Разработка и применение алгоритмического обеспечения АСУТП автоклавного выщелачивания бокситов

• Автор: Утешев, Константин Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 210 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение. Выводы по первой главе и постановка задачи исследования. Автоклавная батарея с нижним подводом пара. Расчет удельной теплоты реакции выщелачивания. Автоклавная багарея с нижним подводом пара. Подсистема регулирования плотности пульпы. АСУТП. Выводы по третьей главе. Идея метода интегральной оценки параметров объекта. Метод интегральной оценки параметров применительно к объекту первого порядка с запаздыванием. Метод интегральной оценки параметров применительно к объекту второго порядка с запаздыванием. Требования к показателям качесгва регу лирования. Вариагпы выбора параметров ПИрегулятора. Влияние величины отношения времени запаздывания к постоянной времени объект на качество переходных процессов. Работа с объектом более высокого второго порядка. Описание процедуры самонастройки. Выводы по четвертой главе. Заключение. Библиографический список. Приложение 1. Приложение 2. Приложение 3. Приложение 4. Потери глинозема и щелочи в присутствии кремнезема в руде химические потери неизбежны и вытекают из самой сущности способа Байера.


Автор выражает глубокую благодарность кандидату технических наук Евгению Эрастовичу Страшинину, научному руководителю, кандидату технических наук Александру Владимировичу Цветкову, а так же сотрудникам Богословского алюминиевого завода Корешкову Олегу Николаевичу, Штирцу Валерию Викторовичу и Беккеру Константину Викторовичу. В настоящее время основным промышленным способом получения алюминия является электролиз глинозема АЬОз, растворенного в расплавленном криолите 7а2А1Рб 1. Алюминиевые минералы редко встречаются в природе в чистом виде в таких количествах, чтобы образовывать промышленные месторождения. Как правило, эти минералы входят в состав горной породы вместе с другими минералами. Наиболее важными рудами алюминия являются бокситы 2. Основные составляющие бокситов гиббсит, бемит и диаспор. Кроме того, в бокситах содержатся минералы железа гематит, пирит и т. Различают гиббситовые, гиббситбемитовые, бсмитдиаспоровыс и диаспоровыс бокситы. Глинозем из боксита можно получать щелочными и кислотными методами. В настоящее время в промышленности применяются только щелочные способы 2, 3 чисто кислотные и кислотнощелочные способы находятся в стадии лабораторных и полузаводских исследований. Промышленные щелочные способы производства глинозема из бокситов подразделяются на 1 гидрохимический способ Байера 2 термический способ спекания и 3 комбинированный способ сочетание способа Байера со способом спекания в параллельном или последовательном варианте. Способ Байера самый дешевый и самый распространенный, но требует высококачественных бокситов. Способ спекания наиболее дорогой, но более универсальный и может использоваться при переработке практически любого алюминиевого сырья. В последние годы с большим успехом применяются комбинированные щелочные способы. Основными показателями качества бокситов являются содержание окиси алюминия в боксите и кремниевый модуль отношение по массе АЬОзЮг. Вышеуказанные показатели определяют возможность использования бокситов в промышленном производстве и расход боксита и щелочи на единицу получаемого глинозема. Следует отметить, что затраты на сырье нередко составляют более половины себестоимости глинозема 4. В соответствии с обобщенной технологической схемой рис. Таким образом, в результате подготовки бокситового сырья получают пульпу смесь мслкоизмельчнного боксита и Ф оборотного щелочного раствора с добавкой извести. Выщелачивание подготовленного сырья осуществляют оборотными алюминатнощелочными растворами с достаточно высоким содержанием в них щелочи до 0 кгм3 гОк, часто при повышенных температурах и давлениях. В процессе выщелачивания алюминий содержащее сырье разластся, и в раствор переходят щелочные алюминаты, т. Разбавление пульпы после выщелачивания промывной водой обеспечивает более эффективное протекание процессов разделения пульпы на твердую и жидкую фазы и промывки шлама. В процессе декомпозиции жидкой фазы под действием факторов, снижающих равновесную концентрацию оксида алюминия охлаждение раствора, снижение концентрации каустической щелочи, введение затравки, перемешивание в течение длительного времени, происходит разложение раствора с кристаллизацией и выделением в осадок твердого гидроксида алюминия. Оставшийся алюминатнощелочной раствор, разбавленный на предыдущих стадиях обработки промывными водами, подвергается концентрированию и в виде оборотного производственного раствора вновь поступает в процесс выщелачивания, замыкая гидрохимический цикл переработки сырья. Строение алюминатных растворов составляет одну из важнейших проблем химии алюминия и теории производства глинозема щелочными способами. До недавних пор не было единого мнения даже на то, являются ли эти растворы коллоидными или истинными. Тем не менее, накопленный к настоящему времени обширный экспериментальный материал указывает на то, что наиболее достоверные опытные данные убедительно согласуются с ионной природой алюминатных растворов 6. Рис. Обобщенная технологическая схема производства глинозема щелочными способами
Цикл способа Байера в системе На А0з НгО представлен на рис. Линия АВ соответствует процессу выщелачивания, линия В1Д1 процессу разбавления пульпы промывной водой, линия Д1К процессу декомпозиции, а линия КА процессу выпарки. ГО
О

Рис. Ла,2оэ0, 1.