专利名称：由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色冶金领域，特别是涉及由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置。它可在用水化学方法由铝土矿自动化生产氧化铝时使用。
当前，铝的生产是最重要的冶金部门之一，用于生产铝的原料是氧化铝。
由铝土矿原料制取氧化铝目前最廉价和最普及的方法是水化学方法。
该方法是基于铝酸盐溶液的下述性质，即在提高温度和浓度时处于稳定状态，而在降低浓度和温度时则自发分解。
首先，将含在固态铝土矿中的铝的氧化物，在液态中借助碱溶液转变为铝酸钠(浸出工艺)。
在铝土矿中的有害杂质，主要是氧化硅，也部分地溶于碱溶液。但是，以后氧化硅和铝酸钠反应，形成不能溶解的含水铝代硅酸钠并进入沉淀。在进行随后的处理时，铝酸盐溶液分解，铝的氧化物以氧化铝形态沉淀出来(离解工艺)。
在对铝土矿进行处理时，由于进入含水铝代硅酸钠沉淀而可能造成的损失称做化学损失，而由于在浓集浸出浆液时对所获铝酸盐溶液和沉淀渣分离不良所造成的损失，以及由于在离解过程之前过早分解钼酸盐溶液而使氧化铝析入沉淀中所造成的损失称做机械损失。
为了使损失最小，必须在工艺中将溶液定量，使得它足够用于由铝土矿中浸出氧化铝，并且由铝酸盐溶液中把氧化硅析入沉淀，并获得一定成分的铝酸盐溶液。
由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺过程如下将铝土矿置于粉碎设备中与循环碱溶液一起清洗，并将它们按一定比例混合，该比例取决于矿和碱溶液的成分，所规定的铝酸盐溶液的成分，以及适用于铝土矿的设备的生产率。
获得的浆液通过中间容器连续进入相连的浸出器，在其中被加热以强化将氧化铝转入溶液的过程。然后，液相为铝酸盐溶液的浸出浆液在稀释器中用洗涤水稀释，达到一定的苛性碱浓度，以防止由于铝酸盐溶液过早分解使氧化铝随沉淀渣而造成损失。
对于由铝土矿制取铝酸盐溶液，众所周知已有极为多种多样的自动控制和调节装置。
例如，有一种由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺过程控制装置在有色金属冶金手册中已有叙述(“Проиэводствог
иноэема”，А.А.Атрановский等，1979、303-306页)。
该装置包括按工艺流程连续结合的粉碎器、浸出器和稀释器。在粉碎器中，通过相应的管道供给铝土矿和碱溶液，而在稀释器中由特定的管道通入洗涤水。在供给碱溶液的管路和供给洗涤水管路中装置有相应的操纵机构。
在供给铝土矿和碱溶液的管路中相应设置有铝土矿和碱溶液的流量传感器，其输出端通过控制单元与供给碱溶液管道中的操纵机构相连。
在装置的输出端设置有稀释浆液密度传感器，在该传感器的输出端通过特定的控制单元与供给洗涤水管道的操纵机构相连。
铝土矿和碱溶液以一定比例同时进入粉碎器。通过浸出所获得的浆液进入稀释器。洗涤水与浸出的浆液同时供入稀释器。
来自相应管道的铝土矿和碱溶液流量传感器的信号进入控制单元，在其中计算它们的比例，并且在它与给定值不同的情况下，通过改变供入碱溶液管道中操纵机构位置来改变碱溶液的流量。
来自装置出口的密度传感器的信号进入特定的控制单元，由该单元对它和给定值相比较，在二者不同的情况下，改变洗涤水管道中对操纵机构的信号，使该操纵机构的位置改变，从而改变洗涤水的流量。
上述已知的装置不能使铝酸盐溶液精确地稳定在需要的水平上，因为在控制过程中没有考虑到铝土矿、碱溶液和洗涤水成分的变化。
此外，还已知另一种由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺过程控制装置(Материа
ы Конференции AIME 27 февра
я-I Марта 1984)(USA，P.Mcintosh“Optinum control of Bauxite Charge to high temperature digestion units of QAL”，P27-38)该装置包括按工艺流程连续结合的粉碎器、浸出器和稀释器。
铝土矿和碱溶液由相应管道定量供入粉碎器。
洗涤水由特定的管道供入稀释器。
在装置的出口处设置有稀释浆液成分的测量仪器。在洗涤水管道中设有操纵机构，它通过控制单元与浸出浆液成分的传感器输出端相连。
来自装置出口的成分传感器的信号进入控制单元，在其中该信号与给定值相比较。在稀释浆液的实际成分偏离给定控制单元的情况下，通过改变操纵机构的位置改变进入稀释器的洗涤水流量，并且以此稳定稀释浆液的成分。
