Мысты шаймалаудың мәні - қатты мысты суда еритін мыс иондарына (Cu²⁺) айналдыру үшін сілтілеу агентін (мысалы, қышқыл, сілті немесе тұз ерітіндісі) пайдалану арқылы кендегі мыс минералдарымен (мысалы, оксид кендеріндегі малахит және сульфид кендеріндегі халькопирит) химиялық әрекеттесіп, қатты мысты суда еритін мыс иондарына (Cu²⁺) айналдыру, «сілтілі су» (мыс бар ерітінді) түзу. Кейіннен таза мыс (мысалы, электролиттік мыс) сілтілеуден экстракция, электролиздеу немесе тұндыру арқылы алынады.
Қазіргі заманғы оңтайландырумыс гидрометаллургия процесінегізінен технологиялық айнымалыларды нақты уақыт режимінде, дәл өлшеуге негізделген. Олардың ішінде, шаймалау шламдарындағы тығыздықты онлайн анықтау шикізаттың өзгергіштігі мен одан кейінгі пайдалану көрсеткіштері арасындағы тікелей байланыс ретінде қызмет ететін ең маңызды техникалық бақылау нүктесі болып табылады.
Негізгі процессCопперHидрометаллургия
Мыс гидрометаллургиясын операциялық орындау төрт түрлі, өзара тәуелді кезеңнің айналасында жүйелі түрде құрылымдалған, бұл мақсатты металды әртүрлі кен денелерінен тиімді түрде босатуды және қалпына келтіруді қамтамасыз етеді.
Кенді алдын ала өңдеу және босату
Бастапқы кезең мыс минералдарының сілтілі затқа қолжетімділігін барынша арттыруға бағытталған. Бұл әдетте кеннің меншікті беткі ауданын арттыру үшін механикалық ұсақтауды - ұсақтауды және ұнтақтауды қамтиды. Мыс үйіндісін сілтілеу процесіне арналған төмен сұрыпты немесе ірі оксидті материал үшін ұсақтау минималды болуы мүмкін. Ең бастысы, егер шикізат негізінен сульфидті болса (мысалы, халькопирит, CuFeS2), алдын ала күйдіру немесе тотығу кезеңі қажет болуы мүмкін. Бұл «тотықтырғыш күйдіру» мыс сульфидтерін (мысалы, CuS) химиялық тұрақсыз мыс оксидтеріне (CuO) айналдырады, бұл мыстың төменгі ағысындағы сілтілеу процесінің тиімділігін айтарлықтай арттырады.
Сілтілеу сатысы (минералдардың еруі)
Сілтісіздендіру фазасы өзектің химиялық түрленуін білдіреді. Алдын ала өңделген кен мыс минералдарын селективті түрде еріту үшін температура мен рН бақыланатын жағдайларда сілтісіздендіру агентімен (ликсивиантпен), көбінесе қышқыл ерітіндімен жанасады. Техниканы таңдау кеннің сұрыпына және минералогиясына байланысты:
Үйінді шаймалау:Негізінен төмен сұрыпты кендер мен бос жыныстар үшін қолданылады. Ұсақталған кен өткізбейтін төсемдерге жиналады, ал сұйылтқыш циклді түрде үйіндінің үстіне шашыратылады. Ерітінді төмен қарай сіңіп, мысты ерітеді және төменде жиналады.
Цистернамен шаймалау (араластырылған шаймалау):Жоғары сапалы немесе ұсақталған концентраттарға арналған. Ұсақ бөлінген кен ірі реакциялық ыдыстарда сұйылтқышпен қарқынды араластырылады, бұл масса алмасудың жоғары кинетикасын және процесті қатаң бақылауды қамтамасыз етеді.
Орнында шаймалау:Сусымалы зат жер асты минералды денесіне тікелей енгізілетін экстракциялық емес әдіс. Бұл әдіс беткі қабаттың бұзылуын азайтады, бірақ кен денесінің табиғи өткізгіштігінің жеткілікті болуын талап етеді.
Сілті ерітіндісін тазарту және байыту
Алынған Жүктілік кезіндегі ерітінді (PLS) құрамында еріген мыс иондарымен қатар темір, алюминий және кальций сияқты әртүрлі жағымсыз қоспалар бар. Мысты тазарту және концентрлеу үшін қолданылатын негізгі қадамдар:
Қоспаны кетіру: Көбінесе зиянды элементтерді селективті түрде тұндыру және бөлу үшін рН деңгейін реттеу арқылы қол жеткізіледі.
Еріткішті экстракциялау (SX): Бұл маңызды бөлу кезеңі, мұнда сулы PLS-тен мыс иондарын химиялық түрде күрделі органикалық фазаға айналдыру үшін жоғары селективті органикалық экстрагент қолданылады, бұл мысты басқа металл қоспаларынан тиімді түрде бөледі. Содан кейін мыс концентрацияланған қышқыл ерітіндісін пайдаланып органикалық фазадан «ажыратылады», нәтижесінде электролиттік өңдеуге жарамды жоғары концентрацияланған және таза «бай мыс электролиті» (немесе жолақ ерітіндісі) алынады.
