一种钽铌金属生产的自动控制系统及控制方法与流程

本发明属于钽铌生产，具体涉及一种钽铌金属生产的自动控制系统。

背景技术：

1、钽、铌具有熔点高、密度大、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、超导性和高强度等优异性能，是现代尖端电子、航空航天、医疗和军事装备等工业中不可缺少的重要金属原料，很多铌钽产品没有可替代品。随着自动化生产技术越来越成熟，目前，钽铌金属生产线也正在向自动化方向进行调整，但是，由于钽铌生产的工艺特点，即含固量高、浆料粘度大、容易结晶、强腐蚀性等特点，易导致管道堵塞、监测信号不稳定等情况，致使难以实现较高程度的的自动化生产。

2、为实现理想的钽铌自动化生产，钽铌金属生产的自动控制系统需要根据工艺特点进行设计，以避免粘结、堵塞、易腐蚀、数据不准等问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种钽铌金属生产的自动控制系统，是根据钽铌金属的生产工艺进行设计，具有较高的自动化程度，并解决了钽铌金属生产过程中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种钽铌金属生产的自动控制系统，包括分解系统、调酸系统、萃取系统、中和系统、中控系统、自动清理系统；

4、所述分解系统、调酸系统、萃取系统、中和系统每个系统都包括反应槽以及对应的进料管和出料管，进料管和出料管上设有阀门，每个系统还包括用于监测反应槽液位的液位计；

5、分解系统用于完成钽铌矿分解工作，控制进料管阀门打开以向分解槽中按比例加入硫酸和氢氟酸，钽铌矿分解完成后控制出料管阀门打开，将分解得到的矿浆进行压滤，然后输送至调酸工段；

6、调酸系统用于完成调酸工作，控制进料管阀门打开以向分解槽中按比例加入硫酸和氢氟酸，将矿浆酸度调节至目标值，完成后控制出料管阀门打开，将矿浆输送至萃取工段；

7、萃取系统依次包括仲辛醇萃取、酸洗剂萃取、反铌剂萃取、反钽剂萃取工段，在每个萃取工段按比例加入相应的试剂，每个萃取工段得到的有机相输送至下一级萃取工段，通过反铌剂萃取后得到铌液，通过反钽剂萃取剩余的有机相后得到钽液；将铌液和钽液输送至中和工段进行中和；

8、中和系统用于分别对铌液和钽液进行中和，按比例向铌液或坦液加入氨水和纯水，调节浆料至目标ph；

9、所述分解系统、调酸系统、萃取系统、中和系统分别与中控系统通讯连接；所述自动清理系统连接于管路上，用于清洗管路。

10、进一步的，自动控制系统还包括氟钽酸钾生产控制系统，所述氟钽酸钾生产控制系统包括反应釜和冷却结晶槽；所述反应釜和冷却结晶槽中均设有温度传感器，所述温度传感器与中控系统连接。

11、进一步的，所述自动清理系统包括冲洗液进料管、排污管、样液抽取管、浓度仪；

12、所述进料管、排污管、样液抽取管上均设有阀门；

13、所述样液抽取管与浓度仪取样入口连接；所述冲洗液进料管、排污管上的阀门与浓度仪电连接。

14、进一步的，所述液位计采用雷达液位计，所述雷达液位计包括聚偏氟乙烯材质的外壳。

15、进一步的，所述流量计采用双频励磁式电磁流量计，流量计衬里为四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物材质。

16、进一步的，所述分解系统还包括温度传感器，所述液位计监测反应槽液位，将液位数据发送至中控系统，中控系统根据液位控制控制硫酸、氢氟酸进料阀闭的开闭；所述温度传感器监测反应槽温度，将温度数据发送至中控系统，中控系统根据温度数据控制硫酸、氢氟酸进料阀的开闭；

17、所述调酸系统包括硫酸进料管和氢氟酸进料管，还包括温度传感器，温度传感器监测调酸槽温度，根据温度控制阀门的开闭程度，从而控制硫酸和氢氟酸的进料速度；

18、所述中和系统包括纯水进料管、氨水进料管、料液进料管，中控系统按预设比例对各进料管的流量进行控制。

19、进一步的，所述分解系统，当温度传感器监测到反应槽中温度大于90℃时，中控系统控制关闭硫酸、氢氟酸进料阀，温度小于60℃时，中控系统控制打开硫酸、氢氟酸进料阀。

20、进一步的，所述调酸系统，当温度传感器监测到反应槽温度大于90℃时，中控系统控制关闭硫酸、氢氟酸进料阀，温度小于60℃时，中控系统控制打开硫酸、氢氟酸进料阀。

