Олеумнің оңтайлы концентрациясын сақтау өнеркәсіптік мыс балқыту технологияларында ерекше қиындықтар туғызады. Олеумнің реактивті және коррозиялық сипаты жоғары беріктікті талап етеді.олеум концентрациясыметрsжәне қауіпті өндірістік ортада дәл және сенімді көрсеткіштерді қамтамасыз ете алатын өлшеу әдістері. Мыс балқыту кезеңдерінде – мысалы, штейн өндірісі, шлактарды басқару және концентратты тазарту – көбінесе процестің тиімділігін теңестіру және газдардың бөлінуін немесе қауіпті қалдықтардың көбеюін тудыруы мүмкін жағымсыз жанама реакцияларды азайту үшін олеум концентрациясын арнайы бақылау қажет.
Мыс балқытудағы олеумді түсіну
Олеумның қызметі және қолданылуы
Олеум - күкірт қышқылында (H₂SO₄) ерітілген күкірт триоксидінің (SO₃) ерітіндісі, оның концентрациясы бос SO₃ пайызымен көрсетіледі. Мыс балқытуда олеум күкірт қышқылының регенерациясы үшін маңызды күшейткіш агент ретінде әрекет етеді. Мыс кенін балқыту кезеңдерінде сульфид кендері күйдірілген кезде көп мөлшерде күкірт диоксиді (SO₂) газы түзіледі. Бұл SO₂ катализатор арқылы SO₃-қа дейін тотығады, содан кейін ол коммерциялық күкірт қышқылын алу үшін тиімді сіңірілуі керек.
Олеум сіңіру мұнараларында SO₃-ты ұстап алу үшін арнайы қолданылады. SO₃ мөлшері 98%-дан асқан кезде оның сіңіру қабілеті стандартты күкірт қышқылының сіңіру қабілетінен асып түседі, бұл қышқыл тұманының пайда болуына жол бермейді және максималды сіңуін қамтамасыз етеді. Олеумды қалыптастыру арқылы процесс күкіртті тиімді қалпына келтіруге мүмкіндік береді және тұманның ауысуы арқылы жоғалуды азайтады, бұл әйтпесе өнімділік пен қоршаған ортаға сәйкестікке кедергі келтіреді. Сіңіруден кейін олеумді бақыланатын сатыларда сұйылтуға болады, бұл күкірт қышқылын қажетті концентрацияда, әдетте 98% деңгейінде алуға болады. Бұл икемділік балқыту процесін әртүрлі кен берулері мен пайдалану өзгерістерінен SO₂ деңгейлерінің ауытқуына бейімдейді.
Стандартты күкірт қышқылымен салыстырғанда, олеумның беріктігі оның үлкен SO₃ жүктемелерін буферлеу және шамадан тыс сұйылтпай немесе құнды газды жоғалтпай қышқылды қалпына келтіруді жеңілдету қабілетінде жатыр. Стандартты күкірт қышқылы SO₃ жоғары концентрациясын ұстап тұруда тиімсіз және қалпына келтіру жүйелерінен шығатын зиянды тұман тудыруы мүмкін. Мыс металлургиясында бұл айырмашылық күкірт қышқылының бір сатылы сіңірілуіне сүйенудің орнына олеумді аралық өнім ретінде стратегиялық пайдаланудың негізін құрайды.
Мыс балқыту процесі
*
Мыс балқыту процесіне шолу
Мыс өндіру процесі бірнеше негізгі кезеңдерді қамтиды:
- Концентратты қуыруМыс сульфидті кендері қыздырылып, SO₂ түзіледі.
- Газ жинау және салқындатуҚұрамында SO₂ бар газ жиналады, салқындатылады және бөлшектерден тазартылады.
- Каталитикалық тотығуSO₂ катализатор қабаттары арқылы өтіп, оны SO₃-қа айналдырады.
- Абсорбция кезеңі:
- Бастапқы мұнараКонцентрленген күкірт қышқылы SO₃-ты ерігіштік шегіне дейін сіңіреді (≈98% H₂SO₄).
- Олеум мұнарасыҚалған SO₃ алдын ала қалыптасқан олеуммен сіңіріледі, бұл SO₃ концентрациясын арттырады және қышқыл тұманының пайда болуына жол бермейді.
- Олеумді сұйылтуОлеум коммерциялық күкірт қышқылын қалпына келтіру үшін сумен немесе сұйылтылған қышқыл ағындарымен мұқият араластырылады.
- Күкірт қышқылын қалпына келтіруСоңғы қышқыл өнімі сақталады немесе кейінгі процестерде қолданылады.
Мыс балқыту процесінің аннотацияланған диаграммасы әдетте мыналарды көрсетеді:
- SO₂ жинау үшін шығарылған газдың бағытын өзгертетін нүктелер.
- SO₃ олеумге сіңетін мұнаралар.
- Олейді сұйылту және қышқылды қалпына келтіру орындары.