Мысты қалпына келтіру және катод өндірісі
Соңғы кезең - концентрлі электролиттен таза металл мысты алу:
Электролиттік иондау (EW): Бай мыс электролиті электролиттік ұяшыққа енгізіледі. Электр тогы инертті анодтар (әдетте қорғасын қорытпалары) мен катодтар (көбінесе тот баспайтын болаттан жасалған бастапқы парақтар) арасында өтеді. Мыс иондары (Cu2+) тотықсыздандырылып, катод бетіне тұндырылады, бұл әдетте 99,95%-дан асатын тазалықтағы жоғары таза мыс гидрометаллургиялық өнімін - катодты мыс деп аталатын - шығарады.
Балама әдістер: Соңғы өнім үшін сирек кездесетін химиялық тұндыру (мысалы, темір сынықтарын пайдаланып цементтеу) мыс ұнтағын қалпына келтіру үшін пайдаланылуы мүмкін, дегенмен алынған тазалық айтарлықтай төмен.
ФункцияларМыс гидрометаллургия процесіндегі тығыздықты өлшеу
Мыс кендерінің табиғи гетерогенділігі екеуінің де пайдалану параметрлерінде үздіксіз бейімделуді талап етедімысты шаймалау процесіжәне кейінгі еріткішті экстракциялау (SX) кезеңдері. Төмен жиілікті зертханалық сынама алуға негізделген дәстүрлі басқару әдістемелері кідірістің қолайсыз деңгейін енгізеді, бұл динамикалық басқару алгоритмдерін және кеңейтілген процестерді басқару (APC) модельдерін тиімсіз етеді. Тығыздықты онлайн өлшеуге көшу үздіксіз деректер ағындарын қамтамасыз етеді, бұл процесс инженерлеріне нақты уақыт режиміндегі масса ағынын есептеуге және реагент мөлшерін нақты қатты масса жүктемесіне пропорционалды түрде реттеуге мүмкіндік береді.
Онлайн тығыздықты өлшеуді анықтау: қатты заттың құрамы және целлюлоза тығыздығы
Сызықтық тығыздық өлшегіштері тығыздықтың физикалық параметрін (ρ) өлшеу арқылы жұмыс істейді, ол содан кейін массалық пайыздық қатты заттар (%w) немесе концентрация (г/л) сияқты әрекет етуге болатын инженерлік бірліктерге түрлендіріледі. Бұл нақты уақыттағы деректердің әртүрлі термиялық жағдайлар бойынша салыстырмалы және бірізді болуын қамтамасыз ету үшін өлшеу көбінесе бір мезгілде температураны түзетуді (Temp Comp) қамтуы керек. Бұл маңызды мүмкіндік өлшенген мәнді стандартты анықтамалық жағдайға реттейді (мысалы, 20∘C температурадағы таза су үшін 0,997 г/мл), бұл көрсеткіштегі өзгерістер тек термиялық кеңеюді емес, қатты заттардың концентрациясындағы немесе құрамындағы нақты өзгерістерді көрсететініне көз жеткізеді.
Сілтілеу шламын өлшеуге тән қиындықтар
Қоршаған ортамыс гидрометаллургиясышаймалау ерітіндісінің өте агрессивті сипатына байланысты аспаптармен жұмыс істеуде ерекше қиындықтар туғызады.
Коррозия және материалдық кернеу
Қолданылатын химиялық орталармысты шаймалау процесі, әсіресе концентрацияланған күкірт қышқылы (2,5 моль/л-ден асуы мүмкін) жоғары жұмыс температурасымен (кейде 55∘C-қа дейін) бірге сенсор материалдарын қатты химиялық күйзеліске ұшыратады. Сәтті жұмыс істеу үшін 316 тот баспайтын болат (SS) немесе жоғары сапалы қорытпалар сияқты химиялық шабуылға өте төзімді материалдарды алдын ала таңдау қажет. Тиісті материалдарды көрсетпеу сенсордың тез тозуына және мерзімінен бұрын істен шығуына әкеледі.
Абразивтілік және эрозия
Әсіресе, шаймалау қалдықтарын немесе қоюландырғыштың төмен ағып кетуін өңдейтін ағындардағы қатты фракциялардың құрамында қатты, бұрыштық түйіршікті бөлшектер болады. Бұл бөлшектер кез келген суланған, интрузивті сенсор компоненттерінде айтарлықтай эрозиялық тозу тудырады. Бұл тұрақты эрозия өлшеу ауытқуына, құралдың істен шығуына әкеледі және жиі, қымбат техникалық қызмет көрсету араласуларын қажет етеді.
