CN109827644A - 连续酸解预混酸矿的计量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钛白生产领域，针对连续酸解预混酸矿的计量系统的校准准确性差的问题，提出了一种连续酸解预混酸矿的计量方法，包括：输入阀门初始状态为打开，外部的浓硫酸储存罐内的浓硫酸经输入管道流入计量槽；当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后，发送溢流通知给控制模块；控制模块控制输入阀门关闭并控制传送阀门打开，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量；判断预混槽称重系统发送的检测出的浓硫酸质量与浓硫酸实际质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统根据差值来进行校准。通过预设标定液位保证浓硫酸加量的稳定来校准现有的预混槽称重系统，减少了人工量空高带来的误差，适用于计量系统的校准。

Description

连续酸解预混酸矿的计量系统及方法

技术领域

本发明涉及钛白生产领域，特别涉及一种连续酸解预混酸矿的计量系统及方法。

背景技术

酸解是硫酸法钛白生产的重要工序之一，酸解工艺有间歇酸解和连续酸解工艺两种。相比间歇酸解工艺，连续酸解由于生产效率高、环境污染小而受到青睐，近年来新建的钛白粉生产线多用连续酸解工艺。连续酸解工艺是将浓硫酸和矿按一定比例混合后，将矿浆与引发液(水或废酸)按一定比例连续加入到连续酸解反应器中进行酸解反应，反应效果由酸矿比例、反应酸浓度及反应时间等决定。目前连续酸解预混的酸矿的计量采用预混槽称重系统的称重方式，先称投入的浓硫酸的质量，然后放入矿粉再称矿粉和浓硫酸在一起形成的酸矿的重量，该称重系统误差较大，投入浓硫酸了之后现场采用人工量空高的方式来校对预混槽称重系统是否正常，其误差非常大，经常量空高得到的计算值和称重系统得到的值相差几百公斤，从而导致反应酸矿比误差大，最终导致反应酸解率、钛液F值波动大，从而影响后续工序的正常进行，再者由于现场空间狭窄、光线差、粉尘较大等原因，量空高的方式增加了职工的劳动强度，具有较大的危险性，也就是说，现有采用人工量空高的方式来校准预混槽称重系统的准确性较差且存在较大的危险性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有连续酸解预混酸矿的计量系统的校准准确性差的问题，提出一种连续酸解预混酸矿的计量系统及方法。

本发明解决上述技术问题，采用的技术方案是：

连续酸解预混酸矿的计量系统，包括预混槽和用于获得预混槽内浓硫酸称重质量的预混槽称重系统，还包括控制模块、输入管道、输入阀门、溢流管道、传送管道、传送阀门、溢流传感器和计量槽；计量槽经输入管道连通外部的浓硫酸储存罐，输入管道上设置有与控制模块电性连接的输入阀门，计量槽侧面的预设标定液位对应的高度处设置有溢流管道，计量槽的底部经传送管道连通预混槽，传送管道上设置有与控制模块电性连接的传送阀门；

溢流传感器用于检测溢流管道内是否有液体；

控制模块用于当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后控制输入阀门关闭且控制传送阀门打开，还用于根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量，接收预混槽称重系统的检测出的浓硫酸称重质量，判断所述浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知所述预混槽称重系统根据所述差值来进行校准。

进一步的，还包括计量槽液体传感器，计量槽液体传感器用于检测计量槽内是否有液体，当检测到计量槽内没有液体后通知控制模块来控制传送阀门关闭并通知预混槽称重系统开始检测预混槽内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量。

进一步的，所述控制模块还用于根据预设的反应酸矿比和所述浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉质量。

进一步的，当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽，所述预混槽用于搅拌所述矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。

优选的，所述溢流传感器为压力传感器或液位传感器；和/或，所述溢流管道的出口下方设置有溢流硫酸储槽。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种应用于上述连续酸解预混酸矿的计量系统的方法，包括：

