алюминатный раствор,поступающий на разложение в декомпозерах.С.помощью анализатора 10 измеря 55ется состав раствора после вьпцелачивания, а анализатор .11 измеряет= Ч Е(4) где Й Ч и Яв - расход жидкойфазы разбавленной пульпы,раствора после выщелачивания боксита и разбавляющей промводысоответственно,м 2 /ч, Ср,Ср,Св,Св,Сп и С, и - концентрации щелочиИа 20 и окиси алюминия А 1 О всоответствующихрастворах, г/дмз. В результате решения системы уравнений (2-4) таким образом, чтобы исключить значения расходов смеши" ваемых растворов, получаем: а - СапавСппС нр - С нпС арС мр .СнпПри заданном составе жидкой фазыНразбавленной пульпы С,2 Р = А и Снсостав промышленной воды. Информацияо составе раствора после выщелачива,ния и о составе промыШленной воды,поступает в вычислительное устройство 12, формирующее в соответствии сФормулами (6), (7) и (8) сигнал длякоррекции задания соотношения в задающем устройстве 6.Расход промводы в агитатор 9 регулируется в зависимости от концентрации одной из составляющих алюминатного раствора: Иа 20 или А 1202,на его выходе (не показано).Способ управления дозировкой оборотного раствора при производствеглинозема осуществляется следующимобразом,В соответствии с материальным балансом между входными и выходными,потоками компонентов при разбавлении промводой раствора после выщеелачивания боксита можно записать:(8) Величина К в выражении (7) характеризует меру отклонения составараствора после выщелачивания боксита от состояния, приводимого к заданному составу алюминатного раствора разбавлением его промводой соот. -ветствующего состава, При К = О раз Обавление раствора после выщелачивания боксита промводой до одной иэзаданных концентраций жидкой фазыразбавленной пульпы (алюминатногораствора) обеспечивает безусловноеполучение заданного значения второйконцентрацииСледовательно, регулирование соотношения расходов оборотного раствора и боксита в процессв зависимости от величины К такимобразом, чтобы за счет изменениясостава раствора после вьпцелачивания боксита сделать ее равной нулю,обеспечивает необходимые условиядля получения требуемого состава р 5алюминатного раствора,Способ управления содержит в себе следующую последовательностьопераций; измерение составов раствора после выщелачивания и разбавляющей его промводы, определение величины К, рассчитываемой по формулам(6-8); регулирование соотношениярасходов оборотного раствора и боксита в процесс в зависимости отзначения величины К таким образом,чтобы она стала равной нулю, .т.е.если величина К ) О, задаваемое соотношение расходов уменьшается, ес"ли К ( О, задаваемое соотношение увеОличивается. Анализ влияния различных факторов на состав алюминатного раствора произведен на ЭВИ 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 Иа О +3,4 г/м и по концентрации А 10, + 2,б г/дм доля изменения концентрации А 120 в жидкой фазе разбавленной пульпы при постоянной концентрации Ма 20 в ней составляет 12,4 Х 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 О,ЗЕ 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 прои- воды на разбавление, а также увеличения удельного съема гидроокиси алюминия иэ алюминатного раствора при его разложении.1151509 Составитель А.Ащихинедактор Н.Яцола Техред З,Палий Муска е аказ Проектная,41/15 Тираж 462ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушска Филиал ППП "Патент", г. Ужго Подписимитета СССРоткрытийнаб., д. 4/