Реологиялық күрделілік және ластану
Мысты шаймалау процесіШламдар көбінесе күрделі реологиялық мінез-құлық көрсетеді. Тұтқыр (кейбір дірілдейтін шанышқы сенсорлары <2000CP-мен шектелген) немесе айтарлықтай шөгінді немесе қабыршақтану агенттерін қамтитын шламдар үздіксіз байланыс пен тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін арнайы механикалық орнатуды қажет етеді. Ұсыныстарға көбінесе қатты заттардың тұнбаға түсуіне немесе сенсорлық элементтің айналасында көпірлердің пайда болуына жол бермеу үшін араластырылған сақтау цистерналарына немесе тік құбырларға фланецті орнату кіреді.
Кіріктірілген тығыздықтың техникалық негізіyМентерстер
Тиісті тығыздықты өлшеу технологиясын таңдау химиялық және физикалық тұрғыдан қолайсыз ортада ұзақ мерзімді дәлдік пен сенімділікке қол жеткізудің маңызды шарты болып табылады.мыс гидрометаллургиясы.
Шламды өлшеудің жұмыс принциптері
Дірілдеу (баптау шанышқысы) технологиясы
Діріл денситометрлеріCMLONN600-4 сияқты лоннметрлер сұйықтықтың тығыздығы ортаға батырылған дірілдейтін элементтің (камертон вилкасының) табиғи резонанстық жиілігімен кері корреляцияланатын принцип бойынша жұмыс істейді. Бұл құралдар жоғары дәлдікке қол жеткізе алады, олардың сипаттамаларында көбінесе дәлдік 0,003 г/см3 және ажыратымдылық 0,001 деп көрсетілген. Мұндай дәлдік оларды химиялық концентрацияларды бақылау немесе төмен тұтқырлықты шламдарды қолдану үшін өте қолайлы етеді. Дегенмен, олардың интрузивті дизайны оларды тозуға сезімтал етеді және әсіресе тұтқыр немесе тұндырғыш сұйықтықтарды өңдеген кезде тұтқырлықтың максималды шектеулеріне (мысалы, <2000CP) қатысты қатаң орнатуды талап етеді.
Радиометриялық өлшеу
Радиометриялық тығыздықты өлшеу - гамма-сәулеленуді әлсіретуді пайдаланатын жанаспайтын әдіс. Бұл технология шламды қолдануда айтарлықтай стратегиялық артықшылық береді. Сенсорлық компоненттер құбырға сырттан бекітілгендіктен, әдіс абразия, эрозия және химиялық коррозия сияқты физикалық ауырсыну нүктелерінен негізінен қорғалған. Бұл сипаттама өте агрессивті технологиялық ағындарда тамаша ұзақ мерзімді сенімділікті ұсынатын кедергісіз, техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтін шешімге әкеледі.
Кориолис және ультрадыбыстық денситометрия
Coriolis ағын өлшегіштері масса ағынын, температураны және тығыздықты бір мезгілде жоғары дәлдікпен өлшей алады. Олардың жоғары дәлдіктегі, массаға негізделген өлшеуі көбінесе жоғары құнды, төмен қатты химиялық ағындарға немесе дәлдіктегі айналма ілмектерге арналған, себебі бұл жоғары абразивті қоректендіру ағындарындағы түтік эрозиясының құны мен қаупіне байланысты. Балама ретінде,ультрадыбыстық тығыздық өлшегіштеріАкустикалық кедергіні өлшеуді қолданатын бұл құрылғылар берік, ядролық емес нұсқаны ұсынады. Минералды шламдар үшін арнайы жасалған бұл құралдар абразивтілікке төзімді сенсорларды пайдаланады, бұл үлкен диаметрлі құбырлардағы жоғары тығыздықтағы жүктемелер кезінде де сенімді тығыздықты бақылауды қамтамасыз етеді. Бұл технология ядролық өлшеуіштермен байланысты қауіпсіздік және реттеу мәселелерін сәтті түрде жояды.