- Қалпына келтіру цистерналары және шығарындыларды бақылау орындары.
Әрбір сіңіру, реакция және қалпына келтіру нүктесі олеум концентрациясын талдау әдістері қолданылатын маңызды бақылау кезеңін белгілейді. Зауыт операторлары нақты уақыт режимінде бақылау үшін олеум концентрация сенсорларын пайдаланады, бұл SO₃ тиісті түрде тіркелуін және конверсия тиімділігінің жоғары болып қалуын қамтамасыз етеді. Тұрақты олеум концентрациясын өлшеу әдістері процесті оңтайландыруды қолдайды және SO₂ шығарындылары мен қышқыл тұманының жоғалуын азайту арқылы қоршаған орта стандарттарына сәйкес келуге көмектеседі.
Олеум концентрациясының ғылымы және маңызы
Химиялық принциптер және әсер
Күкірт қышқылындағы күкірт триоксидінің (SO₃) күшті қоспасы болып табылатын олеум, әсіресе сульфация және тотығу кезеңдерінде мысты балқыту процесінде маңызды рөл атқарады. Олеум концентрациясын дәл бақылау бұл реакциялардың химиялық жолдары мен кинетикасына тікелей әсер етеді.
Сульфация сатысында мыс оксидтері және басқа да минералды қалдықтар олеуммен әрекеттесіп, оларды еритін мыс сульфаттарына айналдырады. Бұл түрлендіру мысты алу процесіндегі кейінгі шаймалау қадамдарының негізі болып табылады, себебі ол мысты тиімді ерітуге мүмкіндік береді және өнімділікті барынша арттырады. Олеум концентрациясының жоғарылауы SO₃ қолжетімділігінің артуына сәйкес келеді, бұл сульфондау қуатын арттыру арқылы мыс құрамдас минералдардың конверсиясын жеделдетеді. Тәжірибелік бағандағы шаймалау зерттеулерімен расталғандай, олеум дозасын арттыру сульфация тиімділігін 49,7%-ға дейін арттырады, бұл шаймалау кинетикасы үшін кішірейтетін өзек моделі сияқты теориялық модельдерді растайды.
Олеум концентрациясымен реттелетін SO₃ болуы тек сульфацияны күшейтіп қана қоймай, сонымен қатар сульфидтер мен басқа да қоспалардың өзгеруіне жауапты қосалқы тотығу реакцияларына да әсер етеді. Балқыту ортасындағы жергілікті SO₃ деңгейлері олеумді тікелей қосу және Fe₂O₃ және CuO сияқты оксидтері бар балқыту шаңдарында SO₂ каталитикалық тотығу арқылы реттеледі. Бұл концентрациялардың ауытқуы тотығу мен сульфация жылдамдығын, толықтығын және селективтілігін өзгерте алады, осылайша тазартылған мыс сапасы үшін маңызды қоспалардың жойылуына және аралық немесе қосалқы өнімдердің түзілуіне әсер етеді.
Олеум концентрациясының өзгергіштігі мыс минералдарының толық емес конверсиясына, ерігіштігінің төмендеуіне немесе негізгі мыс сульфаттары сияқты қажетсіз қосымша өнімдердің пайда болуына әкелуі мүмкін, бұл төменгі ағынды бөлуді қиындатады. Екінші жағынан, артық дозалану артық қышқылдықты және коррозиялық белсенділіктің жоғарылауын тудырады, бұл пайдалану және қауіпсіздік мәселелерін тудырады. Бұл мұқият дозалауды және бақылауды қажет етеді, мұнда желілік тығыздық өлшегіштері және желілік тұтқырлық өлшегіштері сияқты құралдар - мысалы, ... шығаратындар.Лоннметр— өнеркәсіптік мыс балқыту кезеңдерінде олеумнің нақты концентрациясы туралы нақты уақыт режимінде түсінік беру.
Экологиялық және пайдалану салдары
Олеум концентрациясының тұрақтылығы тек металлургиялық нәтижелерге ғана емес, сонымен қатар қоршаған ортаны қорғау мен пайдалану тұрақтылығына да маңызды. Олеум дозасын біркелкі емес қолдану технологиялық процестердің бұзылуына әкеледі, бұл бақылаусыз шығарындыларға, толық емес сульфацияға және қышқыл тұманының көбеюіне әкелуі мүмкін. Шамадан тыс олеумнен SO₃ деңгейінің жоғарылауы ұшқыш шығарындылар ретінде шығуы мүмкін, ал жеткіліксіз мөлшерде қолдану өңделмеген күкірт қосылыстарының немесе металл ластаушы заттардың қалдықтар ағындарына өтуіне мүмкіндік береді.