A、输入阀门初始状态为打开，外部的浓硫酸储存罐内的浓硫酸经输入管道流入计量槽；

B、当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后，发送溢流通知给控制模块；

C、控制模块控制输入阀门关闭并控制传送阀门打开，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量；

D、判断预混槽称重系统发送的检测出的浓硫酸质量与所述浓硫酸实际质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知所述预混槽称重系统根据所述差值来进行校准。

进一步的，所述步骤D之前还包括：

采用计量槽液体传感器检测计量槽内是否有液体，当检测到计量槽内没有液体后通知控制模块和预混槽称重系统；

控制模块控制传送阀门关闭；预混槽称重系统检测预混槽内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量，将浓硫酸称重质量发送给控制模块。

进一步的，所述控制模块还用于根据预设的反应酸矿比和所述浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉的质量。

进一步的，所述步骤D之后，还包括：

当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽，预混槽搅拌所述矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。

优选的，所述溢流传感器为压力传感器或液位传感器；和/或，所述溢流管道的出口下方设置有溢流硫酸储槽。

本发明的有益效果是：

当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后，代表计量槽内的浓硫酸已达到预设标定液位对应的高度处，此时控制模块控制输入阀门关闭且控制传送阀门打开，使得浓硫酸的输入管道堵住，计量槽的浓硫酸经传送管道到达预混槽，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算得到浓硫酸实际质量，当接收到预混槽称重系统的检测出的浓硫酸称重质量后，判断浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统根据差值来进行校准。也就是说，本发明通过预设标定液位保证浓硫酸加量的稳定，通过稳定的浓硫酸加量来校准现有的预混槽称重系统，减少了人工量空高的方式带来的误差。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明又一实施例的结构示意图；

其中，1为输入管道，2为输入阀门，3为溢流管道，4为计量槽，5为传送阀门，6为传送管道，7为预混槽，8为预混槽称重系统，9为溢流硫酸储槽，10为矿粉管道，11为溢流阀门。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及如下实施例对本发明进行进一步详细说明。

连续酸解预混酸矿的计量系统，包括预混槽和用于获得预混槽内浓硫酸称重质量的预混槽称重系统，还包括控制模块、输入管道、输入阀门、溢流管道、传送管道、传送阀门、溢流传感器和计量槽；计量槽经输入管道连通外部的浓硫酸储存罐，输入管道上设置有与控制模块电性连接的输入阀门，计量槽侧面的预设标定液位对应的高度处设置有溢流管道道，计量槽的底部经传送管道连通预混槽，传送管道上设置有与控制模块电性连接的传送阀门；

溢流传感器用于检测溢流管道内是否有液体；

控制模块用于当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后控制输入阀门关闭且控制传送阀门打开，还用于根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量，接收预混槽称重系统的检测出的浓硫酸称重质量，判断浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统根据差值来进行校准。

其中，输入阀门和传送阀门都可以是具备手动/自动打开和关闭功能的阀门，上述预混槽称重系统的检测浓硫酸称重质量可以是在控制模块控制传送阀门打开预定时间后进行的，该预定时间可以是根据预设标定液位计算预混槽内的浓硫酸的体积和传送阀门的流量来计算获得，也可以是根据多次试验手动获得。上述溢流传感器可为压力传感器或液位传感器，压力传感器用来感知溢流管道承受的压力，液位传感器用来感知溢流管道内液体的液位。

当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后，代表计量槽内的浓硫酸已达到预设标定液位对应的高度处，此时控制模块控制输入阀门关闭且控制传送阀门打开，使得浓硫酸的输入管道堵住，计量槽的浓硫酸经传送管道到达预混槽，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算得到浓硫酸实际质量，当接收到预混槽称重系统的检测出的浓硫酸称重质量后，判断浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统根据差值来进行校准。也就是说，本发明通过预设标定液位保证浓硫酸加量的稳定，通过稳定的加量来校准现有的预混槽称重系统，减少了人工量空高的方式带来的误差，通过校正后的预混槽称重系统来称量加入矿粉后的酸矿质量，保证了酸矿质量计量的准确性。

