CS226152B2

CS226152B2 - Method of and apparatus for automatic and continuous insection of changes of free sodium oxide and/or aluminaconcentrations in liquid phase of alkaline solvents and sludges,especially aluminate lyes and sludges

Info

Publication number: CS226152B2
Application number: CS85072A
Authority: CS
Inventors: Ernoe Dr Pungor; Bela Dr Ing Toth; Ferenc Ing Vallo
Original assignee: Ernoe Dr Pungor
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1972-02-10
Publication date: 1984-03-19

Description

(54) Způsob automatického a kontinuálního sledování zmán koncentrace volného Na₂O a/nebo AI₂O₃ v kapalné fázi alkalických roztoků a kalů, zejména hlinitanových louhů a kalů, a zařízení k provádění tohoto způsobu(54) A method for automatic and continuous monitoring of changes in the concentration of free Na ₂ O and / or Al ₂ O ₃ in the liquid phase of alkaline solutions and sludges, in particular aluminous caustic soda and sludge, and apparatus for carrying out the method

Vynález se týká způsobu automatického a kontinuálního sledování změn koncentrace volného NagO a/nebo AlgO^ v kapalné fázi alkalických roztoků a kalů, zejména hlinitanových louhů a kalů, a zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a process for the automatic and continuous monitoring of changes in the concentration of free NagO and / or AlgO4 in the liquid phase of alkaline solutions and sludges, in particular aluminous lyes and sludges, and to an apparatus for carrying out the process.

Sledování zmén koncentrace uvedeného druhu dosud známým způsobem, tj. frakcionovanou analýzou vzorků v analytických laboratořích, je obtížné a zdlouhavé. Z tohoto důvodu je zásah do procesu na základě zjištěných výsledků možno provést až se zpožděním, což je nevýhodné. Uvedený týp stanovení neumožňuje přirozeně žádnou automatickou regulací uvedených koncentrací, což má za následek vážný hospodářský dopad.It is difficult and time-consuming to observe changes in the concentration of said species in a manner known per se, i.e. by fractional analysis of samples in analytical laboratories. For this reason, the intervention in the process can only be delayed based on the results obtained, which is disadvantageous. This type of determination does not, of course, allow any automatic regulation of these concentrations, which has a serious economic impact.

Nové potenciometrické analytické metody umožňují vývoj automatických analyzátorů, které poskytují ve srovnání s dřívějšími způsoby vzhledem k automatickému odběru vzorků a okamžité analýze značně rychlejší informaci o, potřebě zásahu do procesu. Tato zařízení, která poskytuji analytické údaje o kaustifikovaném NsgO v přítomném systému a o celkovém NagO a AlgOj přítomných v tomto systému, jsou jednak velmi drahá a jednek nepracují plynule, takže jejich zapojení do regulačního obvodu je. příliš komplikované. Kromě toho je u známých způsobů požadováno měření měrné hmotnosti při přesném nastavení teploty a z naměřených parametrů lze teprve pomocí komplikovaných výpočtů odvodit koncentrace.New potentiometric analytical methods allow the development of automated analyzers, which provide considerably faster information on the need for process intervention compared to previous methods due to automatic sampling and immediate analysis. These devices, which provide analytical data about the causticized NsgO in the present system and the total NagO and AlgOj present in the system, are both very expensive and do not operate smoothly, so their connection to the control circuit is. too complicated. In addition, in the known methods, specific gravity measurements are required at a precise temperature setting, and only complicated calculations can be used to derive concentrations.

Jednoduché způsoby měření vypracované na základě uvedených skutečností umožňovaly pouze přibližné měření a vzhledem k induktivnímu měření vodivosti bylo zjištěno, že jsou pro měření složení uvedených kalů nevhodné.Simple measurement methods based on the above mentioned facts allowed only approximate measurements and were found to be unsuitable for measuring the composition of the sludges due to inductive conductivity measurements.