Қазіргі заманғы мыс балқыту процесінің диаграммалары олейді өңдеу, газ сіңіру мұнаралары және ағынды суларды тазарту жүйелері арасындағы тығыз интеграцияны көрсетеді. Олеумнің дәл концентрациясын сақтау процестің тұрақтылығы үшін де, яғни тұрақты өнімділік пен тоқтап қалу уақытын азайту үшін де, реттеуші шығарындылар шектеріне, әсіресе газ тәрізді немесе сұйық ағынды сулардағы қышқыл тұман (SO₃) мен ауыр металдардың мөлшеріне қатысты да өте маңызды.
Қоршаған ортаға әсерді азайту үшін қоршаған ортаға әсерді азайту үшін олеум концентрациясын қатаң бақылау мен бақылауды талап етеді. Бақылаудың жеткіліксіздігі күкірттің шамадан тыс шығарылуы немесе қышқыл ағынды сулардың рұқсатсыз ағуы сияқты сәйкессіздік оқиғаларына әкелуі мүмкін. Бұл сценарийлер олеумнің физикалық қасиеттерімен одан әрі күрделене түседі: оның тұрақсыз температура немесе концентрация режимдерінде қатаюға немесе қауіпті тұман түзуге бейімділігі, бұл кейінгі өңдеу және өңдеу қауіпсіздігіне қауіп төндіруі мүмкін.
Сенімді желілік концентрацияны талдау әдістері мен сенсорларымен қамтамасыз етілген сенімді олеум концентрациясын бақылау негізгі қорғаныс шарасы болып табылады. Балқытудың қатал химиялық ортасында жұмыс істейтін Lonnmeter құрылғылары олеум концентрациясындағы нақты уақыт режиміндегі ауытқуларды уақтылы анықтауға көмектеседі. Бұл қоршаған ортаны қорғауды және мыс өндіру процесіне арналған нормативтік стандарттарды сақтай отырып, зауыттың тұрақты жұмысын сақтау үшін жедел түзету шараларын қолдануға мүмкіндік береді.
Олеум концентрациясын өлшеу әдістері
Дәстүрлі өлшеу әдістері
Тарихи тұрғыдан мыс балқыту процесінің ағындарындағы олеум концентрациясы қолмен зертханалық әдістермен, негізінен титрлеу және гравиметриялық талдау арқылы өлшенді. Негізгі әдіс екі сатылы титрлеу процесі болып табылады. Алдымен аналитиктер бос күкірт триоксидін (SO₃) анықтайды. Үлгі мұздай суда ерітіліп, SO₃ құбылмалылығын азайтады. Алынған күкірт қышқылы күшті қышқыл ерітінділеріндегі соңғы нүктені сенімді түрде көрсететін метил апельсині сияқты индикаторларды пайдаланып, стандартталған сілтіге қарсы титрленеді. Келесіде бөлек аликвот толық сұйылтуға ұшырайды және жалпы қышқылдық үшін титрленеді - бастапқы H₂SO₄ және SO₃-дан алынған қышқылдың екеуін де сандық анықтау.
Дәлдік үлгіні жылдам өңдеуге және техниктің шеберлігіне, әсіресе SO₃ жоғалуын болдырмауға байланысты, бұл бағаланбауға әкеледі. Ауытқу субъективті соңғы нүктені анықтаудан, баяу өткізу қабілетінен және қайталанатын қолмен орындалатын қадамдардан туындауы мүмкін. Бұл классикалық тәсілдер әлі де беріктігі мен төмен пайдалану құны үшін бағаланатын, бірақ нақты уақыт режимінде бақылауға немесе мыс кенін балқыту кезеңдерінде және өнеркәсіптік мыс алу процесінің диаграммаларында процесті жылдам реттеуге жарамсыз реттеуші және партиялық сертификаттау талдауларының негізін қалады.
Қазіргі заманғы аналитикалық тәсілдер
Соңғы жетістіктер олеум концентрациясын талдауды жылдамырақ, автоматтандырылған және бұзбайтын әдістерге көшірді. Vis-SWNIR сіңіру спектроскопиясы сияқты спектрофотометриялық әдістер олеум компоненттерінің бірегей сіңіру белгілерін бағалау арқылы тез, in situ олеум концентрациясын анықтауға мүмкіндік береді. Хемометрияға негізделген тәсілдер математикалық модельдерді қолдана отырып, спектрлік деректерді өңдейді, бұл күрделі процесс ағындарында селективтілікті және сандық анықтау дәлдігін айтарлықтай арттырады.
Онлайн аналитикалық технологиялар сенсорларды мыс балқыту процесінің жабдықтарына біріктіреді, бұл үлгіні алусыз олеум концентрациясын үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді. Бұл нақты уақыт режиміндегі әдістер мыс балқыту процесін динамикалық басқаруды қолдайтын жылдам кері байланысты қамтамасыз етеді. Автоматтандырылған потенциометриялық титрлеу жүйелері химиялық бейтараптандыру реакцияларына негізделгенімен, соңғы нүктені анықтауды жеңілдетеді және қолмен қателіктерді шектейді, дегенмен олар дәл үлгіні өңдеу қажеттілігін толығымен жоймауы мүмкін.