但是，该控制装置不能精确地稳定铝酸盐溶液的成分，这是因为成分测量仪器改变的是稀释浆液的成分，而不是它的液相-铝酸盐溶液的成分。
除此之外，在给定的情况下，是按照稀释浆液成分与给定值的偏差进行控制，而在实际条件下，当我们获得这个偏差值时已过去了一段时间，因为稀释器容积大，而校正已经是迟了，即所有时间的控制均为滞后。
下述由铝土矿获得铝酸盐溶液的工艺控制装置最为接近于本申请的装置(Цветные Мета ы，No.9，1978，Москова，Я.С.Баδцскцй等“Автоматический контро ь и управ ение режииом раэδав енця пу ьпы пос е выще ачивания”，页)。粉碎器、浸出器和稀释器按照工艺流程连续地相连接。铝土矿和碱溶液通过相应管道同时定量供入粉碎器。
所获得的浆液在浸出器中被处理。所浸出的浆液被由特定管道通入稀释器的洗涤水稀释。
信号同样是由安装在装置出口处的密度和电导率传感器提供。这些传感器的输出端通过计算和控制单元与操纵机构相连，该操纵机构的输出端则与调节进入稀释器的洗涤水流量并安装在供给洗涤水管道中的操纵机构相连。
铝土矿和碱溶液以一定比例同时进入粉碎器。
然后将所获得的浆液在升温条件下于浸出器中浸出，并在稀释器中用洗涤水稀释，直到铝酸盐溶液中的苛性碱达到一定浓度。
来自装置出口的相应密度和电导率传感器的有关稀释浆液密度和电导率的信号通过计算单元进入控制单元。这些信号间接地表征稀释浆液的成分。在计算单元中计算浆液的成分，并与给定值比较，如果有偏差，控制单元就改变操纵机构上的信号值，从而改变进入稀释器的洗涤水流量，以此来稳定铝酸盐溶液的成分。
但是，已知的由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置在稳定铝酸盐溶液即稀释浆液的液相成分时质量是不够高的。因为测量的是稀释浆液的，而不是其液相的浓度和电导率，所以这样就引起在测定所获铝酸盐溶液成分时具有误差。此外，在稀释时也没有考虑被引入工艺的碱溶液和洗涤水的成分。
本发明正是要建立这样一种由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置，该装置由于设置了附加的有关工艺过程进行的信息通道，从而可望允许大大地稳定工艺过程。
这项任务是这样解决的，由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置，包括按工艺流程连续设置的由相应管道同时通入铝土矿和碱溶液的粉碎器，所获得的铝土矿浆液的浸出器和使用由单独管道通入的洗涤水的浸出浆液的稀释器以及铝酸盐溶液的密度传感器，该传感器的输出端通过计算和控制单元与设置在洗涤水管道中的操纵机构相连，按照本发明，在供给碱溶液的管道中补充设置了碱溶液流量传感器及其密度传感器，这些传感器的输出端通过计算单元与控制单元相连接，并且计算单元的其它输入端与相应的碱溶液的密度和流量定值器相连接。
这就允许更准确地稳定铝酸盐的成分，从而对整个工艺过程的稳定给予影响。
对装置合理地增加了设置在洗涤水管道中的密度传感器，其输出端通过计算单元与控制单元相连，而此计算单元的自由输入端和洗涤水的密度定值器相连。
由于在稀释时间接计算洗涤水的成分，这就保证了铝酸盐溶液成分的良好稳定。
下面通过描述具体的实施例和附图
来解释本专利发明，在附图中简略地绘出了由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置方框图。
本专利发明的装置包括粉碎器1，浸出器2和稀释器3，它们在装置本身中间按工艺流程连续地接合。
通过提供碱溶液的管道4铝土矿和碱溶液进入粉碎器1。通过特定的提供洗涤水的管道5将洗涤水通入稀释器3。在提供洗涤水的管道5中设置操纵机构6。在装置的出口设置密度传感器7。在提供碱溶液的管道4中设置碱溶液流量传感器8及其密度传感器9。此外，在提供洗涤水的管道5中有洗涤水密度传感器10。计算单元11的输入端之一和设在装置出口的密度传感器7的输出端相连接，而另一个则和洗涤水密度传感器10的输出端连接。
供给碱溶液的管道4中的碱溶液密度传感器9和它的流量传感器8的输出端和计算机单元11的另外的输入端相连。
计算单元的其余输入端和对应于碱溶液流量，它的密度和洗涤水密度的定值器12、13、14的输出端相连。计算单元11的输出端还通过控制单元15和通入稀释器3的洗涤水管道5中的操纵机构6相连。