Úkolem vynálezu je stanovit při analýze hlinitanových louhů, kalů nebo roztoků podobného složení nejdůležitější Veličiny, tj. koncentraci volného NagO a AlgOj, ⁸ to dokonce 226152 ve srovnání s automatickými analytickými systémy neporovnatelné rychleji, a vysokou přesností, kontinuálně při provozních podmínkách a současně se značně nižěími materiálními náklady.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to determine the most important variables in the analysis of aluminous lyes, sludge or solutions of similar composition, i.e. the concentration of free NagO and AlgOj, ⁸ to 226152 compared to automated analytical systems incomparably faster and high accuracy. lower material costs.

Výěe uvedené nevýhody neexistuji u způsobu automatického a kontinuálního sledování < koncentrace volného NagO a/nebo AlgO^ v kapalné fázi alkalických roztoků a kalů, zejména hlinitanových louhů a kalů, podle vynálezu.The above drawbacks do not exist with the method of automatic and continuous monitoring of the concentration of free NagO and / or AlgO 4 in the liquid phase of the alkaline solutions and sludges, in particular aluminous lyes and sludges, according to the invention.

ííodstata vynálezu spočívá v tom, že se koncentrace volného NagO stanoví v koncentračním rozmezí 1 až 50 g volného NagO/litr a koncentrace AlgOj se stanoví v koncentračním rozmezí 60 až 300 g volného NagO/litr měřením koncentrace alkalického roztoku nebo kalu kapacitním článkem.According to the invention, the concentration of free NagO / liter is determined in a concentration range of 1 to 50 g free NagO / liter and the concentration of AlgOj is determined in a concentration range of 60 to 300 g free NagO / liter by measuring the concentration of alkaline solution or sludge by a capacitive cell.

K odstranění rušivého účinku karbonátového NagO se měření provádí v koncentračním rozmezí 1 až 50 g volného Νο,Ο/litr, s výhodou při 20 g volného NagO/litr, okolo pokusně stanoveného nulového bodu hodnotyΔκ karbonátového NagO.To eliminate the carbonate NagO disturbance, measurements are made in a concentration range of 1 to 50 g free Νο, Ο / liter, preferably at 20 g free NagO / liter, around the experimentally determined zero point of the carbonate NagO value.

Mulový bod hodnoty Δκ karbonátového NagO se posune přídavkem adiční soli, s výhodou .ympiesotvorného činidla obsahujícího polyhydroxid, čímž se odstraní rušivý účinek karbonátového Ka.₃O., Za stejným účele» se část karbonátového NagO vyloučí ochlazením měřeného roztoku nebo kalu, , i!, . tem vynálezu je rovněž zařízení k provádění výše uvedeného způsobu, jehož podstat* -pjfeívá v tom, že sestává z kapacitního měrného článku, který je v místě výtoku a přítoku měřeného louhu uzemněn, přičemž poměr měrné kapacity a vedlejší kapacity je roven 0,1 až 0,5. Teplotní koeficient vysokofrekvenčního měrného článku tohoto zařízení je r intervalu ± 2 °C korigován termistorem a článek je zapojen v můstku.The zero point of the carbonate NagO value is shifted by the addition of an addition salt, preferably a polyhydroxide-containing addition agent, thereby eliminating the carbonate Ka disturbance. ₃ O., for the same purpose »part Nago carbonate precipitated by cooling the measuring solution or slurry, and !,. The invention also relates to an apparatus for carrying out the aforementioned method, which consists of a capacitive measuring cell which is grounded at the outlet and inflow point of the liquor to be measured, the ratio of the specific capacity to the secondary capacity being 0.1 to 0.5. The temperature coefficient of the high-frequency measuring cell of this device is corrected by a thermistor r of ± 2 ° C and the cell is connected in the bridge.