Классикалық әдістермен салыстырғанда, қазіргі заманғы әдістер мыналарды ұсынады:
- Бұзбайтын, үздіксіз өлшеулер
- Интенсивті өнеркәсіптік мыс балқыту технологияларына жарамды жедел талдау
- Адамға тәуелді қателіктердің азаюы
- Олеум концентрациясын бақылау жүйелеріндегі деректерді интеграциялауды жақсарту
Дегенмен, партия сапасын қамтамасыз етуге арналған нормативтік стандарттар көбінесе титриметриялық әдістерді дауларды шешу және сертификаттау үшін анықтама ретінде күшейтеді.
Процесс барысындағы мониторингке арналған негізгі құралдар
Қазіргі мыс өндірісінде олеум концентрациясын бақылауға арналған құралдар маңызды рөл атқарады.экстракция процестеріLonnmeter компаниясының желілік тығыздық өлшегіштері мен тұтқырлық өлшегіштері инвазивті емес олеум концентрация сенсорларының негізін құрайды. Олардың берік дизайны концентрацияны есептеу үшін маңызды сұйықтық қасиеттерін үздіксіз хабарлай отырып, технологиялық құбырларға тікелей орнатуға мүмкіндік береді. Бұл құрылғылар реагенттерді қосуды қажет етпейді және үлгінің тұтастығын сақтайды, бұл оларды өнеркәсіптік мыс балқыту технологияларымен өте үйлесімді етеді.
Ағын контроллері және сынама алу клапандары сияқты автоматтандыру жабдықтары олеум ағындарын дәл реттеуге және қауіпсіз басқаруға мүмкіндік береді. Lonnmeter өлшегіштерінен алынған өлшеу деректерін зауытты басқару жүйелеріне тікелей біріктіруге болады. Бұл үздіксіз деректер ағыны нақты уақыт режимінде реттеу үшін үздіксіз кері байланысты қамтамасыз етеді, мыс кенін балқытудың барлық кезеңдерінде олеум концентрациясын бақылауды оңтайландырады.
Өнеркәсіптік операторлар озық сенсорлық аспаптарды автоматтандырылған зауыттық басқару элементтерімен жұптастыру арқылы технологиялық төзімділікті қатаң сақтайды, қолмен өңдеуді азайту арқылы қауіпсіздікті жақсартады және мақсатты өнім сипаттамаларына сәйкес оңтайлы олеум концентрациясына қол жеткізеді. Олеум концентрация сенсорларын біріктіру қазір өнеркәсіптік қолданбаларда олеум концентрациясын оңтайландырудың, мыс балқыту процесінің схемасында сенімділік пен сәйкестікті қамтамасыз етудің негізгі мүмкіндігі болып табылады.
Олеум концентрациясын бақылау стратегиялары
Процесті басқару негіздері
Мыс балқыту зауыттары олеум концентрациясын кері байланыс және тікелей басқару схемаларын пайдаланып ұстап тұрады. Кері байланыс бақылауы олеум концентрациясын нақты уақыт режимінде өлшеуді пайдаланады. Егер мән белгіленген мәннен ауытқып кетсе, жүйе ауытқуды түзету үшін су қосу жылдамдығы, газ температурасы немесе абсорбер ағынының жылдамдығы сияқты операциялық айнымалыларды реттейді. Мысалы, PID контроллері мақсатты және өлшенген концентрация арасындағы айырмашылықты есептейді, содан кейін кірістерді пропорционалды түрде өзгертеді, тұрақты қателерді азайту үшін уақыт өте келе интеграциялайды және процесс жағдайындағы жылдам өзгерістерді ескереді.
Кері байланысты басқару олеум концентрациясына әсер етпес бұрын бұзылуларды алдын ала болжайды. Бұл контроллерлер жоғары ағынды SO₂ газ концентрациясының, технологиялық ағын жылдамдығының немесе пеш шығысының өзгергіштігінің өзгерістеріне жауаптарды болжайды. Абсорбция процесінің айнымалыларын алдын ала өзгерту арқылы кері байланысты басқару концентрациядағы қажетсіз ауытқулардың алдын алады. Кері байланыс пен кері байланысты басқару стратегияларын біріктіру бұзылуларды тез қабылдамауды және модель немесе аспаптық қателерді түзетуді қамтамасыз етеді. Зауыттар көбінесе бұларды бақылау күйлері мен мыс балқыту кезеңдерінде динамикалық реттеу арасындағы үздіксіз ауысулар үшін таратылған басқару жүйелерінде (DCS) қолданады.