21、进一步的，所述萃取系统还包括有机液储罐，所述有机液储罐中设置液位分层检测仪，液位分层检测仪与中控系统连接；所述储罐底部设有水相出口，侧面设有有机液出口，出口上设有相应的阀门；液位分层检测仪监测到储罐中液体分层后，中控系统控制开启水相出口上的阀门，将水相排出；当水相降低到预设液位后，则控制水相出口上的阀门关闭，停止排水。

22、进一步的，所述萃取系统包括纯水储罐，所述纯水储罐通过纯水进料管与中和系统的反应槽连接，所述纯水储罐中设有温度传感器，并设有加热装置对纯水储罐中的纯水进行加热；温度传感器监测纯水储罐中的水温，加热装置根据纯水储罐中的水温进行加热工作，将水温控制为70-80℃。

23、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

24、本发明自动控制系统中设置了自动清理系统，可以对易堵塞的管道位置自动进行清洗，避免出现堵塞的情况；本发明通过在萃取系统设置有机液储罐和分层检测仪，将萃取所用的有机液进行循环利用，提升了资源利用率，降低了成本。

25、本发明根据工艺特点对设备进行选型，保证了监测数据准确可靠、设备不易腐蚀，使用寿命长。

技术特征：

1.一种钽铌金属生产的自动控制系统，其特征在于，包括分解系统、调酸系统、萃取系统、中和系统、中控系统、自动清理系统；

2.根据权利要求1所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统，其特征在于，还包括氟钽酸钾生产控制系统，所述氟钽酸钾生产控制系统包括反应釜和冷却结晶槽；所述反应釜和冷却结晶槽中均设有温度传感器，所述温度传感器与中控系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统，其特征在于，所述自动清理系统包括冲洗液进料管、排污管、样液抽取管、浓度仪；

4.根据权利要求1所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统，其特征在于，所述液位计采用雷达液位计，所述雷达液位计包括聚偏氟乙烯材质的外壳。

5.根据权利要求1所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统，其特征在于，所述流量计采用双频励磁式电磁流量计，流量计衬里为四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物材质。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述分解系统还包括温度传感器，所述液位计监测反应槽液位，将液位数据发送至中控系统，中控系统根据液位控制阀门；所述温度传感器监测反应槽温度，将温度数据发送至中控系统，中控系统根据温度数据控制硫酸、氢氟酸进料阀的开闭；

7.根据权利要求6所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述分解系统，当温度传感器监测到反应槽中温度大于90℃时，中控系统控制关闭硫酸、氢氟酸进料阀，温度小于60℃时，中控系统控制打开硫酸、氢氟酸进料阀。

8.根据权利要求6所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述调酸系统，当温度传感器监测到反应槽温度大于90℃时，中控系统控制关闭硫酸、氢氟酸进料阀，温度小于60℃时，中控系统控制打开硫酸、氢氟酸进料阀。

9.根据权利要求6所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述萃取系统还包括有机液储罐，所述有机液储罐中设置液位分层检测仪，液位分层检测仪与中控系统连接；所述储罐底部设有水相出口，侧面设有有机液出口，出口上设有相应的阀门；液位分层检测仪监测到储罐中液体分层后，中控系统控制开启水相出口上的阀门，将水相排出；当水相降低到预设液位后，则控制水相出口上的阀门关闭，停止排水。

10.根据权利要求6所述的一种钽铌金属生产的自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述中和系统包括纯水储罐，所述纯水储罐通过纯水进料管与中和系统的反应槽连接，所述纯水储罐中设有温度传感器，并设有加热装置对纯水储罐中的纯水进行加热；温度传感器监测纯水储罐中的水温，加热装置根据纯水储罐中的水温进行加热工作，将水温控制为70-80℃。

技术总结
本发明涉及一种钽铌金属生产的自动控制系统，是根据钽铌金属的生产工艺进行设计，具有较高的自动化程度，并解决了钽铌金属生产过程中的问题。本发明自动控制系统中设置了自动清理系统，可以对易堵塞的管道位置自动进行清洗，避免出现堵塞的情况；本发明通过在萃取系统设置有机液储罐和分层检测仪，将萃取所用的有机液进行循环利用，提升了资源利用率，降低了成本。同时根据工艺特点对自动控制系统的设备进行选型，保证了监测数据准确可靠、设备不易腐蚀，使用寿命长。

技术研发人员：罗彦舟,吴建波,张江丹,吴响亮,万里红,郭贤萍
受保护的技术使用者：江西三石有色金属有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12