161078. lajstromszámú szabadalom • Eljárás timföldgyári aluminátlúgok fő összetevői (NaOH, Na2CO3 és A1203) koncentrációjának automatikus meghatározására
5 161078 6 zetőképesség, vezetőképességi maximum és fajsúly összefüggése az Na2 O fta (i J szí-, A1 2 0 3 és Na20S2 óda koncentrációkkal: A B Zmax^AH — C + Da (1) X CNa2O kauszt . GNa,.0, + E-F« íu szóda t=(Kj/L- (CNa2 o kauazt . -my+N) I- - QI+P(2) w y = Z CNa2 O kauszt . + — + Y + X CNa2O sződa (3) a ahol az egyenletekben szereplő A, B, C, D, E, F, K, L, M, N, P, Q, Z, W, Y, és X konstansok egy timföldgyáron belül és meghatározott technológiai ponton tekinthetők állandóaknak, mivel számértékük a hőmérséklet mellett a lúg egyéb szennyezéseitől és a technológiai ponton levő NaOH ill. AI2O3 koncentrációtól (ez utóbbi ugyanis a Bayer-körfolyamat során széles koncentrációtartományban változik, pl. lúgsűrítőben 250—350 g/l, kikeverésnél 100—120 g/l mosóvizeknél 5—15 g/l NaOH) függ. Az üzemi lúgok hőmérsékletének megfelelően a méréseket 40 és 90 C° közötti, célszerűen 50 C° hőmérsékleten végezzük. A konstansok számértéke valamennyi befolyásoló tényező hatására is csupán maximálisan 5—7%-kal változik, egy-egy technológiai ponton azonban az egyéb szennyezők koncentrációjának kismértékű változása mellett a NaOH ill. AI2O3 koncentráció ingadozása sem nagy (±20 —30 g/l), így az egyes technológiai pontokon értékük meghatározható, és állandónak tekinthető. Például a nedves őrlés ún. bekeverő sűrűlúgja összetételének meghatározásánál a konstansok számértéke az Ajkai Timföldgyárban: (1) egyenletben: A = 4640, B = 5344, C = 1701,1, D = 90,88, E =. 0,411 és F = 0,017, (2) egyenletben: K = —25, L = 43 570, M = — 212,92, N = 1280,37, Q = 1,106 és P = = 429,4, (3) egyenletben: Z = 1,1766, W = 225, Y = 961,4 és X = 1,116. A konstansok megadott értékeivel és a mért vezetőképességeket mikrosiemensben (,aS), a mért fajsúlyokat g/cm3 -ben behelyettesítve, a keresett koncentrációkat g/l egységekben kapjuk meg. A számítás menete a legáltalánosabb esetben bonyolult, mert az (1), (2) és (3) egyenletek megoldása nyoleadfokú egyenletre vezet. Egyszerűsödik a feladat, ha olyan technológiai ponton végzünk mérést, ahol egyidejűleg nem változik mindhárom komponens koncentrációja, hanem csak kettő vagy egy. Alkalmazási példaként ilyen egyszerűbb esetet mutatunk be: a feltárás utáni zagy lúgfázisa mól viszonyának meghatározását az Ajkai Timföldgyárban 50 C° hőmérsékleten egyetlen vezetőképesség (Xmax) méréssel. Ebben az esetben vezetősképességi maximum (Zma,x) és a mólviszony (GÉ) közötti összefüggés az (1) egyenlet egy-5 szerűsített alakja lesz, mivel a szóda és egyéb szennyezők zavaró hatása nem érvényesül ill. egy konstans taggal vehető figyelembe: 10 15 20 5860 Zmax= h9400, ebből x értékét kifejezve: 5860 9400-fcn« Ha például £max =5302/ J wS, x értéke: 5860 9400 - 5302 = 1,43 Hasonló egyszerű esetekben a keresett érték explicit alakban kifejezhető, a megoldás nem 25 igényel számítógépet ill. a műszer skálája közvetlenül a mért mólviszony értékre hitelesíthető. A legáltalánosabb esetben — ha mindhárom meghatározandó komponens egyszerre változik — az (1), (2) és (3) egyenletek együttes haszná-30 lata. Az egyenletrendszer kifejtése nyolcadfokú egyenletre vezet, amelynek megoldása számítási algoritmus segítségével lehetséges. Ha ezt nem számítógéppel végezzük, a művelet hosszadalmas, mert a keresett gyököt csak közelítéssel le^ 35 het megtalálni, ezért ebben az esetben számítógép alkalmazása célszerű, amely a mért értékekből a keresett koncentrációkat kiszámítja. A találmány szerinti eljárás egy foganatosítási módját a 7. ábra szerinti összeállítás mu-40 tatja be. A mérendő lúg az 1 csővezetékben a 2 folyamatosan hígító berendezésbe kerül (amelynek higítási arányát külső elektromos jellel folyamatosan szabályozzuk), majd a 3 csővezetéken a 4 45 termosztátba jut, amely az 5 vezetéken a 6 vezetőképesség-távadóba befolyó híg hőmérsékletét állandó értékre állítja be. A lúg a rendszerből a 7 csővezetéken távozik. Mivel a 2 hígító berendezés a lúgot folyamatosan hígítja és a 6 vezető tőképességmérőben a lúg hőmérséklete állandó, az 1. ábra szerinti maximális vezetőképesség értéket határozzuk meg, amelyet a 10 számítóegység maximum-érzékelője mér. A mért maximális vezetőképesség értéket a számítóegység tárol-55 ja is. A programadó ezután a 2 hígító berendezést-olyan higítási arányra állítja be, hogy a mérendő aluminátlúg NaOH koncentrációja a szódafüggetlen pont környezetébe essék. A vezetőképességmérő most ennél a koncentrációnál 60 méri a vezetőképességet, és ennek megfelelő villamos, jellel vezérli a 10 számítóegységet. A 9 fajsúlymérő a 8 csővezetéken kapcsolódik a mérendő lúg körébe, a fajsúlymérőn átáramló lúg a 14 csővezetéken távozik. A vezetőképesség 65 mérésekkel egyidőben a fajsúlymérő is folyama-3