为了使得操作更为方便快捷，上述计量系统还可包括计量槽液体传感器，计量槽液体传感器用于检测计量槽内是否有液体，当检测到计量槽内没有液体后通知控制模块来控制传送阀门关闭并通知预混槽称重系统开始检测预混槽内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量。其中，计量槽液体传感器采用液位计。

上述控制模块还可用于根据预设的反应酸矿比和浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉的质量。其中，反应酸矿比可以采用控制模块自带的交互单元进行输入，也可以是提前预置固定值，通过显示所需矿粉的质量方便后续矿粉的称重，酸矿的质量即为待添加矿粉的质量加上预混槽内已有浓硫酸的质量，预混槽称重系统同时可以直接按照上述酸矿的质量作为停止添加矿粉的标准。

为了实现预混槽的自动控制，当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽，预混槽用于搅拌矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。

为了防止浓硫酸的浪费及对环境的污染，溢流管道的出口下方设置有溢流硫酸储槽。

应用于上述连续酸解预混酸矿的计量系统的方法，包括：

A、输入阀门初始状态为打开，外部的浓硫酸储存罐内的浓硫酸经输入管道流入计量槽；

B、当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后，发送溢流通知给控制模块；

C、控制模块控制输入阀门关闭并控制传送阀门打开，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量；

D、判断预混槽称重系统发送的检测出的浓硫酸质量与浓硫酸实际质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统根据差值来进行校准。

其中，输入阀门和传送阀门都可以是具备手动/自动打开和关闭功能的阀门，上述预混槽称重系统的检测浓硫酸称重质量可以是在控制模块控制传送阀门打开预定时间后进行的，该预定时间可以是根据预设标定液位计算预混槽内的浓硫酸的体积和传送阀门的流量来计算获得，也可以是根据多次试验手动获得。上述溢流传感器可为压力传感器或液位传感器，压力传感器用来感知溢流管道承受的压力，液位传感器用来感知溢流管道内液体的液位。

当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后，代表计量槽内的浓硫酸已达到预设标定液位对应的高度处，此时控制模块控制输入阀门关闭且控制传送阀门打开，使得浓硫酸的输入管道堵住，计量槽的浓硫酸经传送管道到达预混槽，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算得到浓硫酸实际质量，当接收到预混槽称重系统的检测出的浓硫酸称重质量后，判断浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统根据差值来进行校准。也就是说，本发明通过预设标定液位保证浓硫酸加量的稳定，通过稳定的加量来校准现有的预混槽称重系统，减少了人工量空高的方式带来的误差，通过校正后的预混槽称重系统来称量加入矿粉后的酸矿质量。

为了使得操作更为方便快捷，步骤D之前还包括：

采用计量槽液体传感器检测计量槽内是否有液体，当检测到计量槽内没有液体后通知控制模块和预混槽称重系统；控制模块控制传送阀门关闭；预混槽称重系统检测预混槽内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量，将浓硫酸称重质量发送给控制模块。其中，计量槽液体传感器采用液位计。

控制模块还用于根据预设的反应酸矿比和浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉的质量。其中，反应酸矿比可以采用控制模块自带的交互单元进行输入，也可以是提前预置固定值，通过显示所需矿粉的质量方便后续矿粉的称重，酸矿的质量即为待添加矿粉的质量加上预混槽内已有浓硫酸的质量，预混槽称重系统同时可以直接按照上述酸矿的质量作为停止添加矿粉的标准。

为了实现预混槽的自动控制，步骤D之后，还包括：

当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽，预混槽搅拌矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。

为了防止浓硫酸的浪费及对环境的污染，溢流管道的出口下方设置有溢流硫酸储槽。

实施例1

如图1所示，连续酸解预混酸矿的计量系统包括预混槽7和用于获得预混槽内浓硫酸称重质量的预混槽称重系统8，还包括控制模块、输入管道1、输入阀门2、溢流管道3、传送管道6、传送阀门5、溢流传感器和计量槽4；计量槽4经输入管道1连通外部的浓硫酸储存罐，输入管道1上设置有与控制模块电性连接的输入阀门2，计量槽侧面的预设标定液位对应的高度处设置有溢流管道3，计量槽的底部经传送管道6连通预混槽7，传送管道6上设置有与控制模块电性连接的传送阀门5。

