Способ автоматического управления дозировкой оборотного раствора при производстве глинозема по способу Байера Советский патент 1985 года по МПК C01F7/04 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления технологическими процессами и быть использовано в алюминиевой промышленности для упра ления процессом приготовления алюми натного раствора гидрометаллургичес кого производства глинозема. Известен способ автоматического управления процессом приготовления алюминатного раствора, в котором со отношение расходов оборотного раствора и боксита изменяется в зависимости от электропроводности алюмиНа ного раствора (жидкой фазы разбавленной- пульпы) ll. К недостаткам этого способа отно сится то,что электропроводность алюминатного раств.ора является ретроспективйой. оценкой, полученной лишь после проведения 1 ;омцлекса технологических процессов продолжительностью 5-7 ч. Управление таким инерционным объектом по отклонению электропроводности алюмидатного раствора от заданной величины путем внесения управляющего воздействия на дозировку исходных компонентов На входе объекта не может обеспечит высокую точность стабилизации состава алюминатного раствора. Электро проводность двухкомпонентного раствора, являясь косвенной оценкой еди ного комплексного параметра, характеризующего этот раствор (показател стойкости), не может быть использована в качестве параметра управлени при оптимальной стабилизации обоих компонентов алюминатного раствора путем управления по возмущению на входе объекта с использованием его математической модели И вычислитель ной техники. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления дозировкой, оборотного (щелочного) раствора при непрерывно производстве глинозема по способу Байера, при котором измеряют состав раствора после выщелачивания боксита, определяют модуль этого piacTBop представляющий собой молярное отношеьше концентрации щелочи к концентрации окиси алюминия А120з, и соотношение расходов оборотного раствора и боксита в процесс регули ,руют таким образом, чтобы получить заданное значение модуля раствора после вьпделачивания боксита. Раствор после вьщелачивания боксита подвергается разбавлению промводой от промывки красного шлама с целью получений требуемого состава алюминатного раствора, характеризуемого концентрациями щелочи и окиси алюминия 2 . Недостатком известного способа является то, что разбавление рас.твора с постоянным модулем промводой до одной из заданных концентраций в апюминатном 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 неосуществимь. 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 рас.твора 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 объе- ма алшминатного раствора при его разложении. , Цель изобр етения - повьшение точности стабилизации заданного состава алюминатного раствора. Поставленная .цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления дозировкой оборотного раствора, при Производстве глинозема по способу Байера, вклзaч i«l з,e му изменение соотношения поступанддик 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 вьш1елачивания боксита, регулиру- , ют расход промводы в агитатор в зависимости от концентрации одной из составляющих алюминатного раствора на его выходе, вычисляют величину К по формуле ).-с,,, - (с К (Сор - С, qp нрЯл1 и Ср(, - концентрагде С..в,С ция Na,0 и А12 Oj в растворе после выщелачиванияи промводе соответственно,г/дм СЬР и ар - заданные значения концентраци Na,jO и AljO в алюминатном, растворе. Г/дм, ;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 О - увеличивают. На чертеже представлена блок-схема автоматического управления дозировкой оборотного раствора в процессе рыщел:ачивания боксита, используемая для реализации предлагаемого способа. Сырая бокситовая пульпа, поступае мая на вьщелачивание в, батарею 1, приготавливается путем поддержания заданного соотношения расходов щелочного оборотного раствора и боксита с помощью измерителей 2 и 3 рас;хода оборотного раствора и боксита :соответственно, блока 4 соотношения блока 5 сравнения текущего соотношения е заданным задающим устройством . 6, регулятора 7, и регулирующего органа 8, установленного на трубопроводе оборотного раствора. После выщелачивания пульпа разбавляется промьшгленной водой. в агитаторе 9. Жидкая фаза разбавленной пульпы представляет, собой алюминатный раствор, поступающий на разложение в декомпозерах. С помощью анализатора 10 измеряется состав раствора после выщелачивания, а анализатор 11 измеряет состав промьпЕлеиной воды. Информация о составе раствора после выщелачивания 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 ре-. гулируется в зависимости от концентрации одной из составляющих алюминатного раствора: или , 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 разбавлении промводой раствора после выще- лачивания боксита можно записать: Qpn СНР Qen-CHB - -Qne- Снп.(2) Qpn Cap Qen-Cap Qne Can O) Qpn Qen - Qne. (4) где а„п,д,.„ и РЯД - расход жидкой фазы разбавленной пульпы,раствора после выщелачивания боксита и разбавляющей промводы соответственно, СИР .Сар,С„в,Сд,С„„ и Соп - концентрации щелочи Na,jO и окиси алюминия AljO в соответствующих растворах, г/дм. результате решения системы уравений (2-4) таким образом, чтобы сключить значения расходов смепшаемьк растворов, получаем: - Сс1р - С с Р ; f аП aв. CHD - С нр ьнп СдпСнр - С нп С ар Снр - .С„п При заданном составе жидкой фазы азбавленной пульпы А и Сцр N выражение (5) можно переписать виде CHB Cgg- Kj ао N-СНП N - CHO Величина К в выражении (7) харак теризует меру отклонения состава раствора после выщелачивания боксита от состояния, приводимого к заflaHHONfy составу алюминатного раство ра разбавлением его промводой соответствующего состава. При К О раз бавление раствора после выщелачивания боксита промводой до одной из ааданных концентраций жидкой фазы разбавленной пульпы (алюминатного раствора) обеспечивает безусловное получение заданного значения второй концентрации. Следовательно, регулирование соотношения расходов оборотного раствора и боксита в процес 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 алюминатного раствора. Способ управления содержит/ в себе следующую последовательность операций: измерение составов раство ра после выщелачивания и разбавляющей его промводы; определение величины К, рассчитываемой по формулам (6-8); регулирование соотношения расходов оборотного раствора и бок сита в процесс в зависимости от значения величины К таким образом, чтобы она стала равной нулю, т.е. если величина К О, задаваемое соотношение расходов уменьщается, если К О, задаваемое соотношение ув личивается. 096 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 концентрация NajO +3,4 г/м и по концентрации AljOj i 2,6 г/дм доля изменения концентрации AljOj в жидкой фазе разбавленной пульпы при постоянной концентрации NajO 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/йм, а их компенсация обуславливает необходимость изменения соотношения расходов оборотного раствора и боксита в процесс на величину iO,11 . Реализация предлагаемого способа позволяет сократить примерно на 0,3% 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 промводы на разбавление, а также увеличения удельного съема гидроокиси алюминия из алюминатного раствора при его разложении.

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.