Оңтайландыру әдістері
Өнімнің тұрақты сапасы үшін олеумді қосуды, қайта айналымға енгізуді және қалпына келтіруді оңтайландыру өте маңызды. Өсімдіктер сіңіру мұнараларында күкірт триоксидінің, судың және қышқылдың мөлшерін дәл реттеу үшін массалық баланс есептеулерін, тарихи процесс деректерін және үздіксіз бақылауды пайдаланады. Олеумді қайта айналымға енгізу - өнімнің бір бөлігін сіңіргішке қайта бағыттау - қоректендірудің өзгермелілігі немесе өңдеудің бұзылуы кезінде мақсатты концентрацияны сақтауға көмектеседі; бұл әдіс сонымен қатар SO₃ пайдалануды барынша арттырады, шикізат шығынын азайтады.
Жетілдірілген сенсорлар маңызды рөл атқарады. Лоннметр сияқты желілік тығыздық өлшегіштері мен тұтқырлық өлшегіштері технологиялық ағынның нақты уақыт режимінде дәл көрсеткіштерін қамтамасыз етеді. Бұл өлшегіштер хемометриялық модельдерге сенсор деректерін дәл олеум концентрациясымен байланыстыруға мүмкіндік береді. Көп айнымалы талдауды қолдана отырып, операторлар температура, ағын немесе қышқыл күші сияқты факторларды концентрация мәндерімен байланыстыра алады және технологиялық қажеттіліктерді болжай алады. Бұл тәсілмен зауыттар сұранысты қанағаттандыру, қалдықтарды азайту және өнімнің сипаттамаларына сәйкестігін сақтау үшін олеум мөлшерін және қалпына келтіруді белсенді түрде оңтайландырады.
Ақаулықтарды жою және калибрлеу
Олеум концентрациясын бақылау бірнеше кең таралған қателіктерге тап болады:
- Сенсор дрейфі:Сенсордың ескіруінен немесе ластануынан туындаған қателер жаңылыстыратын көрсеткіштерге әкелуі мүмкін, бұл өнімнің техникалық сипаттамаға сәйкес келмеуіне немесе шамадан тыс түзету шараларына әкелуі мүмкін.
- Процесс сызықтық еместігі:Газ құрамының немесе ағынының кенеттен өзгеруі басқару ілмектерін басып тастап, тұрақсыздыққа немесе тербеліске әкелуі мүмкін.
- Аспаптардың кідірістері:Өлшеу немесе басқару әрекеттеріндегі уақыт кідірістері, әсіресе күрделі көп сатылы сіңіру қондырғыларында, жүйенің реакциясын баяулатуы мүмкін.
Техникалық шешімдерге сенсорды мұқият таңдау, сенімді басқару алгоритмдері және мерзімді ақаулықтарды диагностикалау процедуралары кіреді. Мысалы, қос сенсорлық қондырғылар аномалияны тез анықтау үшін олеум концентрациясының көрсеткіштерін өзара тексере алады. Бөлінген диапазонды контроллерлер процесс параметрлері күтпеген жерден өзгерген кезде сіңіру кезеңдерінде ауысуларды тегістейді.
Үнемі калибрлеу, валидация және техникалық қызмет көрсету өлшеу дәлдігінің тұрақтылығы үшін өте маңызды. Калибрлеу желілік сенсор шығыстарын (Лоннметрдің тығыздық немесе тұтқырлық өлшегіштері) сенімді зертханалық стандарттармен үнемі салыстыруды, ауытқуларды уақтылы түзетуді қамтиды. Валидация тексерулері модельденген процесс жағдайларында дұрыс жауап беру үшін бүкіл өлшеу тізбегін тексереді. Техникалық қызмет көрсету процедуралары - сенсор зондтарын тазалау, беру желілерін тексеру және бекіту нүктелерін тексеру - жиналу мен механикалық ақаулардың алдын алуға көмектеседі, уақыт өте келе сенімді бақылауды қамтамасыз етеді.
Мыс балқыту зауыттары сенімді бақылау стратегияларын озық желілік өлшеулермен, проактивті оңтайландырумен және мұқият калибрлеумен біріктіру арқылы мыс өндіру процесінің барлық кезеңдерінде олеумнің дәл, тұрақты концентрациясына үнемі қол жеткізеді.
Қоршаған ортаны басқару және қалдықтарды азайту
Қышқыл және тұзды ағынды суларды басқару
Мыс балқыту процесі қышқыл және тұзды ағынды суларды, әсіресе құрамында хлор бар қосылыстар мен хлоридтің жоғары концентрациясын қамтитын ағынды суларды шығарады. Бұл қалдықтар ағындары коррозияға, реттеуші шектеулерге және қоршаған ортаға зиян келтіру қаупіне байланысты қиындықтар тудырады. Тиімді өңдеу мыс алу процесінің сатыларына тән қышқылдық және тұзды құрамды мамандандырылған өңдеуді қамтиды.
