181190. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés timföldgyári lúg- és zagybeallítás önműködő folyamatvezérlésére
5 181190 6 azaz a feltárólúg Al203-dal le nem kötött részét jelenti. Először Valló számolt be 1972. november 22-én, Budapesten a „Vegyipari és Olajipari konferencia és kiállítás”-on a sz' Na20 mérés sikeres megvalósításáról, amely lehetővé tette a lúgbeállítás automatizálását az Ajkai Timföldgyárban. A zagybeállítást azonban itt is hagyományosan, a laboratóriumi elemzések alapján, táblázatok segítségével végezték. Magyar bauxitok feldolgozása során az őrlés és a feltárás művelete közé be kell illeszteni a zagy ún. deszilikálását, azaz a bauxit Si02 tartalmát jelentő ásványok kémiai összetételének megváltoztatását, nehogy a Si02 tartalom a feltárás során üzemzavart okozzon. E tény miatt a magas Si02 tartalmú bauxitok feldolgozása során a bemutatott eljárások alkalmazása nagy nehézségekbe ütközik. Sato és munkatársainak eljárása már egy visszacsatolásos, de nyitott (off-line) szabályozási kört tartalmaz a feltárási aF mólviszony stabilizálására. A módszert pl. magyar bauxitok feltárása során nem lehet alkalmazni, mert az ehhez szükséges deszilikálási művelet miatt a rendszer átlagos tartózkodási ideje 12-16 órára növekszik és a nagy holtidő gátolja visszacsatolás alkalmazását. Hátrányos továbbá az a körülmény, hogy a feltárási aF mólviszonyt és a lúg mólviszonyát mintavétel után laboratóriumi elemzésekkel határozzák meg. A feltárólúg mólviszonya önmagában egyébként sem jellemző a feltáró képességre, ahhoz figyelembe kell venni a lúg k* Na20 koncentrációját is. A 170759 számú magyar szabadalom szerinti eljárásnak két hátránya is van. Egyrészt a bauxit reprezentatív mintavételét és előírt pontosságú elemzését neutronaktivációs módszerrel nem lehet elérni. Egy olyan üzemben pl., ahol ezt az eljárást alkalmazzák, jelenleg fiktív bauxitösszetétellel számolnak. Másrészt problémát jelent a 170759 számú magyar szabadalom szerinti rendszer alkalmazásánál az eljárás tisztán előretartó jellege. Az ilyen rendszereknél feltétlenül figyelembe kell venni a tartálysorok dinamikus viselkedését, hogy a különböző időben és helyen mért adatok alapján helyes következtetéseket vonhassunk le. Találmányunkkal célunk olyan rendszer létrehozása a lúg- és zagy beállítás irányítására, amely kiküszöböli a bauxit mintavételnél és elemzésnél jelenleg fennálló, s a technika jelenlegi állása szerint gyakorlatilag teljesíthetetlen követelményeket, a bauxit feltáródása során lejátszódó sztohasztikus folyamatok zavaró hatását és a deszilikálás miatti nagy holtidőt. Ezt a célt úgy érjük el, hogy alárendelt szabályozást is alkalmazunk, a szabályozási lánc tehát kéthurkos kaszkád szabályozó áramkör. A lúgbeállítás végrehajtását vezérlő beavatkozó jelet a fő szabályozó hurok (továbbiakban: második szabályozó hurok) szolgáltatja, a fő szabályozó hurokban alkalmazott alapjelként pedig a technológiai előírás szerinti valamely állapotjellemzőt alkalmazzuk, mely alapjelet a segéd szabályozó hurok (továbbiakban: első szabályozó hurok) kimenőjele már pontosított a szabályozott rendszer végén kilépő zagynál mért tényleges feltárási mólviszonynak («f.m) a technológiai előírás szerinti névleges feltárási mólviszonnyal (®f,e) való összehasonlítása alapján. A találmány szerinti eljárás foganatosításának kézenfekvő módja, hogy a második szabályozó hurok vezetőjele a már beállított és előfeltáródott zagynál mért beállítási mólviszony (ctb.m) alapjele pedig a technológiai előírás szerinti, pontosított névleges beállítási mólviszony («b.e). mikoris a szabályozásban figyelembe vett állapotjellemzőket közvetlenül reprezentálják az összehasonlított jelek. Első kísérleteink azt mutatták, hogy ez a kézenfekvő változat járható út. A gyakorlatban azonban a pillanatnyi beállítási mólviszony (aB,m)> mindenkori megbízható meghatározása körülményes. Ezért eljárásunk továbbfejlesztett változata szerint a második szabályozó huroknál könnyebbé és pontosabbá, megbízhatóbbá tesszük a jelfeltárást és jelfeldolgozást oly módon, hogy a második szabályozó hurok vezetőjelét a zagytartály felől továbbhaladó zagynál mért sűrűség értékéből származtatjuk le, s az így kapott vezetőjellel alapjelként a már említett FN „feltárási nátronfajlagos”-nak az első szabályozó hurok révén pontosított értékét sűrűség-értékként reprezentáló jellel hasonlítjuk össze. A továbbiakban találmányunkat részletesebben az utóbb említett, előnyös foganatosítási módnak megfelelően ismertetjük, anélkül, hogy találmányunkat arra korlátoznánk. A következő megfontolásokból indulunk ki:- A feltárt zagy folyadékfázisának mólviszonyát, a feltárási mólviszonyt (aF) legnagyobb mértékben az egységnyi (pl. 1 t) bauxithoz adagolt lúg feltáróképessége befolyásolja, azaz a sz • Na2 O x A szorzattal jellemezhető ún. FN feltárási nátronfajlagos, ahol az A tényező a lúg : buxit arányt jelenti a zagybeállítás során (m3 lúg/t bauxit). Az FN feltárási nátronfajlagos mértékegysége kg Na20/t bauxit. Az FN feltárási nátronfajlagos meghatározott értéken való tartása stabilizálja a feltárási mólviszony (aF) értéket. Az 1. ábrán mutatjuk az 1. számú ajkai timföldgyárban mért feltárási mól viszonyt (aFjM) és az FN feltárási nátronfajlagos értéke alapján várható, számított feltárási mólviszonyt (aF Sz), melyek korrelációs együtthatója: ia = 0,821 A bauxit összetételének ingadozása két különböző frekvenciájú változásból tevődik össze. A nagyobb frekvenciájú ingadozás sztohasztikus jellegű, s ezt a technológiai rendszer kiszűri. A kis frekvenciájú ingadozás azzal függ össze, hogy a bánya által szállított bauxit összetételében időszakosan jelentősebben megváltozik néhány főbb összetevő aránya (pl. A1203 és CaO tartalom, kristálytani összetétel). Ennek a hatása általában hosszabb távon érvényesül, s a zavarás végigvonul a rendszeren. Ezt szabályozási tevékenységgel lehet kompenzálni a várható és a ténylegesen mért feltárási mólviszony (aF) értékek összehasonlítása alapján.- Az a körülmény, hogy a feltárólúgot valóban az FN feltárási nátronfajlagos érték stabilitási követelményének megfelelően adagoltuk-e a bauxithoz, eldönthető a már beállított zagy sűrűségmérésével. Ezen mérés alapján a szabályozó rendszer képes kivédeni a lúgmennyiséget mérő műszer, a bauxit mennyiségét mérő szalagmérleg, valamint a lúg : 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
