CN1055424A - 用于连续控制氧化铝水合物中杂质的比色法 - Google Patents

Abstract

本发明系关于在输送带上传输的，具有不等厚度 的大量产品中的杂质数量的连续控制，被控的杂质与 合适的试剂产生色彩反应。

本发明由三个装置综合而成。

——至少在某一区域内，将皮带上传输的产品的 顶部表面刮平的装置

——向已刮平的产品表面喷撒试剂的装置，使之 与杂质反应而产生色彩

——用比色法确定由试剂而产生的色彩的亮度 的装置

本发明特别适用于在焙烧前控制从Bayer工艺 中得到的氧化铝三水合物的剩余苛性钠含量。

Description

本发明包含一种连续控制位于旋转鼓形过滤器出口处在输送带上传输的氧化铝三水合物Al（OH）₃滤饼的苛性钠含量的方法和设备。更一般地说，这种方法和设备用于连续控制杂质含量，在生产中，该杂质以不规则的团块状态在输送带上传输并对试剂有色彩反应。

在用铝钒土与苛性钠（图1）反应以制备氧化铝的Bayer法中，所得到的铝酸盐溶液从苛性钠的不溶性杂质中分离出来并通过一系列诸如已知的分解器（1）的反应装置。在分解器中通过加放氧化铝水合物，使部分溶液中的铝酸盐以不溶性氧化铝水合物沉淀出来，然后，氧化铝水合物通过旋转过滤器（2）进行过滤，所得到的滤饼（特别是在滤饼空隙的液体中）自然会包含有大量的溶解苛性钠，为了减少苛性钠的含量，该工艺分两步进行：

-将氧化铝水合物滤饼放回到安装有搅拌器的容器（3）的悬浮液中，即放回到来自下面的过滤器（4）的洗涤水中以形成氧化铝乳液。

-这样获得的悬浮液通过鼓形过滤器（4）进行真空过滤，所形成的滤饼在同一过滤器中用热水洗涤，洗涤液通过管道（5）到达容器（3），在那里又被用于将氧化铝水合物置成悬浮状态。

洗涤后在鼓形过滤器（4）中得到的滤饼，从过滤器中移走并落在输送带（6）上被带到焙烧炉中。

由于多种原因，离开滤鼓（4）移向焙烧站的氧化铝水合物的自由苛性钠含量必须低于某一极限，百万分之300，但不必低于百万分之175。可以很容易地随时取来输送带（6）上的试样用滴定法对自由苛性钠含量加以确定。但这是一个相当长的过程：试样必须在一炉中干燥3小时，再用沸腾蒸馏水萃取30分钟，然后在颜色指示剂上或pH计上进行滴定，而现在，在输送带上的氧化铝通过量是每小时几十吨，在取样到得出结果的时间内，可能有相当大吨位的非标准氧化铝被送到焙烧站。为了避免过度离散，将配备有酚酞溶液吸液管的工人布置在靠近输送带处，向在其面前通过的输送带上的氧化铝喷射溶液。他能确定（当然是很粗略地用所得到的红色色调进行估计）产品的苛性钠含量是否有严重的离散现象。

本发明将这种粗糙的，不连续的测定过程转变成一种不含有人工判断因素的可靠的工艺过程，它即使不是连续的，也至少是间隔可调地自动地进行的，该方案由于几种原因是困难的：

第一、在皮带上的产品通过量是极不规律的，事实上，离开滤鼓的氧化铝滤饼是体积不定的不规则的扁坯，皮带上的产品的平均厚度在颇长的变化周期在2到30厘米之间不断变化。这就导致产品上表面与测量色彩亮度的探头之间的距离的变化。

第二、在平均厚度相当一致的区域中，产品的上表面也远远不是一致的及平行于输送带的，产品为不同尺寸与形状的团块形态。

最后，为降低苛性钠含量而建议进行的色彩亮度的测量可能因产品的紧凑性而变化，这将影响测量区中显色剂的弥散。

下面所描述的方法与图2中所示的设备示出了上述问题是如何解决的。

本发明由三个基本装置综合而成：

第一装置是设计用来弄平在皮带上传送的产品的上表面的机械系统，故至少在使用比色法的区域中呈现出基本上平的表面。

第二装置是设计用来喷射显色试剂的喷撒系统，此处是将酚酞溶液喷射到上表面部分上去。

第三装置是比色鉴定系统，它能确定氧化铝的苛性钠含量，可直接测量色彩的绝对亮度也可将其与参考色彩进行比较。

第一装置包括一个臂杆（7），它绕水平轴（8）处于平衡状态，并受下面几个力的作用：刮平装置（9）的重量，可能还有色彩测量系统（17）的重量，以及平衡配重（10）的重量。测量时（后面将看到并非是连续地测量而是有规律的间隔测量）千斤顶11能使刮平装置（9）下行与在皮带上传输的产品相接触。千斤顶的头部不是刚性地固接在臂杆上，而是借助于基本垂直的槽（12）被固定，槽（12）允许臂杆（7）摆动而使刮平装置（9）能随皮带上氧化铝的厚度变化而动。