Экстракция-аршып алу-тұздау әдістері мысты балқыту ағынды суларын мақсатты түрде тазартуды қамтамасыз етеді. Экстракция кезеңінде хлорид иондары төрттік аммоний тұзына негізделген экстрагенттерді пайдаланып селективті түрде бөлінеді. Бұл агенттер хлоридке жоғары аффинділік көрсетеді, сонымен бірге басқа иондардың бірлесіп экстракциясын азайтады. Содан кейін жүктелген экстрагент аршып алудан өтеді, бұл оңай басқару немесе ресурстарды қалпына келтіру үшін хлоридті бақыланатын сулы фазаға ауыстырады.
Содан кейін тұздау қолданылады. Калий нитраты немесе натрий сульфаты сияқты агенттерді енгізу арқылы хлоридтің сулы фазадағы ерігіштігі төмендейді, бұл тұндыру немесе фазалық бөліну арқылы одан әрі бөлінуге әкеледі. Бұл тәсіл хлоридті жоюдың 90%-дан астам тиімділігіне қол жеткізеді және дәстүрлі тұндыру немесе мембраналық технологиялармен салыстырғанда екінші реттік ластануды азайтады.
Бұл процестің маңызды бақылау нүктелеріне температура мен рН жатады — бұлар хлоридтің селективтілігіне, бірлесіп экстракциялау тәуекелдеріне және пайдалану құнына әсер етеді. Lonnmeter компаниясы шығаратын сияқты тығыздық пен тұтқырлықты өлшейтін желілік сенсорлар процестің интеграциясын жақсартады, бұл өнеркәсіптік мыс балқыту технологияларында экстракция және тұздау фазаларын нақты уақыт режимінде бақылауға мүмкіндік береді.
Мыс флэш-cc балқыту процесі
*
Олеумды сенімді бақылаудың артықшылықтары
Олеум концентрациясын дәл бақылау мыс кенін балқыту кезеңдерінде ағынды сулардың тазалығын тікелей жақсартады. Қышқылдық беріктік пен тұтқырлықты оңтайлы деңгейде ұстап тұру күкірт триоксидінің артық бөлінуін азайтады, мыс экстракциялау процесінің жағдайларын тұрақтандырады және қажетсіз қоспалардың пайда болу қаупін азайтады. Олеум концентрациясы сенімді өлшеу әдістері арқылы, мысалы, Лоннметрден алынған тұтқырлық өлшегіштері арқылы қатаң басқарылған кезде, ағынды суларды тазарту қарапайым және болжамды болады.
Тотығу және қожды өңдеу кезіндегі процесті бақылауды жақсарту мысты тиімді қалпына келтіруге ықпал етеді, сонымен қатар қалдықтардың соңғы ағынындағы ластануды азайтады. Олеум концентрациясын талдаудың озық әдістерінің көмегімен нысандар қоршаған ортаға қойылатын талаптарға оңайырақ сәйкес келеді. Қауіпті құрамдас бөліктері бар ағынды сулардың көлемі азайтылады, ал қоспалар шығару шегінен әлдеқайда төмен деңгейде сақталады. Тығыздық пен тұтқырлық сенсорларын пайдаланатын орталықтандырылған мониторинг өнеркәсіптік қолданбаларда олеум концентрациясының кешенді көрінісін береді және өндіріс мақсаттары мен қоршаған ортаны қорғау үшін процестің белгіленген мәндерін оңтайландыруға көмектеседі.
Зауыт операцияларымен интеграция
Олеумды басқаруды жалпы балқыту жұмыс процесімен синхрондау
Мыс балқыту процесін басқаруда олеум концентрациясын бақылау негізгі болып табылады. Зауыт бойынша автоматтандыруға дәл олеум концентрациясының деректерін біріктіру мыстың тұрақты шығуын, процестің қауіпсіздігін және өнім сапасын қамтамасыз етеді. Lonnmeter компаниясы шығаратын сияқты желілік олеум концентрациясының сенсорлары реагенттердің мөлшерін бақылау және белгіленген дәлдікті сақтау үшін маңызды нақты уақыт режимінде көрсеткіштерді береді.
Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелері әдетте OPC UA және Modbus TCP/IP хаттамаларын пайдаланады. Бұл платформалар сенсорлар, бағдарламаланатын логикалық контроллерлер (PLC) және бақылау және деректерді жинау (SCADA) жүйелері арасында қауіпсіз, екі бағытты байланысты жеңілдетеді. OPC UA құрылғының әртүрлі деректер форматтарын қолданады, олеум концентрациясын өлшеу нәтижелерін басқа сенсорлық кірістермен бірге желілік тығыздық пен тұтқырлық өлшегіштерінен үздіксіз интеграциялауды қолдайды. Нақты уақыттағы деректер алмасу мөлшерлеу жылдамдығын автоматтандырылған түрде реттеуге мүмкіндік береді, олеум концентрациясының көрсеткіштерінде анықталған ауытқуларды дереу түзетеді.