Výhodou vynálezu je, že volnou koncentraci NagO a AlgO^ v provozních hlinitanových louzích a kalech nebo v podobných roztocích, obsahujících různé soli, organické látky a jiné nečistoty, lze analyzovat jediným měřením jejich vodivosti. Protože je elektroda bezkontaktní, není měření usazováním téměř vůbec rušeno. Elektroda dodává plynulý signál, přičemž rychlost měření a jeho přesnost jsou značné.It is an advantage of the invention that the free concentration of NagO and AlgO2 in process aluminous leaches and sludges or similar solutions containing various salts, organic substances and other impurities can be analyzed by a single measurement of their conductivity. Since the electrode is non-contact, the settling measurement is virtually undisturbed. The electrode delivers a continuous signal, while the measurement speed and accuracy are considerable.

Při použití Bayerovy technologie lze postupu a zařízení podle vynálezu používat ve výrobě bauxltu v těchto úsecích: při regulaci vyčeřehého louhu kaustického NagO a AlgO^ k udávání koncentrace na dálku, k měření molárního poměru zjištěného kalu, při regulování koncentrace zředěného kalu NagO měřením na dálku, při měření koncentrace zahuštěného louhu a k měření koncentrace NagO v odpadních louzích.Using Bayer technology, the process and apparatus of the present invention can be used in bauxlit production in the following areas: for regulating caustic caustic NagO and AlgO 4 for remote concentration, for measuring molar ratio of detected sludge, for regulating diluted NagO sludge concentration by remote measurement, for measuring the concentration of concentrated liquor and for measuring the concentration of NagO in waste leaches.

Při vypracování způsobu podle vynálezu bylo dále základem to, že měřicí soustava byla v zapojení v sérii přímo připojena k měřenému systému a k regulačnímu obvodu.In the development of the method according to the invention, it was furthermore based on the fact that the measuring system in series connection was directly connected to the measuring system and to the control circuit.

Hodnoty vodivosti hlinitanových louhů v koncentračním rozmezí volného NagO od 1 do 50 g/1 se,určuje především na základě změny koncentrace volného NagO přítomného v systému. 7 koncentračním rozmezí volného NagO 60 až 300 g/1 existují v závislosti na molérních poměrech a na teplotě poměrně široká rozmezí, v nichž vodivost roztoku závisí na koncentraci AlgO^.The conductivity values of aluminous lye in the concentration range of free NagO from 1 to 50 g / l are determined mainly by the change in the concentration of free NagO present in the system. With a concentration range of free NagO of 60 to 300 g / l, there are relatively wide ranges, depending on the molar ratios and temperature, in which the conductivity of the solution depends on the AlgOO concentration.

K stanovaní volného NagO měřila sa postupem podle vynálezu vodivost hlinitanového louhu : nebo kalu obsahujícího volný NagO v koncentraci 1 až 50 g/1, b výhodou 10 až 30 g/1 a ze účelem stanovení AlgO^ se měřila vodivost louhu nebo kalu obsahujícího- volný NagO v koncentraci 60 až 300 g/1.In order to determine free NagO, the conductivity of an aluminate caustic or sludge containing free NagO at a concentration of 1 to 50 g / l, preferably 10 to 30 g / l was measured according to the invention and the conductivity of the caustic or sludge containing free slurry was measured. NagO at a concentration of 60 to 300 g / l.

Jestliže koncentrace měřeného louhu nebo kalu se pohybuje ve shora uvedeném rozmezí, lze měření provádět přímo; v opačném případě je opět nutné louh nebo kal vhodně zředit.If the concentration of the lye or sludge to be measured is within the above-mentioned range, the measurement may be performed directly; otherwise the caustic or sludge must be suitably diluted.

