Способ управления процессом переработки пульпы серосульфидного материала

(9) (1) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР 1 ОПИСА Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов(56) Авторское свидетельство СССР778130, кл. С 01 В 17/06, 1979.Технологическая инструкция цеха попроизводству элементарной серы1. Надеждинский металлургический завод НГМК,ТИ 0401,14,109-11-16-85, Надеждинск,с. 30.69, 1984,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСС М ПЕРЕРАБОТКИ ПУЛЬПЫ СЕРОСУЛЬФИДН ОГО МАТЕ РИАГ 1 А(57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в цветной металлургии, может быть использовано при управлении процессом гидрометаллургической переработки сульфидных концентра 1 в 3автоматизагической пелов и может металлургииучения серы работки пирсится кеталлурматериаветнойСдМИ ПОЛии пере При годач пературе выш ной серы пр процесса: пер сульфидного ных частиц, н глобул, раста ИОН, И ИХ ОТ начинается ср кулами ПАВ о хностно-диф стабилизатор а.я являе исходн звлече управл я повышереагентоя серы.ИЯ СОСТОИ Изобретение отно ции процессов гидром реработки сульфидных быть использовано в ц для управления процес в автоклааной технолог ротиновых концентрато Целью изобретени ние снижение расхода и повышение степени и Сущность способа в следующем.(51)5 С 01 В 17/06, 6 05 О 2 7/00 тов на базе автоклавнои технологии с получением элементарной серы и позволяет снизить расход исходных реагентов и повысить степень извлечения серы в товарную, Сущность заявляемого способа управления состоит в том, что при переработке пульпы серосульфидного материала последовательным проведением ее кондиционирования, флотации и выплавки серы впервые предложено дозировать ПАВ в головной реактор каскада кондиционирования в зависимости от величины разности текущего и заданного значений отношения расхода ПАВ к массовому содержанию элементарной серы в серосульфидном материале, а во второй и последующие - в зависимости от" гранулометрического состава и последую щие - а зависимости от гранулометрического состава пенного продукта флотации, при этом расход ПАВ увеличивают при содержании частиц класса (-630+74) мкм менее 200/ и уменьшают при содержании частиц класса +630 мкм более 10% прямо пропорционально величине отклонения крупности пенного а продукта флотации от указанных значений, 1 ил 2 табл,е ПАВ в пульпу ССМ при теме точки плавления элементаротекают одновременно два аый - дробление глобул сероплава, смачивание сульфидаходящихся ранее в объеме ором, содержащим сульфидрыв" от элементарной серы - азу после разрушения молеболочки, состоящей из поверильных шламов и молекул ов; второй - коалесценция уже5 10 15 20 2530 35 40 45 50 55 освобожденных от бронирующей оболочки, но еще не полностью освобожденных от сульфидов глобул, Чем крупнее образующиеся в головном реакторе глобулы, тем требуется большее число раз дробить ее по ходу кондицирнирования для полного разделения компонентов.Опытным путем установлено, что в головном реакторе необходимо создать такую концентрацию ПАВ, чтобы обеспечить разрушение бронирующей оболочки и максимальное разделение серы и сульфидов без укрупнения серосульфидных глобулКоличество ПАВ здесь вводится такое, чтобы было достаточно только для разрушения бронирующих глобулы оболочек, т.е. процесс ведут при дефиците ПАВ, Таким путем получают. мельчайшие капли серы, окаймленные тонкодисперсными шламами стабилизаторов, К числу стабилизаторов относятся, например, сул ьфит-целлюлозный щелок, применяемый при выделении ССМ из пирротинового концентрата; тонкодисперсные сульфиды железа, образующиеся при взаимодействии гидрофилизатора с оксидами железа; сульфаты кальция и пр, При использовании кальцийсодержащих реагентов-гидрофилизаторов последний играет доминирующую роль.