Мысты шаймалау процесінің орталары үшін сенсорды таңдау критерийлері
Агрессивті ағындарға арналған құралдарды таңдаған кезде, сипаттамасымыс гидрометаллургиясыШешім қабылдау әдіснамасы абсолютті дәлдіктегі шекті жақсартуларға қарағанда пайдалану қауіпсіздігі мен қондырғының қолжетімділігіне басымдық беруі керек. Интрузивті, жоғары дәлдіктегі құралдар (Coriolis, Vibrational) абразивті емес немесе оңай оқшауланатын ағындармен, мысалы, реагент құрамымен немесе химиялық араластырумен шектелуі керек, мұнда дәлдік тозу және ықтимал тоқтап қалу қаупін ақтайды. Керісінше, қоюлатқыштың ағып кетуі сияқты жоғары қауіпті, жоғары абразивті ағындар үшін интрузивті емес технологиялар (радиометриялық немесе ультрадыбыстық) стратегиялық тұрғыдан жоғары. Абсолютті дәлдіктің сәл төмен болуын қамтамасыз етсе де, олардың жанаспайтын сипаты қондырғының максималды қолжетімділігін және техникалық қызмет көрсетуге байланысты пайдалану шығындарын (OpEx) айтарлықтай азайтуды қамтамасыз етеді, бұл фактордың экономикалық құндылығы сәл дәл емес, бірақ тұрақты өлшеу құнынан әлдеқайда асып түседі. Демек, материалдың үйлесімділігі өте маңызды: коррозияға төзімділік бойынша нұсқаулықтар никель қорытпаларын ауыр эрозиялық қолданбаларда жоғары өнімділік үшін ұсынады, бұл әдетте абразивтілігі аз ортада қолданылатын стандартты 316 SS-тен асып түседі.
1-кесте: Мыс шаймалау суспензиясына арналған онлайн тығыздық өлшегіш технологияларының салыстырмалы талдауы
| Технология | Өлшеу принципі | Абразивті/қатты заттарды өңдеу | Коррозиялық ортаның жарамдылығы | Әдеттегі дәлдік (г/см3) | Негізгі қолданбалы нишалар |
| Радиометриялық (гамма сәулесі) | Радиацияны әлсірету (интрузиялық емес) | Тамаша (сыртқы) | Тамаша (Сыртқы сенсор) | 0,001−0,005 | Қоюлатқыштың ағып кетуі, жоғары абразивті құбырлар, жоғары тұтқырлықтағы суспензия |
| Дірілдеуіш (камералық айыр) | Резонанстық жиілік (ылғалданған зонд) | Әділ (интрузивті зонд) | Жақсы (Материалға тәуелді, мысалы, 316 SS) | 0,003 | Химиялық мөлшерлеу, қатты заттар аз, тұтқырлығы <2000CP |
| Кориолис | Масса ағыны/инерциясы (ылғалданған түтік) | Орташа (Эрозия/бітелу қаупі бар) | Тамаша (материалға байланысты) | Жоғары (массаға негізделген) | Жоғары құнды реагент мөлшерлемесі, айналма ағын, концентрацияны бақылау |
| Ультрадыбыстық (акустикалық кедергі) | Дыбыстық сигнал беру (ылғалданған/қысқышпен) | Тамаша (Үйренуге төзімді сенсорлар) | Жақсы (материалдыққа тәуелді) | 0,005−0,010 | Қалдықтарды басқару, шлам беру (ядролық емес басымдықпен)
|
Қатты-сұйықтықты бөлуді оңтайландыру (қоюландыру және сүзу)
Тығыздықты өлшеу қатты-сұйықтық бөлу қондырғыларында, әсіресе қоюлатқыштар мен сүзгілерде өнімділікті және суды қалпына келтіруді барынша арттыру үшін өте маңызды.
Қоюлатқыштың төмен ағып кетуіндегі тығыздықты бақылау: шамадан тыс айналу моментін және бітеліп қалуды болдырмау
Қоюланудағы негізгі бақылау мақсаты - тұрақты, жоғары ағынды тығыздыққа (UFD) қол жеткізу, көбінесе қатты заттардың құрамын 60%-дан асатындай етіп нысанаға алу. Бұл тұрақтылыққа қол жеткізу тек суды қайта өңдеуді барынша арттыру үшін ғана емес, сонымен қатар...мыс гидрометаллургия процесісонымен қатар төменгі ағынды операцияларға тұрақты масса ағынын жеткізу үшін. Дегенмен, тәуекел реологиялық болып табылады: UFD-нің артуы шламның шығымдылық кернеуін тез арттырады. Дәл, нақты уақыттағы тығыздық кері байланысы болмаса, агрессивті айдау арқылы тығыздық мақсатына жету әрекеттері шламды пластикалық шегінен асып кетуі мүмкін, бұл шамадан тыс тарту моментіне, ықтимал механикалық ақауларға және құбырдың маңызды бітелуіне әкеледі. Нақты уақыттағы UFD өлшеуін пайдаланатын модельдік болжамды басқаруды (MPC) енгізу ағын астындағы сорғы жылдамдығын динамикалық реттеуге мүмкіндік береді, бұл қайта айналым қажеттілігін 65%-ға және тығыздықтың өзгеруін 24%-ға төмендетуді қоса алғанда, құжатталған нәтижелерге әкеледі.