溢流传感器用于检测溢流管道3内是否有液体，溢流管道3的出口下方设置有溢流硫酸储槽9。

控制模块用于当溢流传感器检测到溢流管道3内有液体后控制输入阀门2关闭且控制传送阀门5打开，还用于根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量。

计量系统还包括计量槽液体传感器，计量槽液体传感器用于检测计量槽内是否有液体，当检测到计量槽内没有液体后通知控制模块来控制传送阀门关闭并通知预混槽称重系统开始检测预混槽内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量。

控制模块还用于接收到预混槽称重系统8检测出的浓硫酸称重质量，判断浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统8根据差值来进行校准，使得校正后测试出的浓硫酸称重质量与浓硫酸实际质量之间的差值位于预定阈值范围。至此完成了连续酸解预混酸矿的计量系统的校准。

控制模块还用于根据预设的反应酸矿比和浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉质量。当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，通过矿粉管道10加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽，预混槽用于搅拌矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。至此完成了连续酸解时酸矿的预混。

实施例2

如图2所示，连续酸解预混酸矿的计量系统并不设置溢流硫酸储槽，包括至少两套连续酸解预混酸矿的计量系统，每套连续酸解预混酸矿的计量系统的溢流管道与相邻的连续酸解预混酸矿的计量系统的计量槽相连接，将各自的计量槽互为对方的溢流硫酸储槽来使用，在溢液管道上设置溢流阀门11。图中，以3套连续酸解预混酸矿的计量系统为例进行说明。

其中，每套连续酸解预混酸矿的计量系统都包括预混槽7和用于获得预混槽内浓硫酸称重质量的预混槽称重系统8，还包括控制模块、输入管道1、输入阀门2、溢流管道3、传送管道6、传送阀门5、溢流传感器和计量槽4；计量槽4经输入管道1连通外部的浓硫酸储存罐，输入管道1上设置有与控制模块电性连接的输入阀门2，计量槽侧面的预设标定液位对应的高度处设置有溢流管道3，计量槽的底部经传送管道6连通预混槽7，传送管道6上设置有与控制模块电性连接的传送阀门5。溢流传感器用于检测溢流管道3内是否有液体，溢流管道3上设置有溢流阀门11，溢流管道3的另一端连接相邻的连续酸解预混酸矿的计量系统的计量槽。每个计量槽下端也可设置多个计量槽，相应的传送阀门的开关也可采用手动方式来进行切换。使用过程中保证至少有一个计量槽是空的，那么正在使用的计量槽打硫酸时候，打满后多余的硫酸就溢流到空的计量槽中，这样就不用增加溢流硫酸储槽。下面以一个计量槽下设置一个预混槽且传送阀门等的开关采用电子自动方式来进行举例说明。

假定液体位于预设标定液位是对应的计量槽内液体的体积为V＝3m³，当第一套预混槽生产时，包括如下步骤

S1、输入阀门2初始状态为打开，外部的浓硫酸储存罐内的浓硫酸经输入管道1流入计量槽；

S2、当溢流传感器检测到溢流管道3内有液体后，发送溢流通知给控制模块；

S3、控制模块控制输入阀门2关闭并控制传送阀门5打开，关闭溢流阀门11，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量；控制模块还根据预设的反应酸矿比和浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉的质量；

S4、浓硫酸经传送管道6流入预混槽7，采用计量槽液体传感器检测计量槽4内是否有液体，当检测到计量槽4内没有液体后通知控制模块和预混槽称重系统8；控制模块控制传送阀门5关闭；预混槽称重系统8检测预混槽7内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量，将浓硫酸称重质量发送给控制模块。

