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浅析有色金属湿法冶炼工艺过程中的自动化仪表设计

2021-08-01

中国金属通报 2021年3期
关键词:湿法冶金仪表

李 彦

(重庆赛宝工业研究院,重庆 400010)

当今世界已进入网络时代,只有讯息中心交流和工程技术才能加强推动制造业持续发展。工业自动化仪器的出现进一步提高了生产行动步骤的控制能力。具有各种特性的新仪器也可以完成许多困难的生产和机械加工任务。通过技术上的基础科学研究,仿真仪器及仪表在实际应用中正变得越来越流行,自动化和智能化的持续发展意味着现代工业生产方法可以成功地实现大规模生产和大批量生产目标。生产过程自动化技术仪器在有色金属冶金湿法冶金工程中的实际应用已达到满足产品性能指标要求的安全防护有效途径[1]。

1 相关的一些概述

最早的工业仪表出现在20 世纪30 年代,首先,它们只适用于冶金工程、火力发电厂、石油精炼厂、化学工业等行业。因此,它们通常被称为热工仪器及仪表。气动仪器及仪表出现于一九四零年代,具有统一的压力等级信号和远距离传输基本功能。随着微电子系统集成技术和半自动控制系统的持续发展,气动仪器及仪表的压力等级信号和载流导线出现在20 世纪60 年代末,组合仪表、组合度量仪器和基础仪表相继出现。因此,计算机技术可用于各种数据采集的生产过程自动化技术解决方案。

2 相关仪表选择的类型

2.1 流量仪表检测

流量检测器可以识别被测介质的成分。通过技术上的实际应用,它可以显示参数值数据并为生产提供参考点原始数据。在有色金属冶金湿法冶金工程过程当中,流量检测器将用于结构分析金属成分。如果所用材料中含有腐蚀性和细微性杂质,则流量仪表将使用流量检测器结构分析金属元素成分和最终产品的流量。检测器的选择主要的集中在耐腐蚀性和耐磨性上。

2.2 液位仪表检测仪

在有色金属冶金湿法冶金工程过程当中,物料可能是具有腐蚀性的酸性溶体。许多技术人员会选择一个液位检测器,以非接触方式检测物料。因此,液位检测仪表的选择要求是高腐蚀性物质,液位检测仪表分为超声波扫描液位计和雷达系统液位计。它们具备较强的渗透性和识别性。准备好的所用材料化学成分是非常不可缺少的。技术人员可以充分利用鉴定结果制定具体的生产执行和控制[2]。

3 冶炼过程当中仪表自动化的一些设计

3.1 设计的一些内容

依据有色金属冶金湿法冶金工程行动步骤的实际步骤,需要将生产过程自动化技术仪器的结构设计与行动步骤设计的内容紧密结合起来。通过技术人员的讨论,最终确定了自动仪器的方案设计。在结构设计过程当中,技术人员应特别注意检测液体的遗留pH 值。残余物液体是有色金属冶金湿法冶金工程过程当中的残余水相。为了更好地进一步提高治疗特殊效果,浓硫酸技术人员使用的酸性溶液应固定在0.5~1.2 相互之间,如果浓则为硫酸溶液,应依据pH 范围选择浓度。

3.2 工程自动化设计的一些内容

生产过程自动化技术仪表工业自动化部分的结构设计内容非常至关重要。紧密结合计算机技术和实际应用标准计算出的计算机数据信息,制定了一套工业自动化方案设计,以满足后期金属工业生产的需要。自动控制结构设计应确保自动控制的基本功能,并能够应对生产行业的复杂性用途。

4 湿法冶炼的一些工艺和要求

4.1 湿法冶炼的一些工艺

堆浸铜湿法冶金工程是一种新的铜冶炼工艺技术。尽管堆浸铜湿法冶金工程仅持续发展了几十年,但已占全世界的铜生产量的20%以上,其发展势头越来越好。铜湿法冶金工程行动步骤可分为四个步骤:堆浸,溶剂萃取,反萃取和电解沉积。

4.1.1 工艺堆浸方法

在大气环境中,将硫酸溶液喷入含有金属的岩石堆中以溶解硫酸铜形式的铜。析出物由储罐收集,并由水泵通过储罐输送到澄清罐。自然沉淀后,将渗沥液泵送到提取区。

4.1.2 工艺萃取方法

在堆浸区域中,将有机液体溶剂萃取剂与浸出液混合,并将浸出液中的铜离子转移至有机液体溶液中进行溶剂萃取,然后通过重力进行有机液体分离。有机液体和含铜离子废弃物是目标渗沥液。