В последующих реакторах каскада необходимо подать количество ПАВ, необходимое для удаления шламов стабилизаторов с поверхности вновь образуемых капель серы, что является необходимым условием их слияния до размеров, наиболее благоприятных для флотации и автоклгвной выплавки серы. Опытным путем найдено, что эти условия достаточно полно характеризуют гранулометрический состав пенного продукта флатации, а именно: содержание классов частиц +630 и (-630+74) мкм. Наличие частиц класса+630 мкм сверх определенного количества указывает на чрезмерное укрупнение, что вызывает снижение извлечение серы в ходе флотации и ухудшение качества сульфидного концентрата, Снижение частиц класса (-630+74) мкм сверх определенного уровня приводит к затруднениям при выплавке серы из пенного продукта флотации.Блок-схема одного из возможных способов реализации предлагаемого способа управления показана на чертеже,Объект управления - последовательно включенные операции кондиционирования пульпы ССМ (А), флотации кондиционированной пульпы (Б) и автоклавной выплавки серы (В). Пульпа поступает в головной реактор каскада кондиционирования, куда пода. ется также реагент-гидрофилизатор, ПАВ подают в головной и последующие реакторы, Дезинтегрированная пульпа поступает на флотацию, где выделяют сульфидный концентрат (камерный продукт) и пенный продукт - серный концентрат. Последний подается на выплавку серы, где получают товарную серу (на склад) и хвосты плавки (возвращают на флота цию).Система управления содержит датчики 1-5 объемного расхода пульпы ССМ, ее плотности, плотности раствора и твердого пульпы, содержания элементарной серы в ССМ, блок 6 вычисления массового содержания серы с потоком исходной пульпы ССМ, датчик 7 расхода ПАВ в головной автоклав, блок 8 вычисления величины отношения ПАВ - расход серы, блок 9 сравнения текущего и заданного значения указанного соотношения, регулятор 10, исполнительный орган 11, изменяющий расход ПАВ вголовной реактор, датчики 12 содержания частиц класса+630 и (-630+74) мкм в пенном продукте флотации, блок 13 сравнения текущих значений классов+630 и (-630+74) мкм с заданными величинами, регулятор 14. ис.полнительный орган 15, регулирующий подачу ПАВ в последующие реакторы.Способ осуществляют следующим образом.Сигналы с датчиков 1 - 5 поступают вблок б, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный величине массового расхода элементарной серы с ССМ, Зтот сигнал и сигнал с датчика 7 в блоке 8 образует сигнал, пропорциональный величине отношения ПАВ - сера в ССМ, который в блоке 9 сравнивается с заданием, их разность поступает в регулятор 10, изменяющий через исполнительный орган 11 расход ПАВ в головной реактор. Сигналы с датчиков 12, пропорциональные, соответственно, содержаниям частиц класса +630 и (- 630+74) мкм сравниваются с заданиями в блоках 13 сравнения. Сигналы рассогласования подаются на регулятор 14, который через исполнительный орган 15 изменяет расход ПАВ в последующие реакторы каскада.Данный способ управления применяли при переработке пульпы ССМ,.полученнойпри автоклавном окислительном выщелачивании пирротиновых концентратов,В первой серии опытов (см. табл,1) определили оптимальные режимы переработки при управлении по способу-прототипу и предлагаемому. ССМ в этих опытах получен из пирротинового кЬнцентрата крупностью 81,2 класса - 44 мкм и содержал, 70: никель 6,12; медь 1,42, железо 27,1; сера 52, в т,ч. элементарная 41,6.Водную пульпу ССМ плотности1,5-1,6 т/м нейтрализовали известью дозрН 8 и закачивали в головной автоклав кондиционирования. Последнее вели при122-127 С в присутствии реагента-гидрофилизатора (смесь.