其中，计量槽液体传感器采用液位计。上述有没有液体指的液体的液位线小于等于预定阈值一，或者液位的重量小于等于预定阈值二，预定阈值一和预定阈值二可以设置为对应液位传感器等的仪器的最小精度值。

S5、控制模块判断预混槽称重系统3发送的检测出的浓硫酸质量与浓硫酸实际质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知预混槽称重系统8根据差值来进行校准。

S6、当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，即预混槽称重系统8校正后，加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽7，预混槽7搅拌矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。

其中，矿粉质量也采用校正后的预混槽称重系统8称重整个预混槽7内的浓硫酸和矿粉的总体质量减去上述浓硫酸实际质量来获得。反应酸矿比可以采用控制模块自带的交互单元进行输入，也可以是提前预置固定值，通过显示所需矿粉的质量方便后续矿粉的称重，酸矿的质量即为待添加矿粉的质量加上预混槽内已有浓硫酸的质量，预混槽称重系统同时可以直接按照上述酸矿的质量作为停止添加矿粉的标准。

Claims (10)

1.连续酸解预混酸矿的计量系统，包括预混槽和用于获得预混槽内浓硫酸称重质量的预混槽称重系统，其特征在于，还包括控制模块、输入管道、输入阀门、溢流管道、传送管道、传送阀门、溢流传感器和计量槽；计量槽经输入管道连通外部的浓硫酸储存罐，输入管道上设置有与控制模块电性连接的输入阀门，计量槽侧面的预设标定液位对应的高度处设置有溢流管道，计量槽的底部经传送管道连通预混槽，传送管道上设置有与控制模块电性连接的传送阀门；

溢流传感器用于检测溢流管道内是否有液体；

控制模块用于当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后控制输入阀门关闭且控制传送阀门打开，还用于根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量，接收预混槽称重系统检测出的浓硫酸称重质量，判断所述浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知所述预混槽称重系统根据所述差值来进行校准。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括计量槽液体传感器，计量槽液体传感器用于检测计量槽内是否有液体，当检测到计量槽内没有液体后通知控制模块来控制传送阀门关闭并通知预混槽称重系统开始检测预混槽内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述溢流传感器为压力传感器或液位传感器；和/或，所述溢流管道的出口下方设置有溢流硫酸储槽。

4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据预设的反应酸矿比和所述浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉质量。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽，所述预混槽用于搅拌所述矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。

6.应用于权利要求1所述的连续酸解预混酸矿的计量系统的方法，其特征在于，包括：

A、输入阀门初始状态为打开，外部的浓硫酸储存罐内的浓硫酸经输入管道流入计量槽；

B、当溢流传感器检测到溢流管道内有液体后，发送溢流通知给控制模块；

C、控制模块控制输入阀门关闭并控制传送阀门打开，根据预设标定液位和预设的浓硫酸密度计算浓硫酸实际质量；

D、判断预混槽称重系统发送的检测出的浓硫酸质量与所述浓硫酸实际质量的差值是否位于预定阈值范围，如否，则通知所述预混槽称重系统根据所述差值来进行校准。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤D之前还包括：

采用计量槽液体传感器检测计量槽内是否有液体，当检测到计量槽内没有液体后通知控制模块和预混槽称重系统；

控制模块控制传送阀门关闭；预混槽称重系统检测预混槽内浓硫酸的质量，记为浓硫酸称重质量，将浓硫酸称重质量发送给控制模块。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述溢流传感器为压力传感器或液位传感器；和/或，所述溢流管道的出口下方设置有溢流硫酸储槽。

9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述控制模块还用于根据预设的反应酸矿比和所述浓硫酸实际质量计算并显示所需矿粉质量。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤D之后，还包括：

当浓硫酸实际质量和浓硫酸称重质量的差值位于预定阈值范围后，加入所需矿粉质量的矿粉到预混槽，预混槽搅拌所述矿粉和浓硫酸混合预定时长后，将混合酸矿导入外部的预混料储槽。