Құрылғы функцияларын нақты анықтау үшін автоматтандыру иерархияларын конфигурациялаңыз. Құрылғы деңгейінде анализаторлардың дәл калибрленуін және техникалық қызмет көрсетуін қамтамасыз етіңіз. Басқару деңгейінде алгоритмдер мөлшерлеуді және ағын жылдамдығын тірі олеум өлшеу кері байланысына негіздеп реттейді, қолмен араласуды азайтады және процестің өзгергіштігін азайтады. Бақылау деңгейі деректерді жинақтайды, есептерді іске қосады және сенсордың дрейфі немесе алгоритмдік тұрақсыздық сияқты ауытқулар анықталған жағдайда болжамды техникалық қызмет көрсету туралы ескертулерді орнатады. OPC UA қолдайтын оқиғаға негізделген есеп беру жүйеге ауытқуларға немесе ластану оқиғаларына, мысалы, реагенттің қалыптан тыс секірулеріне немесе сенсордың ақауларына дереу жауап беруге мүмкіндік береді, осылайша жылдам қалпына келтіруді және процестің сенімділігін арттырады.
Мысалы, егер кірістірілген сенсор концентрацияның тез өзгеруін анықтаса, OPC UA басқарылатын жүйелер реагент мөлшерлеуін автоматты түрде шектеп, операторларға ескерту жасай алады. Ластану немесе процесс бұзылған кезде, бұл нақты уақыт режиміндегі жауап беру мүмкіндігі жұмыстың тоқтап қалу уақытын шектейді және техникалық сипаттамадан тыс өндірістің алдын алады.
Қорытынды
Мыс балқыту процесін оңтайландырудың орталығында олеум концентрациясын бақылау тұр. Тиімді реттеу күкірт диоксидінің сіңуін барынша арттыруды қамтамасыз етеді, балқыту тиімділігін тікелей арттырады және зиянды SO₂ шығарындыларын азайтады. Мақсатты олеум концентрациясының ±0,5% SO₃ деңгейіне жеткен зауыттар түрлендіру тиімділігінің айтарлықтай жақсарғанын және қоршаған ортаға келтіретін зиянның азайғанын хабарлайды, бұл мұқият бақылау мен түзетудің пайдалану артықшылықтарын растайды.
Мыс өнімінің сапасы олеум концентрациясының консистенциясымен тығыз байланысты. Тұрақты күкірт қышқылының құрамы металлдың іздік ластануын азайтады және кейінгі тазартуды жеңілдетеді, катодтың жоғары тазалығын қолдайды. Жақында жүргізілген зерттеулер электролиттік өңдеу кезінде мысты қалпына келтірудің 3-4%-ға артуын сенімді концентрацияны бақылау әдістерімен сақталатын стандартталған қышқыл күшімен байланыстырады.
Бұл нәтижелер интеграцияланған өлшеу және бақылау құралдарына байланысты. Lonnmeter компаниясының желілік тығыздық өлшегіштері мен тұтқырлық өлшегіштері өнеркәсіптік қолданбаларда олеум концентрациясын талдау үшін нақты уақыт режиміндегі процесс деректерін жеткізуді қамтамасыз ететін негізгі компоненттер ретінде қызмет етеді. Жетілдірілген кері байланысты басқарумен бірге оларды орналастыру ауытқуларды ерте анықтауға мүмкіндік береді және партиялық қайталануды жақсартады.
Шығарындыларды азайту және өнімді бақылауға қойылатын нормативтік талаптар дәл олеум концентрациясын бақылау жүйелеріне деген қажеттілікті арттырды, бұл оларды қазіргі заманғы мыс өндіру процестерінде өте маңызды етті. Кешенді өлшеу және басқару шешімдерін қабылдау ескі және заманауи өнеркәсіптік мыс балқыту технологиялары үшін пайдалану өнімділігінде, қышқыл сапасында және тұрақтылығында айтарлықтай артықшылықтар береді.
Жиі қойылатын сұрақтар
Олеум дегеніміз не және ол мыс балқыту процесінде неліктен маңызды?
Олеум, көбінесе түтін шығаратын күкірт қышқылы деп аталады, күкірт қышқылы мен күкірт триоксидінің күшті қоспасы болып табылады. Оның өнеркәсіптік мыс балқытудағы негізгі рөлі күкірт қышқылының жоғары концентрацияланған көзі ретінде немесе күкірт триоксидін жеткізу үшін, әсіресе өте жоғары қышқылдық беріктікті қажет ететін операцияларда. Күкірт қышқылы мысты алу, балқыту және тазартудағы негізгі жұмыс реагент болғанымен, олеум негізінен осы зауыттарда таза күкірт қышқылын қалпына келтіру немесе жеткізу үшін қолданылады, мысты алудың негізгі кезеңдерінде тікелей емес, тірек химиялық рөл атқарады. Ол жоғары қышқылдық талаптары кезінде тиімдірек алу мен тазартуға мүмкіндік береді және арнайы қажет болған жағдайда күшейтілген сульфирлеу реакциялары арқылы технологиялық қоспаларды басқаруды жеңілдетеді.