V praxi (a sice při výrobě kysličníku hlinitého) spadá koncentrace hlinitanových louhů nebo kalů do rozmezí 60 až 300 g/1, takže lze bezprostředně stanovit měřením vodivosti odebraného vzorku obsah AlgO^, zatímco tentýž vzorek je nutné pro stanovení obsahu NSgO zředit. Toto lze provádět paralelním uspořádáním odběru vzorků a měřicích hlavic nebo tím způsobem, že se odebraný vzorek podle potřeby vhodně zředí pomocí čerpadla s přesně nastaveným objemem zdvihu, popřípadě tím, že se louhy nebo kal bez zředění dále dopravují do měřicí hlavice.In practice (namely in the production of alumina), the concentration of aluminate lye or sludge falls within the range of 60-300 g / l, so that the AlgO2 content can be directly determined by measuring the conductivity of the sampled sample, while the same sample needs to be diluted. This can be done by arranging the sampling and measuring heads in parallel, or by appropriately diluting the sample to be taken by means of a pump with a precisely set stroke volume, or by conveying the caustic or sludge to the measuring head without dilution.

Podle vynálezu se měření vodivosti neprovádí pomocí induktivního měrného článku, nýbrž pomocí kapacitního měrného článku. Tím není umožněno pouze měření se zvýšenou přesností v rozmezí odchylujícího se od rozmezí známých roztoků (u známých roztoků bylo rozmezí měření 50 až 65 g kaustického NagO/litr), nýbrž je možné měřit i kaly, což je například nutné při výrobě kysličníku hlinitého. Pro ochranu proti elektrickým vlivům vysokofrekvenčního měřicího přístroje s kapacitním článkem jsou na místech výtoku a přítoku uspořádána uzemnění.According to the invention, the conductivity measurement is performed not by an inductive measuring cell, but by a capacitive measuring cell. This makes it possible not only to measure with an increased accuracy within a range deviating from the range of known solutions (for known solutions the measurement range was 50 to 65 g caustic NagO / liter), but it is also possible to measure sludges, which is necessary for example in alumina production. Earthing is provided at the outflow and inflow locations to protect against electrical influences of the capacitive cell high-frequency meter.

Přesnost měření může být příznivě ovlivněna vyřazením rušivého účinku karbonátového NagO. V rozmezí 1 až 50 g volného NagO/litr je výhodné stanovit pokusně konkrétní rozsah měření tak, že hodnota změny měrné vodivosti karbonátového NagO se blíží nule. Toto je nejčastěji případ rozmezí 20 g volného NagO na litr. Zmíněný nulový bod může být také ovlivněn edičními látkami, například přídavkem komplexotvorného pohydroxidu (např. vínanu).The measurement accuracy can be favorably influenced by the rejection of the carbonate NagO interference. In the range of 1 to 50 g of free NagO / liter, it is preferable to determine experimentally a particular measurement range such that the change in specific conductivity of the carbonate NagO is close to zero. This is most often the case with a range of 20 g of free NagO per liter. Said zero point may also be influenced by editorial substances, for example by the addition of a complexing agent (eg tartrate).

V tomto případě se adiční látky dopravují do systému společně se zřeSovací kapalinou. Posléze je možné zmírnit rušivý účinek karbonátového NagO tak, že se hlinitanové louhy ochladí například na teplotu 35 °C, při níž se část karbonátového NagO vyloučí.In this case, the additives are transferred to the system together with the diluent. Subsequently, it is possible to mitigate the disruptive effect of carbonate NagO by cooling the aluminate lye to, for example, a temperature of 35 ° C, at which part of the carbonate NagO is eliminated.