Маңызды түсінік - UFD және еріткішті экстракциялау (SX) өнімділігінің өзара тәуелділігі. Қоюлатқыштың аз ағымы көбінесе кейіннен SX тізбегіне жіберілетін Жүкті шаймалау ерітіндісінің (PLS) беріліс ағынын білдіреді. UFD-дегі тұрақсыздық PLS-ке ұсақ қатты заттардың сәйкессіз енуін білдіреді. Қатты заттардың енуі күрделі SX масса алмасу процесін тікелей тұрақсыздандырады, бұл шикі заттың түзілуіне, фазаның нашар бөлінуіне және экстрагенттің қымбат жоғалуына әкеледі. Сондықтан, қоюлатқыштағы тығыздықты тұрақтандыру SX тізбегіне қажетті жоғары тазалықтағы берілісті сақтау үшін қажетті алдын ала кондициялау қадамы ретінде танылады, сайып келгенде катодтың соңғы сапасын сақтайды.
Сүзу және сусыздандыру тиімділігін арттыру
Вакуумдық немесе қысым сүзгілері сияқты сүзу жүйелері тек беріліс тығыздығы өте тұрақты болған кезде ғана ең жоғары тиімділікпен жұмыс істейді. Қатты заттардың құрамындағы ауытқулар сүзгі торының біркелкі емес түзілуіне, ортаның мезгілсіз соқырлануына және торт ылғалдылығының өзгермелі болуына әкеледі, бұл жиі жуу циклдарын қажет етеді. Зерттеулер сүзу өнімділігінің қатты заттардың мөлшеріне өте сезімтал екенін растайды. Үздіксіз тығыздықты бақылау арқылы қол жеткізілген жүйелі процесті тұрақтандыру сүзу тиімділігі мен тұрақтылық көрсеткіштерін жақсартуға әкеледі, соның ішінде сүзгіні жуумен байланысты су тұтынуды азайту және жұмыстың тоқтап қалуымен байланысты минималды шығындар.
Мысты шаймалау процесінде реагенттерді басқару және шығындарды азайту
Динамикалық PD бақылауымен жеңілдетілген реагенттерді оңтайландыру пайдалану шығындарын дереу және сандық түрде азайтуды қамтамасыз етеді.
Мыс үйіндісін шаймалау процесінде қышқыл концентрациясын дәл бақылау
Аралас шаймалау кезінде де,мысты үйіндімен шаймалау процесі, шаймалау агенттерінің (мысалы, күкірт қышқылы, темір тотықтырғыштары) дәл химиялық концентрациясын сақтау минералды еріту кинетикасының тиімді болуы үшін өте маңызды. Концентрлі реагент ағындары үшін тығыздық өлшегіштері концентрацияны өте дәл, температурамен өтелген өлшеуді қамтамасыз етеді. Бұл мүмкіндік басқару жүйесіне қажетті реагенттің дәл стехиометриялық мөлшерін динамикалық түрде өлшеуге мүмкіндік береді. Бұл озық тәсіл дәстүрлі, консервативті ағынға пропорционалды мөлшерлеуден асып түседі, бұл сөзсіз химиялық заттардың шамадан тыс пайдаланылуына және OPEx-тің жоғарылауына әкеледі. Қаржылық салдары айқын: гидрометаллургиялық зауыттың пайдалылығы процестің тиімділігі мен шикізат құнының өзгеруіне өте сезімтал, бұл тығыздыққа негізделген дәл мөлшерлеу қажеттілігін көрсетеді.
Қатты заттардың концентрациясы туралы кері байланыс арқылы флокулянтты оңтайландыру
Флокулянтты тұтыну қатты-сұйықтық бөлу кезінде айтарлықтай айнымалы шығын болып табылады. Химиялық заттың оңтайлы мөлшері агрегациялануы қажет қатты заттардың лездік массасына тікелей байланысты. Қоректендіру ағынының тығыздығын үздіксіз өлшеу арқылы басқару жүйесі қатты заттардың лездік массалық ағынын есептейді. Содан кейін флокулянтты енгізу қатты заттардың массасына пропорционалды қатынас ретінде динамикалық түрде реттеледі, бұл қоректендірудің немесе кеннің сапасының өзгергіштігіне қарамастан оңтайлы флокуляцияға қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Бұл жеткіліксіз мөлшерде (нашар тұнбаға әкеледі) және артық мөлшерде (қымбат химиялық заттарды ысырап ету) болдырмайды. MPC арқылы тұрақты тығыздықты бақылауды енгізу өлшенетін қаржылық кіріс әкелді, оның ішінде құжатталған үнемдеу барФлокулянтты тұтынуды 9,32%-ға төмендетужәне сәйкесӘк тұтынуды 6,55%-ға төмендету(рН деңгейін бақылау үшін қолданылады). Сілтісіздендіру және онымен байланысты адсорбция/элюция шығындары жалпы пайдалану шығындарының шамамен 6%-ын құрайтынын ескерсек, бұл үнемдеу пайдалылықты тікелей және айтарлықтай арттырады.