4.1.3 工艺反萃方法

清洁包含铜离子的有机相以除去污染物,然后与包含强硫酸的强电解质混合。有机相中的铜离子转移到电解质中。在重力作用下,溶剂萃取区中的有机相可以循环利用和富集,铜电解质也可以进入电极淀积区域[3]。

4.1.4 工艺电解沉积方法

剥离区的电解液被泵送到高级电极淀积槽,高级电极淀积槽中的电解液流入高级电极淀积槽,实现电解电容沉积,从而产生最终的铜,并将萃取的滤渣运至矿山。电沉积后产生的滤渣随后被泵送至剥离槽进行回收再利用。整个项目无废液排放,资源未得到进一步有效充分利用。

图1 工艺点解沉积方法

4.2 相关的一些检测要求

4.2.1 相关的一些萃取检测要求

整个设备的主要工艺流程包括溶剂萃取部分,主要针对稀液,有机相,浸出液,主罐和罐(如硫酸罐,稀油电池),液位积累和浓液流量。化学电源,有机相池等;板式热交换设备,电动贫液罐,电动富液罐,有机相罐进,出口表面温度检测。

4.2.2 相关的一些电积的检测要求

在电极淀积部分中,它主要检测电解沉积作用稀溶液槽和富电解槽的出口量,检测高电解质槽,电解沉积稀溶液槽和电解池,检测富沉淀物收集水平,检测加热器进水和出水。

5 怎样对仪表自动化进行有效选型

5.1 选择仪表检测的一些有效方法

在该项目中,被测介质的成分通常的很复杂,并且包含一定量的颗粒状污染物和腐蚀性杂质。因此,在选择流量仪表时,不仅要仔细考虑其耐腐蚀性,还要仔细考虑其耐磨耗性和耐腐蚀性。然后,考虑到对磨蚀性和低电传导率流体的检测,通常使用涡流流量计和电磁式电磁流量仪表。

5.2 电磁式的电磁流量仪表

电磁感应的第一个原理就是基于这个原理。除了测量普通电传导性液体的流量外,电磁式电磁流量仪表还可以检测液固两相悬浮液,例如木浆纸,矿粉,浆液和高腐蚀性液体。另外,电导率溶解度仪工作可靠,测量精度高,维护价格便宜,易于配备。在钢铁行业,冶金工程和其他行业中,它通常是检测水蒸气体积流量的首选。选择电磁式电磁流量仪表时,应注意以下问题:首先,选择电磁流量仪表型号时,需要基于体积流率和管道直径。如果介于低成本或低流量介质相互之间,则可以选择减速器以放慢速度,这样可以最大限度确保测量精确度,减速器的中心锥角不应超过15°,并且中心锥越小角度越好。选择内部和电极所用材料时,需要基于测量介质的电化学腐蚀。例如,在检测渗沥液的流量时,由于酸溶液在一定程度上具备腐蚀性,因此抉择PTFE 作为衬里材料,选择Hastelloy 作为电极所用材料。

5.3 涡街流量型的仪表

涡街流量计选型的理论基点或基础是卡尔曼涡街数学理论。作为一般流量仪表,涡街流量计的检测信息是流体平均速度与流体涡街相对频率相互之间的函数关系。它持续发展迅速,并得到绝对多数用户的高度认可。它已成为检测低电传导率流体的不可或缺工具。选择涡街流量计选型时,需要对其进行校准。首先需要进行校准依据流量和工艺管道的直径决定涡街流量计选型的标准型。

6 结束语

针对工业发展现状,有关部门要大力开展设备创新设计,购置满足需要的自动化设备,充分利用自动化设备对工业加工过程进行监控和调整,及时发现有关存在的设备故障和工业科学技术实际应用错误,为了提高产量,进一步提高固定设备单位质量和性能指标,以及有色金属冶金湿法冶金工程技术上的实际应用,技术人员认真系统分析了生产过程自动化技术仪器及仪表的现状,总结了更多的实践经验,并将其广泛应用仪器功能设计和自动控制领域[4]。

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