181190. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés timföldgyári lúg- és zagybeallítás önműködő folyamatvezérlésére
3 181190 4 Feltárási mólviszonynak (aF) nevezzük a szabályozott rendszer végén kilépő - a példaként mutatott folyamat esetén a feltárósorból kilépő - zagynál mérhető mólviszonyt, mely viszonyszám lehet mért pillanatértékek hányadosa, vagyis mért feltárási mólviszony (aF>M) vagy a technológiai előírás szerinti, névleges feltárási mólviszony (aF E). Beállítási mólviszonynak (aB) nevezzük az ún. beállított zagynál - a példaként mutatott folyamat esetén a zagytartályból kilépő és a deszilikáló tartálysor felé haladó zagynál - mérhető mólviszonyt, mely viszonyszám ismét lehet mért pillanatértékek hányadosa (<*b,m) vagy a technológiai előírás szerinti (adott esetben további szabályozó hurok révén pontosított) névleges beállítási mólviszony (öb.e)A lúg mólviszonyának nevezzük a szabályozó rendszer bemenetéről a lúgtartályba szállított - a példaként mutatott folyamat esetén a lúgbeállító tartályból a homogenizáló célt szolgáló lúgtartályba betáplált — lúg mólviszonyát, mely szintén lehet mért, illetve előírt névleges érték. Mindhárom paraméternél a mólviszony fogalmán a mindenkori közegben jelenlevő két alkotó, egyfelől az ún. kausztikus nátrium-oxid tartalom, másfelől az alumínium-oxid tartalom hányadosát értjük, ahol a kausztikus nátrium-oxid fogalmán a közegben levő eredő nátrium-oxid mennyiséget, vagyis az alumínium-oxiddal kötött nátrium-oxid mennyiségének és az alumínium-oxiddal nem kötött (szabad) nátrium-oxid mennyiségének összegét értjük. A feltárási mólviszony (aF) és a lúg mól viszony a folyadékfázisban levő közegben mérhető arányt fejez ki, míg a beállítási mólviszony (aB) olyan technológiai lépésben meghatározott arány, mely lépés idején a nátrium-oxidot és az alumínium-oxidot magában foglaló közeg kétfázisú, részben folyékony, részben szilárd fázisú. Mindhárom esetben a mólviszony matematikailag egyfelől a kausztikus nátrium-oxid, másfelől az alumínium-oxid mennyiségének hányadosaként fejezhető ki. A „feltárási nátronfajlagos” olyan általunk választott paraméter, mely a találmány továbbfejlesztett változatánál a második szabályozó hurok révén elérni kívánt állapot névleges állapotjellemzője, s mely az egységnyi bauxithoz adagolt lúgmennyiség feltáróképességét fejezi ki. Ennek a paraméternek a pontosabb jelentését, a képletét és a dimenzióját a találmány részletesebb ismertetése során magyarázzuk. A szabályozó lánc holtidején e leírásban azt az időt értjük, mely eltelik, amíg a valamely tQ időpontban a rendszer bemeneténél munkába vett közeg a szabályozott rendszeren végighalad, majd a szabályozott rendszer utolsó lépcsőjéből kilépve módot ad a feldolgozás eredményeként kialakult feltárási mólviszony (qíFjm) meghatározására és a szabályozási folyamatot módosító beavatkozó jelnek a tm időpontban való kiadására, vagyis a tm-tQ időtartamot. A továbbiakban részletesebben ismertetett példakénti hatáslánc természetesen csak egy kitüntetett lehetőség; a rendszer kialakítható kisebb számítástechnikai kiszolgálással (bár ez általában nem kedvező), s továbbfejlesztésként kialakítható olyan hatáslánc is, melynél a számítógéppel végeztetjük valamennyi adatfeldolgozási műveletet, azokat is, melyek a mutatott hatásláncnál még elkülönülten végzendők. A találmány részletesebb ismertetésére szolgáló ábrák közül az 1. ábra a feltárási mólviszony (aF) karakterisztikáját, a 2. ábra a zagysűrűség karakterisztikáját mutatja (mindkettő abszcisszája az időtengely) a 3. ábra a technológiai lánc példaképpeni kiviteli alakját, a 4. ábra a kéthurkos szabályozó lánc vázlatát mutatja. A timföldgyári lúg- és zagybeállítás a timföldgyártás menetét és minőségét döntő mértékben meghatározza. A lúgbeállító üzemrész feladata a bauxitot feltáró lúg előkészítése, minőségének a stabilizálása. A zagyelőkészítő üzemrészben a timföldgyártás nyersanyagául szolgáló bauxitot megfelelő arányban összekeverik a feltárólúggal. A bauxitlúg zagyot a deszilikálás után hazánkban 210-240 °C-on autoklávokban feltárják, s eközben a bauxit Al2 03-tartalma a lúgos folyadékfázisba kerül. A timföldgyártás üzemvitele és gazdaságossága szempontjából az egyik legfontosabb feladat a feltárás során kapott zagy folyadékfázisának a megfelelő minőségben való előállítása. A feltárás során nyert lúgot A1203 és Na20 koncentrációjának, illetve ezek arányának megadásával jellemezhetjük. A feltárásban előállított oldat kausztikus Na2 O-tartalmának, illetve Al2 03 -tartalmának arányát feltárás utáni (továbbiakban: feltárási) mólviszonynak nevezik: A feltárási mólviszony (aF) állandó értéken tartása lúg- és zagy beállítási probléma. A szakirodalom részletesen foglalkozik a lúg- és zagybeállítás kérdésével. A 170 759 számú magyar szabadalom szerint mérik a feltárólúg mennyiségét, k • Na2 0 és Al2 03 koncentrációját, valamint a bauxit mennyiségét és neutron aktivációs elemzőkészülékkel az összetételét Si02 és A1203 tartalomra. Egy tapasztalati képlet segítségével kiszámítják a várható aF értéket, amelynek felhasználásával szabályozó jelet képeznek. Sato és munkatársai „Computer System in the Bayer Process” címmel (Symposium of A.I.M.E. Chicago) 1973-ban tartottak előadást, amelyben foglalkoztak a feltárási 01F mól viszony szabályozásával is. Megoldásuk szerint egy központi számítógépbe betáplálták a feltárólúg mólviszonyát, a mért feltárási mól viszonyt (aF), mérték, illetve megfelelő számítógépes algoritmus segítségével szabályozták az egyes malmokba menő lúg és bauxit mennyiségét. Gyakran alkalmaznak olyan módszereket is, amelyeknél a feltárólúg valamely fizikai vagy kémiai jellemzőjét folyamatosan mérik és ennek változása függvényében módosítanak a lúg : bauxit arányon. A feltárólúg szabad Na20 tartalma például közvetlenül kapcsolatba hozható a lúg A1203 feltáróképességével. Az sz.Na2 0 definíció szerint sz • Na2 0=k • Na2 0—Al2 03 mól/m3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