2-кесте: Маңызды процестерді басқару нүктелері және тығыздықты оңтайландыру көрсеткіштеріМыс гидрометаллургиясы
| Процесс блогы | Тығыздықты өлшеу нүктесі | Басқарылатын айнымалы | Оңтайландыру мақсаты | Негізгі өнімділік көрсеткіші (KPI) | Көрсетілген үнемдеу |
| Мысты шаймалау процесі | Сілтісіздендіру реакторлары (целлюлоза тығыздығы) | Қатты/сұйықтық қатынасы (PD) | Реакция кинетикасын оңтайландыру; экстракцияны барынша арттыру | Мыстың бөліну жылдамдығы; Реагенттің меншікті шығыны (кг/т Cu) | Оңтайлы PD сақтау арқылы шаймалау жылдамдығын 44%-ға дейін арттыру |
| Қатты-сұйықтықты бөлу (қоюлатқыштар) | Ағын астынан ағызу | Ағын асты тығыздығы (ААЖ) және масса ағыны | Суды қалпына келтіруді барынша арттыру; Оңтүстік-Шығыс/Шығыс ағысының төменгі ағысына берілетін қоректі тұрақтандыру | UFD % Қатты заттар; Суды қайта өңдеу жылдамдығы; Тырна моментінің тұрақтылығы | Флокулянт шығыны 9,32%-ға төмендеді; UFD ауытқуы 24%-ға төмендеді |
| Реагент дайындау | Қышқыл/еріткіш макияж | Концентрациясы (%w немесе г/л) | Дәл мөлшерлеу; химиялық заттардың шамадан тыс қолданылуын азайтады | Реагенттің артық дозалануы; Ерітінді химиясының тұрақтылығы | Динамикалық қатынасты басқару арқылы химиялық опексті азайту |
| Сусыздандыру/сүзу | Сүзгі беру тығыздығы | Қатты заттарды сүзгіге салу | Өткізу қабілетін тұрақтандыру; техникалық қызмет көрсетуді азайту | Сүзгі циклінің уақыты; Торттың ылғалдылығы; Сүзу тиімділігі | Сүзгіні жуу және жұмыс істемей тұрумен байланысты шығындарды азайту |
Реакция кинетикасы және соңғы нүктелерді бақылау
Тығыздық кері байланысы металлдың тиімді еруі мен түрленуін қамтамасыз ету үшін қажетті дәл стехиометриялық жағдайларды сақтау үшін өте маңызды.мыс гидрометаллургия процесі.
Целлюлоза тығыздығын (ПТ) және шаймалау кинетикасын нақты уақыт режимінде бақылау
Қатты-сұйықтық қатынасы (ҚД) еріген металл түрлерінің концентрациясымен және еріткіштің тұтыну жылдамдығымен түбегейлі байланысты. Бұл қатынасты дәл бақылау ликсивиант пен минералды бет арасындағы жеткілікті жанасуды қамтамасыз етеді. Пайдалану деректері ҚД тек бақылау параметрі емес, маңызды басқару тұтқасы екенін көрсетеді. Оңтайлы қатынастан ауытқулар экстракция өнімділігіне терең әсер етеді. Мысалы, зертханалық жағдайларда 0,05 г/мл оңтайлы қатты-сұйықтық қатынасын сақтамау мысты алудың 99,47%-дан 55,30%-ға дейін күрт төмендеуіне әкелді.
Кеңейтілген бақылау стратегияларын енгізу
Тығыздық сілтісіздендіру және бөлу тізбектерінің модельдік болжамды басқаруында (МБББ) бастапқы күй айнымалысы ретінде қолданылады. МБ ...мыс гидрометаллургиясы, себебі ол ұзақ уақыттық кідірістерді және суспензия жүйесіне тән сызықтық емес өзара әрекеттесулерді тиімді түрде өңдейді. Бұл ағын жылдамдығы мен реагент қоспаларының нақты уақыт режиміндегі PD кері байланысына негізделген үздіксіз оңтайландырылуын қамтамасыз етеді. Тығыздықтан алынған концентрацияны өлшеу жалпы химиялық процестерде кең таралған болса да, оны қолдану арнайы гидрометаллургиялық қадамдарға, мысалы, реакциялардың оңтайлы конверсия жылдамдығына жетуін қамтамасыз ету үшін еріткіш экстракциялық қорларды дайындауды бақылауға, осылайша металл шығымы мен тазалығын барынша арттыруға дейін қолданылады.
Жабдықты қорғау және реологиялық басқару
Онлайн тығыздық деректері болжамды техникалық қызмет көрсету жүйелері үшін маңызды деректерді қамтамасыз етеді, жабдықтың ықтимал істен шығуын басқарылатын процестің вариацияларына стратегиялық түрде түрлендіреді.
