173029. lajstromszámú szabadalom • Rendszer Bayer technológia szerinti timföldgyártás automatikus irányítására
3 173029 4 áramú mosószűréssel csökkentik a timföld szennyező anyagait. Az itt és az előző lépésben visszanyert híglúgot először ülepítőkbe (fehér Dorr) vagy közvetlenül a lepárlókba juttatják besűrítés céljából. Az ülepítőkből a folyadék fázist besűrítés céljából visszavezetik a bepárlóba. A bepárlóban besűrített lúg a feltárólúg részét képezi. A golyósmalmokba jutó feltárólúg több különböző koncentrációjú iúgból tevődik ki (pl. frisslúg, híglúg stb.). A kimosott hidrátot forgókemencékbe adagolják, amelyben fokozatosan 1200 C° körüli hőmérsékletre melegszik, így elveszíti víztartalmát és kristályvizét, gyakorlatilag kohósításra alkalmas alapanyaggá, vagyis timfölddé alakul. A timföldgyártás elsődleges célja, hogy a bauxit alumíniumtartalmát maximális mértékben és gazdaságosan kinyerje. Az eddigiek során komoly előrelépések történtek, elsősorban mennyiségi vonatkozásban, amelyet nem követett párhuzamosan a gazdaságosság. Mindezidáig nem ismert még olyan irányítási rendszer, amely teljes egészében (a technológiai folyamat egészét értjük) magas szinten kézben tartaná, a leggazdaságosabban oldaná meg e komoly technológiai és gazdaságossági problémát. Az átfogó komplex irányításnál nehézséget jelentenek a technológiában fellelhető visszacsatolások és körfolyamatok. A körfolyamatok miatt a technológia egyes részeinek magasszintű irányítása, amennyiben nincs optimális összhangban a gyártás egészével, nem vezet feltétlenül gazdaságos gyártáshoz. így például a körfolyamattól elvontan rutinból meghatározott feltárási mólviszony vagy aluminátlúg mólviszony stb. milliós károkat okozhat. A timföldgyártás gazdaságosságát a felhasznált anyag- és energiaköltségek szabják meg, és ezek az árak, mint befolyásoló tényezők határozzák meg a felhasználásra kerülő energia és anyagmennyiségeket. A mai árakat figyelembe véve a lúgmegtakarítás jelentősebb haszonnal jár, mint a gőzmegtakarítás. A szakirodalomban nagyon sok timföldgyári irányítási rendszerrel találkozunk, de közös vonásuk az, hogy csak a részfeladatok (problémák) megoldására mutatnak rá. 1972. november 21—24. Budapesten hangzott el a Vegyi- és Olajipari Automatizálási Konferencián és Kiállításon dr. Való F. : „Üzemi aluminátlúgok és zagyok automatikus elemzése” c. előadása, amely a zagybeállítás egyik lehetséges megvalósítási változatát mutatja be. Ez az előadás is csak egy gyártási részfolyamatra vonatkozott. Ezen a konferencián hangzott el Barakka I.—Németh B. : „Mosósor műszerezése-automatizálása” c. előadása, amely az ellenáramú tnosó rendszer automatikus irányításával foglalkozott. 1973-ban Nizzában megtartott ICSOBA konferencián kanadai előadásban ugyancsak a zagybeállítás egy lehetséges változatát ismertették. Még sorolhatnánk a hasonló timföldgyári részfeladatokkal foglalkozó külföldi és belföldi közleményeket, előadásokat, amelyek részben megvalósultak vagy megvalósulásra várnak. Ezen előadások közös vonása az volt, hogy a timföldgyártás egészét nem fogták át, ebből fakadóan a végtermék mennyiségi, minőségi és gazdaságossági paramétereinek optimumát csak részben tudják megközelíteni. Célunk a találmánnyal olyan rendszer létrehozása timföldgyártás folyamatos irányítására, amellyel figyelembe vehetjük a timföldgyártásra ható összes lényeges tényezőt és amellyel biztosítani tudjuk a timföldgyártás átfogó automatikus irányítását. A találmánnyal olyan rendszert hozunk létre, amelynek Bayer technológia szerinti timföldgyártás automatikus irányítására, a technológiai folyamathoz tartozó berendezésekhez csatlakoztatott mérő, jelző, vezérlő és szabályozó egységei vannak, és a találmány szerint a mérőegységek legalább egy része közvetlenül vagy alegységen keresztül számítógéphez csatlakozik. Az egyes alegységekben egyrészt szabályozók, másrészt a szabályozók ellenőrző jel bemenetéivel összekötött és a mért, felvett, valamint laboratóriumi adatok alapján a szabályozók részére ellenőrző jelet képező egységek vannak. Ez utóbbi egységeket előnyösen számítóegységek képezik. Az alegységek kimenete a technológiai folyamatot befolyásoló beavatkozó szervvel vagy szervekkel van összekötve. A számítógépnek és az ellenőrző jelet képező egységeknek a felvett és/vagy laboratóriumban meghatározott adatokat fogadó bemenetei vannak, és a szabályozók alapjel bemenetei a számítógép kimeneteivel vannak összekötve, és a számítógépnek a feltárólúg k.Na20 nátronkoncentrációjára és az aluminátlúg k.Na20 nátronkoncentrációjára vonatkozó legalább két alapjel kimenete van. A legalább két alegységnek a feltárólúg k.Na20 nátronkoncentrációjára és az aluminátlúg k. Na20 nátronkoncentrációjára vonatkozó ellenőrző jel bemenete van. A rendszer működtetése során mérőműszerrel, analizátorral és laborelemzéssel meghatározott legfontosabb kémiai és fizikai paramétert, valamint maximálisan hetvennégy felvett kémiai és fizikai tapasztalati adatot számítógépbe juttatunk. A paraméterek száma az alkalmazásra kerülő számító modell függvénye, a példaként ismertetett modellnél a fizikai és kémiai paraméterek száma hatvanhét. A számítógép huszonegy általunk felállított és részben ismert összefüggés alapján, valamint nyolc feltétel betartásával előre kiszámítja azt az öt paramétert, amelyeket mint alapjeleket felhasználunk, és a timföldgyártást úgy befolyásoljuk, hogy a gyártás a leggazdaságosabb legyen. Ezenkívül a számítógépből kijövő ötvenöt különböző mennyiség is a gyártás gazdaságos irányítását és a műszaki elszámolást segíti elő. Az egyenletes üzemvitelt különböző üzemrészekbe beépített hat egymással rendszertechnikailag összefüggő mennyiségszabályozóval biztosítjuk. A továbbiakban ismertetjük a számítógép be- és kimenő jellemzőit. A bemenő kémiai és fizikai paraméterek : Bsi — a bauxit Si02 tartalma % Ba — a bauxit A1203 tartalma % BFe — a bauxit Fe202 tartalma % BXj — a bauxit Ti02 tartalma % Flng — a feltárólúg Na20 koncentráció g/1 Fim — a feltárólúg mólviszonya IAT — a feltárt iszap A1203 tartalma % Alnc — aluminátlúg k .Na2Ö koncentráció g/1 Mkfa — a mosóból távozó iszap folyadékfázisának oldott A1203 tartalma kg/t Mfac — a mosó folyadékfázis A1203 koncentráció g/1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