Co se týká samotného měřicího zařízení, je sledování změny vodivosti řešeno bez · elektrodově pomocí vysokofrekvenčního měřicího přístroje, přičemž kapacitní měrné články speciálního provedení jsou připojeny k vysokofrekvenčnímu napájecímu zdroji a potom se změna údajů měrných článků registruje libovolným způsobem, a to bu5 při připojení měrného článku k oscilačnímu obvodu změnou údajů oscilačního obvodu, nebo v případě použití vysokofrekvenčního můstku přímým měřením údajů měrného článku. Uvedený princip měření se může provádět například pomocí vysokofrekvenčního měřicího přístroje popsaného v maďarském patentovém spise č. 155 147, popřípadě pomocí jeho odpovídající modifikací tíra způsobem, Že měřicí systém kromě měřených koncentrací není citlivý na změny ostatních parametrů (například teploty). K tomuto účelu se může teplotní koeficient měrného článku v intervalu několika stupňů korigovat termistorem a kromě toho v můstkovém zapojení přístroje.As for the measuring device itself, the conductivity change monitoring is carried out without electrode by means of a high-frequency measuring instrument, with the capacitive measuring cells of a special embodiment connected to the high-frequency power supply, and then changing the measuring cell data in any way. to the oscillating circuit by changing the oscillating circuit data, or in the case of using a high-frequency bridge by directly measuring the measurement cell data. Said measurement principle can be carried out, for example, by means of the high-frequency measuring instrument described in Hungarian Patent No. 155 147, or by correspondingly modifying it in such a way that the measuring system, in addition to the measured concentrations, is not sensitive to changes in other parameters (e.g. temperature). For this purpose, the temperature coefficient of the measuring cell can be corrected by a thermistor in the range of several degrees and, moreover, in the jumper of the device.

Na připojených výkresech obrázky 1 a 2 znázorňují měřicí zařízení podle vynálezu, obrázek 3 zobrazuje závislost změny měrné vodivosti Δκ volného NagO ns jeho koncentrací při molárních poměrech (Mv) 3,2 a 4 a teplotách 30 a 50 °c, obrázek 4 zobrazuje závislost změny měrné vodivosti karbonátového NagO na koncentraci volného NagO pří teplotách 30 a 50 °C a obrázek 5 znázorňuje závislost měrné vodivosti volného Ne_o0 ae. jeho koncentraci při různých koncentracích AlgO^ a různých teplotách.In the accompanying drawings, Figures 1 and 2 show a measuring device according to the invention, Figure 3 shows the dependence of the change in specific conductivity Δκ of free NagO n with its concentrations at molar ratios (Mv) of 3.2 and 4 and temperatures of 30 and 50 ° C; the specific conductivity of carbonate NagO to the concentration of free NagO at temperatures of 30 and 50 ° C and Figure 5 shows the dependence of the specific conductivity of free Ne _by 0 and e. its concentration at various concentrations of AlgO4 and at different temperatures.

Vysokofrekvenční měřicí zařízeni zobrazené na obrázku 1 je uzavřeno do kovové skříňky, a to tak, že přívod napájecího napětí a vyvedení naměřené hodnoty se nacházejí na průchodkových kondenzátorech 3 ⁰ kapacitě 1-2 riF. Oscilátor je takto současně chráněn proti vnějSím elektrickým poruchám.The high-frequency measuring device shown in Figure 1 is enclosed in a metal box, so that the supply voltage and the measured value output are located on the ^lead capacitors ^{30 with a} capacity of 1-2 riF. The oscillator is thus simultaneously protected against external electrical disturbances.

U provedení měrného článku je rovněž zajištěno, že článek je izolován proti vnějším elektrickým poruchám. Současně je také zajištěno, aby se poměr měřicí kapacity 0 vedlejší kapacity pohyboval asi okolo 0,1. Měrný článek, sestávající z plexitrubky β nosiče £ z plastické hmoty je opatřen na obou koncích kroužky 2, vyrobenými z nerezové oceli, které slouží jako přívod a odvod kapaliny a jsou opatřeny samostatnými uzemněními. Na Slánek jsou naneseny dva postříbřené měděné koužky 3 o tlouělcs stěny 0,5 mm, které jsou napojeny přípojkou 6. o tlouělce 0,5 mm k vysokofrekvenčnímu oscilačnímu obvodu.In the embodiment of the measuring cell it is also ensured that the cell is isolated against external electrical disturbances. At the same time, it is also ensured that the ratio of the measuring capacity 0 of the secondary capacity is about 0.1. The measuring element consisting of the plexitube β of the plastic carrier 6 is provided at both ends with rings 2, made of stainless steel, which serve as a liquid inlet and outlet and are provided with separate grounding. Two silver plated copper strips 3 with a wall thickness of 0.5 mm are applied to the salt shaker and connected by a connection 6 of a thickness of 0.5 mm to the high-frequency oscillating circuit.