Шлам реологиясы мен тұтқырлығын бақылау
Шлам тығыздығы - шламның ішкі үйкелісіне (тұтқырлығына) және ағын кернеуіне әсер ететін басым физикалық айнымалы. Бақыланбайтын тығыздықтың өзгеруі, әсіресе тез артуы, шламды Ньютондық емес ағын режиміне ауыстыруы мүмкін. Тығыздықты үздіксіз бақылау арқылы технологиялық инженерлер реологиялық тұрақсыздықтың жақын арада болатынын (мысалы, сорғының ағын кернеуінің шегіне жақындауы) болжай алады және сұйылтылған суды белсенді түрде қоса алады немесе сорғы жылдамдығын модуляциялай алады. Бұл алдын алу бақылауы құбырдың қабыршақтануы, кавитация және сорғының апатты бітелуі сияқты қымбат оқиғалардың алдын алады.
Эрозиялық тозуды азайту
Тұрақты тығыздықты бақылаудың шынайы қаржылық пайдасы көбінесе реагенттердің шекті үнемдеуінде емес, компоненттердің істен шығуынан туындайтын жоспардан тыс тоқтап қалу уақытын айтарлықтай азайтуда жатыр. Қатты эрозиялық тозудан туындайтын шлам сорғысына техникалық қызмет көрсету және құбырларды ауыстыру OpEx-тің негізгі элементі болып табылады. Эрозия көбінесе тығыздықтың ауытқуынан туындайтын ағын жылдамдығының тұрақсыздығымен айтарлықтай жеделдейді. Тығыздықты тұрақтандыру арқылы басқару жүйесі ағын жылдамдығын маңызды тасымалдау жылдамдығына дейін дәл реттей алады, бұл шөгінділердің пайда болуын да, шамадан тыс абразияны да тиімді түрде азайтады. Жоғары құнды механикалық жабдықтар үшін істен шығулар арасындағы орташа уақыттың (MTBF) ұзаруы және бір оқиғалы компоненттердің істен шығуының алдын алу тығыздық өлшегіштерінің өздеріне салынған капиталдық инвестициядан айтарлықтай асып түседі.
Іске асыру стратегиясы және ең жақсы тәжірибелер
Іске асыру жоспарын сәтті жүзеге асыру үшін коррозия мен абразияның кең таралған өнеркәсіптік мәселелерін шешуге бағытталған мұқият іріктеу, орнату және калибрлеу процедуралары қажет.
Іріктеу әдістемесі: Денситометр технологиясын суспензия сипаттамаларына сәйкестендіру
Таңдау әдіснамасы шламның сипаттамаларының ауырлығын (коррозия, бөлшектердің өлшемі, тұтқырлық, температура) құжаттау арқылы ресми түрде негізделуі керек. Қалдық желілері сияқты жоғары қатты, жоғары абразивті ағындар үшін таңдау радиометриялық құрылғылар сияқты интрузивті емес, химиялық инертті нұсқаларға басымдық беруі керек. Бұл сенсорлардың жоғары деңгейлі интрузивті құрылғыларға қарағанда көрсетілген қателік диапазоны сәл үлкенірек болуы мүмкін болса да, олардың ұзақ мерзімді сенімділігі және ортаның физикалық қасиеттерінен тәуелсіздігі өте маңызды. Жоғары қышқылды қималар үшін суланған компоненттер үшін стандартты 316 SS орнына никель қорытпалары сияқты мамандандырылған материалдарды көрсету қатты эрозияға төзімділікті қамтамасыз етеді және пайдалану мерзімін айтарлықтай ұзартады.
Орнатудың ең жақсы тәжірибелері: агрессивті ортада дәлдік пен ұзақ мерзімділікті қамтамасыз ету
Сигналдың бұзылуын болдырмау және құралдың ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін дұрыс механикалық және электрлік орнату процедуралары өте маңызды. Ылғалданған сенсорлар толық батыруды қамтамасыз ететін және ауаның тұрып қалуын болдырмайтын құбыр бөліктеріне орнатылуы керек. Тұтқыр немесе шөгіндіге бейім сұйықтықтарды қамтитын қолданбалар үшін орнату нұсқауларында тұнбаның немесе сенсор элементінің айналасында біркелкі емес тығыздық профильдерінің пайда болуының алдын алу үшін бак фланецтері немесе тігінен бағытталған құбырлар ұсынылады. Электрлік тұрғыдан дұрыс оқшаулау міндетті: денситометр корпусы тиімді түрде жерге тұйықталуы керек және үлкен қозғалтқыштар немесе айнымалы жиіліктегі жетек сияқты жоғары қуатты жабдықтардың электромагниттік кедергілерін азайту үшін экрандалған электр желілері пайдаланылуы керек. Сонымен қатар, ылғалдың енуіне және кейіннен тізбектің істен шығуына жол бермеу үшін кез келген техникалық қызмет көрсетуден кейін электр бөлімінің тығыздағышы (O-тәрізді сақина) мықтап бекітілуі керек.
