186772. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ioncserés hidrometallurgiai folyamatokban a zagyok szilárdanyag tartalmának, gyantaszintjének továbbá adott esetben a gyanta koncentrációjának és/vagy a zaggyal távozó gyanta koncentrációjának meghatározására
1 186.772 2 A találmány tárgya eljárás ioncserés hidrometallurgiai folyamatokban a zagyok szilárdanyag tartalmának, gyantaszintjének, továbbá adott esetben a gyanta koncentrációjának és/vagy a zaggyal távozó gyanta koncentrációjának meghatározásához és adott esetben szabályozásához konduktancia, szuszceptancia és/vagy permittivitás mérése, valamint a rendszer más fizikai jellemzőinek, előnyösen pH-jának, optikai sűrűségének, sugárabszorpciójának és/vagy optikai abszorpciójának meghatározása útjáa Ismeretesek olyan megoldások, amelyek elektrolit alapú zagyok szilárdanyag tartalmának mérésére szolgálnak. Ezek szerint mérik az oldatfázis és a zagy elektromos vezetését, majd hidkapcsolással, vagy más, arányképző kapcsolással két vezetési jel különbségét állítják elő, amely különbség a zagy szilárdanyag tartalmával arányos. Dyen kapcsolást használunk fe a Bayer-rendszerű timföldgyártásban a vörösiszap- zagyok iszaptartalmának mérésére. Másik, ugyancsak ismert megoldás szerint a szuszpenziónáí adott térfogatú vezető közegben az elektromos ellenállás- változás arányával, illetve a feszültségeséssel határozzák meg a szuszpendált anyag mennyiségét, feltételezve azt, hogy a szuszpendált részecskék lényegében egyenletes eloszlásban vannak jelen. Ezen eljárás továbbfejlesztése az a folyamatos mérőmódszer, amely kapacitiv mérőcellával kihasználja a kontaktusnélküli hidkapcsolású reaktanciamérés előnyeit. A kapcsolás azonban — éppen a kapacitiv cella alkalmazása miatt, - csak a frekvenciától függően változó, de önmagában viszonylag szűk koncentráció-tartományban használható. Nagy elektrolit koncentrációjú oldatok estén igen nagy frekvencia (általában 200 MHz fölött) kell a mérést végezni, különben a cella a mérendő közegre nézve érzéketlen lesz. Lényegében hasonló megoldást javasolnak kontaktusos cellával is, amely esetben azonban a dielektrikum jellegű szilárdanyagok mérése nem megoldható, mivel a cella által szolgálatott jel mind a szilárdanyag, mind. az oldatkoncentráció függvényében változik Az ellenállás mérő mérőszakasszal, kilevegőztető felszívózárral ellátott, szilárdanyagú szemcséket számláló készülék egyenáramú segédelektródos megoldással működik: a segédelektródon fellépő feszültségimpulzus révén méri az áthaladt szemcséket. Ez a megoldás kiülepedésre hajlamos, telítettség közelében lévő koncentrációjú oldatoknál a mérő segédelektród elszennyeződése miatt nem megbízható. Nagy savvagy nagy bázis koncentrációja is zavarhatja a mérést. Folyadékokban a szemcsekoncentráció meghatározására mikrohullámú rezonátor alkalmazása is ismert, amely a hitelesítő és a vizsgálandó minta rezonanciafrekvenciájának összehasonlításával, frekvenciakülönbség képzésével határozza meg a szilárdanyag tartalmat. Erős elektrolitok esetében ez az út majdnem Í'árhatatlan, mivel a mikrohullámú technika eísősor>an a dielektrikumok területén használható, kocentrált oldatok és erős elektrolitok esetén az átvezetés veszélye miatt érzéketlenné válik. A rendszer azért is alkalmatlan nagy sűrűségű zagyok vizsgálatára, mert kapilláris mérőszakaszaiban a zagy keverése megoldhatatlan. Folyadékokban lévő, különböző méretű szilárd szemcsék (pL vértestek) számlálására