СаО и Иа 23) нефтеорганического ПАВ (моторное топливо по ГОСТ1667-68). Пульпа проходила каскад реакторов из трех автоклавов с мешалками на 196об/мин. Реагент-гидрофилизатор вводили впервый автоклав центробежным насосом вколичеств, обеспечивавшем окислительновосстановительный потенциал (ОВП) кондиционированной пульпы на уровне460 - 480 мВ относительно хлорсеребряногоэлектрода. Этому уровню соответствовалрасход реагентов-гидрофилизаторов, равный 3,9 опо отношению к весу ССМ присоотношении СаО;Ка 25=4:1. Указанныйрасход гидрофилизатора поддерживался вовсех опытах неизменным. ПАВ в первый (поспособу-прототипу) или первый и второй(попредлагаемому способу) автоклавы подавали дозаторными насосами, Пульпу послекондиционирования смешивали с хвостамиот выплавки серы, охлаждали до 60 - 70 С ифлотировали в двенадцатикамерной машине ФМРк. Флотацию вели при конечнойконцентрации сульфид-иона в камерномпродукте на уровне 1 - 3 г/л, Пенный продуктпоступал на выплавку серы в автоклавах,где в качестве реагента использовали сернистый натрий, Выплавленная сера послеотделения твердых примесей поступала насклад; хвосты плавки, содержащие недоизвлеченную в продукционный слой серу исульфиды, возвращали на флотацию совместно с кондиционированной пульпой.Результаты опытов приведены в табл.1.Как видно, при управлении по способу-прототипу лучшие результаты получены прирасходе ПАВ соответственно 0,5 и 1,0 кг/тССМ (опыт 8).В табл.2 сопоставлены результаты переработки пульпы ССМ при управлении всоответствии с прототипом и по предполагаемому способу. ССМ получен из пирротинового концентрата крупностью 76,1%частиц класса - 44 мкм и содержал, о ; никель 5,83; медь 1,42; железо 28,2; сера 53,6,в т,ч; элементарная 39,2. Состав дан средний, в ходе сопоставления содержание элементарной серы в ССМ колебалось впределах 36 - 47%,При управлении по прототипу расходПАВ в первый автоклав поддерживали всоотношении ПАВ - твердое ССМ, равном1,0 кг/т ССМ (опыт 3 в табл,1).При управлении по предлагаемому способу расход ПАВ в первый автоклав кондиционирования поддерживали в зависимости от содержания элементарной серы г.ССМ. С изменением последнего расход ПАРкорректировали по.соотношению 5 х - 1х = хь 1 - 11 ( - а 1), (1)д 1где х 1 - расход ПАВ в первый автоклав в 1-йинтервал времени (1=1,2,);д 1 - содержание элементарной серы вЯССМ на 1-м интервале времени;к 1=450, а 1=0,0011 - коэффициенты пропорциональности.Расход ПАВ во второй реактор поддерживали в зависимости от гранулометрического состава пенного продукта флотациипо соотношениям х =х - 1 ++ ггИкзаЗ - У 1 - 1 )пРиУ - 1 (20;где х " - расход ПАВ во второй реактор в 1-йинтервал времени;25 у- содержание(по массе) частиц класса +630 мкм в пенном продукте флотации,оу " - то же, частиц класса - 630+74 мкм;к 2=0,07, кз=0,10 - коэффициенты про 30 порциональности;а 2=10; аз=20 - заданные содержания частиц класса -630+74 мкм соответственно впенном продукте флотации.Значения коэффициентов 61,12,1 з и а 135 определены экспериментально по результатам опыта 8 в табл.1.Данные в табл.2 представлены средними за сутки показателями, При управлениипо предлагаемому способу они получены40 следующим образом,При существующем режиме подачиПАВ (пятые сутки работы в табл.2 - (1-1)-йинтервал времени) определяли содержаниеэлементарной серы в ССМ (д ), содержание45 частиц классов+630 и (-620+74) мкм в пенном продукте флотации (у 1- и у ь 1") и расходПАВ (х ь 1). За величину д 1 принимали содержание элементарной серы в ССМ в пробах, отобранных в последние 3 ч интервалавремени (1-1). Полученные значения под-.