Экономикалық бағалау және қаржылық негіздеме
Тығыздықты бақылаудың озық жүйелерін енгізуге мақұлдау алу үшін техникалық пайданы сандық қаржылық көрсеткіштерге мұқият аударатын стратегиялық бағалау жүйесі қажет.
Кеңейтілген тығыздықты бақылаудың экономикалық пайдасын сандық бағалау негізі
Кешенді экономикалық бағалау тікелей шығындарды үнемдеуді де, жанама құндылық факторларын да бағалауы керек. Операциялық шығындарды азайту динамикалық реагенттерді бақылаудан алынған сандық үнемдеуді қамтиды, мысалы, флокулянт тұтынуының құжатталған 9,32%-ға төмендеуі. Энергия тұтынуын үнемдеу сорғы жылдамдығын оңтайландыру және қайта айналым талаптарын азайту нәтижесінде пайда болады. Ең бастысы, жоғары тозуға ұшырайтын компоненттердің (сорғылар, құбырлар) істен шығу арасындағы орташа уақытты (MTBF) ұзартудың экономикалық құндылығы есептелуі керек, бұл тұрақты реологиялық басқару үшін нақты құндылық береді. Кіріс жағынан, құрылым оңтайлы PD және реагенттерді пайдалануды қолдау арқылы қол жеткізілген мыстың қосымша өндірілуін сандық түрде көрсетуі керек.
Тығыздық өзгергіштігінің төмендеуінің жалпы зауыттың пайдалылығына әсері
APC бағалаудың ең соңғы қаржылық көрсеткішімыс гидрометаллургиясытығыздықтың маңызды өлшемдеріндегі процестің өзгергіштігінің (σ) төмендеуі болып табылады. Пайдалылық қажетті операциялық белгіленген нүктеден (дисперсия) ауытқуларға өте сезімтал. Мысалы, тығыздықтың өзгергіштігінің 24%-ға төмендеуіне қол жеткізу тікелей технологиялық терезелердің тарылуына әкеледі. Бұл тұрақтылық зауытқа қауіпсіздікті тоқтатуды немесе басқару циклінің тұрақсыздығын бастамай, қуат шектеулеріне жақын сенімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл операциялық тұрақтылықтың артуы қаржылық тәуекел мен операциялық белгісіздіктің тікелей төмендеуін білдіреді, олар NPV есептеуінде анық бағалануы керек.
3-кесте: Тығыздықты бақылаудың кеңейтілген экономикалық негіздемесінің негізі
| Құндылық драйвері | Пайда механизмі | Өсімдіктер экономикасына әсері (қаржылық метрика) | Бақылау стратегиясының талаптары |
| Реагент тиімділігі | Қышқыл/флокулянтты нақты уақыт режимінде массаға негізделген мөлшерлеу. | Операциялық шығындардың төмендеуі (материалдық шығындарды тікелей үнемдеу, мысалы, флокулянтты 9,32%-ға азайту). | Ағын қатынасын басқару ілмектеріне (MPC) тұрақты тығыздық кері байланысы. |
| Өндіріс өнімділігі | Реакторлардағы оңтайлы PD орнату нүктесін тұрақтандыру. | Кірістің өсуі (мысалы, көмірсутектерді қалпына келтірудің жоғарылауы, массалық тасымалдың тұрақтануы). | Соңғы нүктелерді бақылау үшін тығыздықты/концентрацияны кешенді талдау. |
| Зауыттың қолжетімділігі | Реологиялық қауіпті азайту (бітелу, жоғары айналу моменті). | Операциялық және капиталдық шығындардың азаюы (техникалық қызмет көрсетудің төмендеуі, жоспардан тыс тоқтап қалу уақытының азаюы). | UFD-ден алынған тұтқырлық модельдеріне негізделген сорғы жылдамдығын болжамды басқару. |
| Суды басқару | Қоюлатқыштың ағып кету тығыздығын барынша арттыру. | Операциялық шығындардың төмендеуі (тұщы суға деген сұраныстың төмендеуі, суды қайта өңдеу жылдамдығының жоғарылауы). | Берік, кедергі келтірмейтін тығыздықты өлшеу технологиясын таңдау. |
Қазіргі заманғы тұрақты табыстылық және экологиялық жауапкершілікмыс гидрометаллургиясыоперациялар шаймалау шламдарындағы тығыздықты онлайн өлшеудің сенімділігімен тығыз байланысты.
Вибрациялық немесе Кориолис өлшегіші сияқты интрузивті технологияларды аса жоғары концентрация дәлдігі (мысалы, реагент құрамы) маңызды болатын мамандандырылған, абразивті емес қолданбаларға пайдалануға болады. Лоннметрге хабарласып, тығыздық өлшегішін таңдау бойынша кәсіби ұсыныстар алыңыз.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 29 қыркүйек