és koncentráció ezen alapuló mérésére a két kapilláris csőszakaszon átáramló zagy szemcséi által előidézett elektromos változást, pl impulzusokat lehet felhasználni Ez a módszer a mérés alapjául hitelesítő zagyot igényei Általánosságban megállapítható, hogy az ismert és felsorolt megoldások szerint olyan elektromos ellenállás, vagy vezetés mérést alkalmaznak amelyeknél a zagy és a referencia oldat egy elektromos paraméterét mérik (pl. hidkapcsolással, vagy segédelektródokkal, stb) és a mért értékek különbsége alapján jelzik ki a zagy szuszpenzió szilárdanyag tartalmát. Az ismert megoldások közös hátránya, hogy csak egy paraméter mérését biztosítják, és így nem adnak információt a szilárdanyag tartalmon kívül az oldat, vagy a szilárd fázis össztételérőL Az elektródos méréstechnika az elektródszennyeződés, a polarizáció, stb, miatt, a kapacitiv elektródmentes technika a szűk alkalmazhatósági tartomány miatt nem megbízható. A mikrohullámú méréstechnika a nagy permittivitású anyagokból képezett többkomponensű zagyoknál a permittivitás zavaró hatása miatt nem ad pontos eredményeket Az ismert megoldások hátránya az is, hogy gyakorlatilag laboratóriumi módszerek (elsősorban a mikrohullámú megoldások). Ipari alkalmazásuk esetén a zavaró komponensek hatását ki kell védeni. Az ismert megoldások hátránya abban is jelentkezik, hogy többkomponensű, kétfázisú (folyadék-szilárd) rendszer esetén az egy paraméteres mérés nem ad specifikus jelet, ami az ipari alkalmazást jelentős mértékben hátráltatja. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz a leírt típusú eljárás tökéletesítése, amely lényegesen jobb hatásfokkal jellemezhető, mint az ismert megoldások. A találmánnyal feladatunk olyan eljárás megvalósítása, amely referencia oldat mentesen, széles elektrolit koncentráció tartományban, tág határok között változó szilárdanyag tartalom mellett is megbízható, reprodukálható eredményeket szolgáltat a zagy koncentráicójára és/vagy a zagyban lévő gyantakoncentrációra vonatkozóaa Feladatunk továbbá a többfázisú rendszer szilárd komponensei által okozott mérési zavarok kiküszöbölése, és ezáltal a mérési pontosság fokozása. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat megoldódik, ha széles elektrolit koncentráció tartományban, referencia oldat nélkül, változó szilárdanyag tartalom esetén is reprodukálható eredményeket szolgáltató eljárást valósítunk meg a zagy koncentrációjának és/vagy a zagyban lévő gyantakoncentrációnak a meghatározásához. A találmány szerint akitűzött feladatot konduktancia, szuszceptancia és/vagy permittivitás mérése, valamint a rendszer más fizikai jellemzőinek, előnyösen pH-jának, optikai sűrűségének sugárabszorpciójának és/vagy optikai abszorpciójának mérése útján olymódon valósítjuk meg, hogy az ioncserélőt tartalmazó tartály egy, vagy több, célszerűen legalább három különböző helyén, de legalább a felső részén elhelyezett mérőfejjel (mérőfejekkel) ismert módon mérjük az ioncserélőt tartamazó gyantás zagy permittivitását, vagy komplex elektromos vezetését, majd előnyösen kombinált oszcillometriás mérőfejjel ellátott érzékelőben elektromosan különválasztjuk a konduktancia és szuszceptancia villamos jeleit, a jelek segítségével meghatározzuk a gyanta szintjét, szükség szerint esetenként villamosán szimulálva a gyanta permlttivitását, és a rendszer két eltérő pontján, melyekből legalább az egyik a zagy- bevezető 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