刮平装置（9）示于图3中，它是塑料制成的半园柱体（13），在它的边缘母线上被固定在机架（15）上的两个小杆（14）所夹持，该半园柱体须具有下列特定性质：

-足够的刚性以压碎表面上的团块，形成基本上平的上表面。

-一定的柔性与可变形性，以便让未被压碎的团块通过。

申请人已发现几毫米厚的聚四氟乙烯塑料板就非常合适。

刮平系统（9）绕其轴（8）摆动，以适应氧化铝床的厚度变化，用配重（10）的位移控制支承力的大小及与之相关的被碾压的氧化铝床的深度。显然，半园柱的长度不需要等于输送带的宽度，只要略大于喷撒系统形成的着色区的直径就足够了。

第二装置则是使用压缩空气或其它任何装置的通常喷液系统（16）。如图所示，它位于刮平系统（9）和比色仪之间。

第三装置，如图2中（17）所示，即可以是连续测量色彩的仪器也可以是彩色摄象机，每一系统各有其特定的优点：

-色彩测量仪能够进行绝对测量，换言之，在每一次测量操作时不必通过测量白色进行分级，另一方面，它必须工作在离氧化铝床的上表面实际不变的距离上，将其固定在支承刮平系统的臂杆上是其优点，这样从结构上使其保持在一个不变的距离上。再者，其购价高于摄象机。

-彩色摄象机具有足够的聚焦深度而不必跟踪床面厚度的长期变量，另一方面，必须时时进行比较测量，比较白色（没有任何附加的显色试剂）与（测量的）色彩。

每一个仪器，当然会与处理信号的电子设备相连，能显示苛性钠含量或用泄放洗涤水到过滤器上的方法进行调节。

图2中所示的测量系统安装在图1中的输送带（6）上。皮带上的氧化铝水合物的通过量近于每小时30吨。

所用的色彩连续测量系统，是由Hunterlab制造的商标为QUAL-PROBE的设备，固定在图2中所示的臂杆（7）上。

一个编程的控制器（未示出）每隔三分钟启动下述操作：

-借助千斤顶（11）使刮平装置（9）与氧化铝床的上部接触。

-喷射酒精中重量百分比为0.2%的酚酞溶液4秒钟，可得到直径为6厘米的粉红色斑。

-在所测表面上聚焦，30厘米直径，测量色彩。

同时，氧化铝水合物试样则被以规则的间隔取样，并注意这些试样与色彩测量结果的一致性。在这些试样中，溶解的苛性钠，以玫红酸作为指示剂，用酸量滴定法予以确定。

图4中示出了任意单位表示的测量仪器响应曲线，它是用试样酸量滴定法所确定的溶解苛性钠数量的函数，以干氧化铝水合物的百万分率表示。须注意这两系列数值间的良好相关性，就工业操作过程而论，偏差不会造成有害的影响。

很明显，上面已经详细描述的连续控制氧化铝水合物的苛性钠含量的方法与设备也可按所述的原则用于以不平的上面进行传送的大量物料所含杂质的控制，用合适的试剂可以给出杂质含量的色彩反应。

Claims (6)

1、一种自动的，可编程的确定传输中的大量产品所含杂的方法，产品在输送带上传送，具有不平的上部表面，杂质可与合适的试剂作用而形成某种有色物，其特征在于包含下列步骤：

--至少在皮带的部分宽度上刮平产品的顶部表面

--向已刮平的部分上喷撒合适的试剂

--测量所得的色彩的亮度

--参照分级曲线，降低产品中所含杂质的数量。

2、一种如权利要求1中所提的方法，其特征在于该方法的四个步骤以规则的时间间隔多次重复，时间间隔可由编程的控制器来调节。

3、一种如权利要求1或2中所提的方法，其特征在于它被用于确定氧化铝水合物中苛性钠的含量，而所用的显色试剂为酚酞。

4、一种自动的、可编种的确定传输中的大量产品所含杂质的设备，产品在输送带上传送，具有不平的上部表面，杂质可加合适的试剂而形成某种有色物，其特征在于包括：

-一个刮平系统，其组成如下：

a）在几个力的作用下绕水平轴（8）呈平衡状态的臂杆（7），这几个力是：刮平装置的重量，可能还有色彩测量系统（17）的重量，以及配重（10）的重量

（b）包括一个由塑料板（13）制成的半园柱的刮平装置（9），半园柱下部的凸出部分与在皮带上传送的产品床面相接触，半园柱体以其边部母线接到与臂杆相连的框架上

（c）一个能使臂杆向下，带动塑料园柱体的下部使之与在皮带上传送的产品接触的千斤顶（11），千斤顶的头部非刚性地连接在臂杆上，以便当刮平装面装置随在皮带上传送的产品的厚度变化而运动时，可使臂杆摆动

-喷撒含有试剂的液体的系统，该试剂与杂质形成有色物

-测量所得的色彩的系统。

5、一种如权利要求4中所提的设备，其特征在于色彩测量系统包括一个固定在臂杆上的色彩测量仪器。

6、一种如权利要求4中所提的设备，其特征在于所述的色彩测量系统是一彩色摄象机。

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