Мыс балқыту процесінде олеум концентрациясы әдетте қалай өлшенеді?
Олеум концентрациясын анықтаудың дәстүрлі әдістеріне қышқылдағы күкірт триоксидінің мөлшерін өлшейтін қолмен титрлеу жатады. Дегенмен, қазіргі заманғы мыс балқыту қондырғыларында спектрофотометриялық талдау және хемометрияға негізделген озық спектроскопия сияқты сызықтық, бұзбайтын әдістер жиі қолданылады. Бұл нақты уақыт режиміндегі, үздіксіз әдістер немесе сызықтық сенсорлар - Lonnmeter шығаратындар сияқты - процесс ағынын бұзбай дәл, жылдам деректерді береді, бұл процесті оңтайландыру және қауіпсіздікті жақсарту үшін дереу түзетулер енгізуге мүмкіндік береді. Бұл автоматтандырылған анализаторлар жоғары коррозиялық үлгілерді өңдеуге байланысты тәуекелдерді айтарлықтай азайтады және олеум концентрациясын бақылаудағы тұрақтылықты жақсартады.
Мыс балқыту процесінің диаграммасы қандай және олеум қайда қосылады?
Мыс балқыту процесінің технологиялық диаграммасы әдетте келесі негізгі кезеңдерді қамтиды: кенді күйдіру, балқыту (мыс штейнін және шлактарын өндіру), конверсиялау (штейнді тотықтырып, көпіршікті мыс алу) және тазарту (от және электролиттік). Олеумнің өзі көптеген мыс балқыту диаграммаларында стандартты тікелей кіріс емес. Қолданылған кезде, ол негізінен күкірт қышқылының белсенділігінің жоғарылауын қажет ететін нүктелерде, мысалы, күкірт қышқылының регенерациялық тізбектерінде немесе қоспаларды кетіру үшін өте жоғары қышқылдық беріктікті қажет ететін тазарту кезеңдерінде пайда болады. Бұл нүктелер әдетте дәстүрлі технологиялық ағындарда сипатталған мыс кенін балқыту кезеңдеріне жақын, бірақ олардың ажырамас бөлігі емес.
Олеум концентрациясын дұрыс бақылау балқыту процесіне қалай пайдалы?
Олеумнің оңтайлы концентрациясын сақтау өте маңызды. Бұл толық химиялық реакцияларға және мысты максималды түрде қалпына келтіруге мүмкіндік береді, сондай-ақ қажетсіз қышқыл булары немесе қоспалардың толық емес азаюы сияқты қосымша өнімдердің пайда болуын азайтады. Тұрақты олеум концентрациясы сонымен қатар бақыланбайтын коррозия қаупін азайту арқылы зауыт жабдықтарын қорғайды және реакторлар мен құбырлардың қызмет ету мерзімін ұзартады. Қаржылық тұрғыдан алғанда, қышқыл беріктігін тиімді бақылау қажетсіз тұтынуды азайтады, пайдалану шығындарын азайтады, сонымен бірге нормативтік талаптарға сәйкестікті қамтамасыз етеді және қоршаған ортаға ауыртпалықты азайтады.
Олеум концентрациясын дұрыс басқармау қандай экологиялық қиындықтар тудыруы мүмкін?
Олеум концентрациясын нашар бақылау қышқылдығы жоғары немесе сульфат пен хлоридке бай ағынды сулардың пайда болуына әкеледі. Бұл ағынды суларды тазартуды қиындатады, пайдалану және қалпына келтіру шығындарын күрт арттырады және жұмысшылардың қауіпсіздігі мен қоршаған ортаға қауіп төндіретін қышқылдың төгілуі мен шығарындыларының қаупін арттырады. Қоршаған ортаны қорғау ережелерін сақтамау операторларға айыппұлдар, санкциялар және беделге нұқсан келтіру қаупін тудыруы мүмкін.
Олеум концентрациясын өлшеудегі негізгі қиындықтар қандай?
Өнеркәсіптік мыс балқыту технологияларында олеум концентрациясын дәл өлшеу бірнеше факторларға байланысты қиындайды:
- Өте коррозиялық орта дәстүрлі сенсорларды нашарлатады.
- Қолмен сынама алу қауіпті және сәйкессіз нәтижелер беруі мүмкін.
- Процесс ағынындағы немесе құрамындағы өзгерістер тез жүреді, бұл жоғары жиілікті, нақты уақыт режиміндегі талдауды талап етеді.
Lonnmeter ұсынатын заманауи желілік анализаторлар мен сенсорлар осы мәселелерді тікелей шешеді. Автоматтандырылған, инвазивті емес өлшеу жүйелері қиын жағдайларда деректерді дәл алуды қамтамасыз етеді, ал әдеттегі калибрлеу өлшеу сенімділігін сақтауға көмектеседі.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 5 желтоқсан