在经过准备，浸出和稀释之后获得的稀释过的浆液应当在液相中含有规定数量的苛性碱。
这就保证了被稀释的浆液在铝酸盐溶液离解之前进行大量连续的加工步骤浓缩、洗涤、过滤、换热。铝酸盐溶液在离解之前的提前分解与苛性碱含量不稳定有关，提前分解会导致氧化铝伴随沉淀渣大量损失，以及使发生在铝酸盐溶液离解工序之前的工序处于困难的状态之下。
总之，使氧化铝的成本提高。
因此，为了由铝土矿原料制得氧化铝的全面生产经济性，十分重要的是铝酸盐溶液应含有一定量的苛性碱。
铝土矿和由特定管道4运送的碱溶液一起进入粉碎器1。所获得的浆液在浸出器2中进行处理。由浸出器2出来的浸出的浆液和管道5中的洗涤水同时进入稀释器3。在装置的出口处，铝酸盐溶液乃是由稀释器3出来的稀释浆液的液相。在铝酸盐溶液中应当含有一定量的苛性碱。
来自密度传感器7的，间接表征稀释浆液成分的信号进入计算单元11。来自碱溶液密度传感器9和它的流量传感器8的信号也进入这一计算单元11。来自碱溶液流量和密度定值器12和13的信号输入到计算单元11的其它输入端上。
计算单元11计算碱溶液流量与给定值的偏差及其密度与给定值的偏差。按照这些偏差并考虑到装置出口处稀释浆液的密度，计算单元11算出为在铝酸盐溶液中保持给定的苛性碱浓度必须改变多少洗涤水的流量。控制单元15接收来自单元11的信号并改变操纵机构6的位置。
相应来自传感器9、10的碱溶液密度和流量信号表征着进入工艺的碱量的变化。在用洗涤水稀释浸出浆液时，这一信息不断地被计算出来，这样就允许在装置出口处准确地稳定铝酸盐溶液中苛性碱的浓度。
此外，在计算单元11的另一个输入端接到来自洗涤水密度传感器10的信号，而在剩下的一个输入端-则是来自洗涤水密度定值器14的信号。
计算单元11将来自密度传感器10的洗涤水密度实际值与来自定值器14的给定值相比较，并通过控制单元15以及借助于对应这一偏差的操纵机构6修正进入稀释器3的洗涤水流量。
洗涤水的密度间接地表征它的成分。因此不断地计算洗涤水成分的变化就可以准确地保证装置出口所获得的铝酸盐溶液的质量。
本专利发明的装置，在获得稀释浆液的情况下，不仅能够按照最终结果-装置出口溶液中苛性碱的含量来调整稀释中洗涤水的流量，而且能计算随洗涤水和碱溶液进入工艺的苛性碱的量，这就保证能获得有关进入工艺的苛性碱量的改变，以及碱溶液和洗涤水成分改变的连续信息。
这就允许较准确地稳定铝酸盐溶液中苛性碱的浓度，减少氧化铝的损失，并最终降低它的成本。
权利要求
1.由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置，包括按工艺流程连续设置的，由相应管道同时通入铝土矿和碱溶液的粉碎器(1)，所获得的铝土矿浆液的浸出器(2)，使用由单独管道(5)通入的洗涤水的浸出浆液的稀释器(3)，以及铝酸盐溶液的密度传感器(7)，该传感器的输出端通过计算单元(11)和控制单元(15)与设置在洗涤水管道(5)中的操纵机构(6)相连，其特征在于在供给碱溶液的管道(4)中设置碱溶液流量传感器(8)及其密度传感器(9)，这些传感器的输出端通过计算单元(11)与控制单元(15)相连接，并且计算单元(11)的其它输入端与相应的碱溶液密度定值器(13)和流量定值器(12)相连接。
2.根据权利要求1的控制装置，其特征在于在洗涤水的管(5)中设置其密度定值器(14)，该定值器的输出端通过计算单元(11)和控制单元(15)相连接，而该计算单元(11)的自由输入端和洗涤水的密度定值器(14)相连接。
全文摘要
由铝土矿制取铝酸盐溶液的工艺控制装置，包括按工艺流程连续设置的，由相应管道同时通入铝土矿和碱溶液的粉碎机(1)，所获得的铝土矿浆液的浸出器(2)，使用由单独管道(5)通入的洗涤水的浸出浆液的稀释器(3)，以及铝酸盐溶液的密度传感器(7)该传感器的输出端通过计算机单元(11)和控制单元(15)与设置在洗涤水管道(5)中的操纵机构(6)相连。装置同时装备了与洗涤水管道(5)中设置的操纵机构(6)相连接的计算单元(11)和控制单元(15)，而在提供碱溶液的管道(4)中装置碱溶液流量传感器(8)及其密度传感器(9)。
文档编号C01F7/08GK1035646SQ88101869
公开日1989年9月20日 申请日期1988年3月10日 优先权日1988年3月10日
发明者亚历山大·瓦西里维奇·博达诺夫, 斯怛尼斯拉夫·维达蒂米诺维奇·博杜, 亚克夫·达夫杜维奇·甘兹伯格, 安娜托利·亚克夫利维奇·埃夫斯朱克夫, 亚里山大·伊万诺维奇·伊瑟夫, 罗博特·杰谢文奇·劳夏因, 娜它利娃·安娜托林维娜·伊戈尼 申请人:全苏铝镁电极工业科学研究设计院