ставляли в соотношения (1) и (2), при этомхь 1 и х "ь 1 устанавливали, равными расходуПАВ в 1 и 2 автоклавы в опыте 8 (см, табл,1).В результате находили величины х 1 и х"1,55 которые поддерживали в течение суток нанеизменном уровне, Величины хь х ь дьуь у"ь характеризующие режим работы в1-м интервале времени, а также значенияд +1 в конце этого интервала являлись ис 3ходными данными для корректировки расхода ПАВ на следующий (+1)-й интервал времени.Длительность интервала времени, равного суткам, принята, чтобы получить представительные оценки показателей флотации и автоклавной выплавки серы. Фиксировались расход сернистого натрия на выплавке серы, извлечение элементарной серы в товарную, содержание элементарной серы в камерном (должно быть меньше 5) и пенном (должно быть больше 70 ) продуктах флотации, содержание органики в выплавленной сере (должно быть ниже 0,25%). Перечисленные показатели характеризуют эффективность предлагаемого способа управления по сравнению со способом управления по прототипу,Как видно из данных табл.2, при управлении по предлагаемому способу извлечение серы примерно на 12% выше, а расход сернистого натрия на 6,5 ониже, чем при управлении пода 4 ей ПАВ в способе-прототипе; лучше качество конечных продуктов: содержание элементарной серы в камерном продукте ниже на 1,17 абс.%, содержание органики в выплавленной сере меньше уа 0,04 абс.%. Формула изобретения Способ управления процессом переработки пульпы серосульфидного материала (ССМ), включающий его кондиционирование в каскаде реакторов с последующей флотацией пульпы и выплавкой серы из пенного продукта флотации, путем регулирования расхода поверхностно-активных веществ ПАВ) в реакторы кондиционирования в зависимости от содержания твердого в пульпе ССМ, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, 5 с целью снижения расхода исходных реагентов и повышения степени извлечения серы, дополнительно измеряют плотность пульпы ССМ, плотность раствора, содержание элементарной серы в пульпе ССМ и со держание частиц классов +630 и (-630+74)мкм в пенном продукте флотации, по измеренным значениям расхода пульпы ССМ, ее плотности, содержания твердого и элементарной серы в пульпе ССМ и плотности рас твора определяют значение массовогосодержания элементарной серы в пульпе ССМ, вычисляют величину отношения расхода ПАВ в головной реактор к значению массового содержания элементарной серы 20 в пульпе ССМ, определяют разность междувычисленным и заданным значениями указанного отношения и при положительном значении этой разности уменьшают. а при ее отрицательном значении увеличивают 25 расход ПАВ в головной реактор прямо пропорционально величине полученной разности, увеличивают расход ПАВ в последующие реакторы каскада при содержании частиц класса (-630+74) мкм в пенном 30 продукте флотации менее 20 о(по массе) иуменьшают расход ПАВ в последующие реакторы каскада при содержании частиц класса+630 мкм более 10(по массе) прямо пропорционально величинам отклонения 35 измеренного содержания частиц от указанных заданных значений,1680618 10 ф о СЧ СЧ СЧ лФ . СЧ М СЧ СЧ л с с с л Ф С лФСЧ Ф СЛ СЧМл л ф лСЧ СЧ ф еьЛ М ьь С 1 ОЕ Ф оа мл Се 1 л лсС л,- О е МСьС ло о в ол ое в СЧс ф м а СЧ О о-, о- счВ оо оо оо оо оо М мс 1 мм мм мм мм 1 еО + + +1 + Н О 11 й 1 1 + 1 ео л+ ф ф л лсо о о о есс о о еьь е- СЧ СЧ ес л он И а Ре л а 1 еа 1 1Со 1 ах ОО ф ф льл о о о СЧ СЧ СЧ В СС еО сьФФ О Оео с О вьФ оСО О СС се с Сеоо оОС Оь л о о еь 4+ + оо оо мм мм ьо ьСе еС еО + 1 + 1оол ЭцЭ со л л О лО; ц 1 л с Ю О - в с е а о и м о оф Р 4 ЮСО фЮ 1 (4и фл СО СО М1680618Составитель Г. Огаджанов едактор Т. Лазоренко . Техред М.Моргентал Корректор М,Шароши каз 3278 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1