Blokové schéma přístroje je znázorněno na obr. 2. Z technologického zásobníku ]_ ⁸⁸vede vzorek do zře3ovacího systému 8, kde se popřípadě zředí, a dále do termostatu £, termistorového teplotního činidla 10 a vysokofrekvenční měřicí hlavice 11 . kde se vzorek z přístroje vypouětí. Signál z měřicí hlavice 11 a termistorového teplotního čidla 10 se mění v jednotce 13 na koncentrační signál, který je zaznamenáván registrační jednotkou 1£. Stabilizovaná napájecí jednotka 12 zajištuje jednotlivé elektronické jednotky příslušným napájecím napětím.A block diagram of the apparatus is shown in FIG. 2. From the process tank ⁸⁸ , the sample is routed to the dilution system 8 where it is optionally diluted, and further to a thermostat 8, a thermistor temperature reagent 10 and a high-frequency measuring head 11. where the sample is discharged from the apparatus. The signal from the measuring head 11 and the thermistor temperature sensor 10 is converted in the unit 13 into a concentration signal which is recorded by the registration unit 16. The stabilized power supply unit 12 provides the individual electronic units with the appropriate supply voltage.

V zájmu dlouhodobé indikace hodnoty koncentrační hladiny se vysokofrekvenční měřicí zařízení používá tak, že naměřená hodnota stejnosměrného napětí odebraná z vysokofrekvenční jednotky je zapojena do můstku, přičemž napájecí napětí tohoto můstku je zabezpečeno tímtéž zdrojem, jako u vysokofrekvenční měřicí jednotky. K můstku je připojen termistor kompenzující teplotu jakož i můstková jednotka. Vzhledem k tomu, že teplotní závislost hlinitanových louhů závisí na koncentraci, je v zájmu potřebného měření vodivosti s přesností i 0,5 % vysokofrekvenčnímu měřicímu přístroji předřazen kovový termostat o vysoké tepelné kapacitě a jednoduché konstrukci. Prostředek pro přenos tepla a prostředek tepelné akumulace je hliníkový kovový blok, takže zařízení neobsahuje žádné pohyblivé díly.For the long-term indication of the concentration level value, the high-frequency meter is used in such a way that the measured value of the DC voltage taken from the high-frequency unit is connected to the bridge, the supply voltage of this bridge being provided by the same source as the high-frequency metering unit. A temperature compensating thermistor and a bridge unit are connected to the bridge. Since the temperature dependence of the aluminate lye depends on the concentration, a metal thermostat of high heat capacity and simple design is placed in front of the high-frequency measuring instrument in order to measure the conductivity with an accuracy of 0.5%. The heat transfer means and heat storage means is an aluminum metal block, so that the apparatus does not contain any moving parts.

V rozmezí malého kolísání teplot je již možné snímat střední teplotní koeficient a tím současně upotřebit termistor.In the range of small temperature fluctuations, it is already possible to sense the mean temperature coefficient and thus use a thermistor.

Oproti způsobům používaným k termostatovéní má tento systém tu přednost, že v případě změn teploty vzrostou v úměrně malém rozsahu chyby měření koncentrace. Zařízení vyrobené tímto způsobem zajištuje co největší stabilitu a tak zvaná nulové hodnota zapisovače se pohybovala dokonce po celé týdny v rozmezí celkové výchylky 0,1 %.Compared to the methods used for thermostatic control, this system has the advantage that, in the event of temperature changes, concentration measurement errors increase in a proportionally small range. The device produced in this way ensures the greatest stability and the so-called zero value of the recorder was even for weeks in the range of the total deviation of 0.1%.

RuSívý účinek změny teploty okolí je odstraněn a tím je současně podstatně zvýšena stabilita měřicího přístroje, a to tak, že celé zařízení je namontováno na kovový termostat, v důsledku čehož jsou parametry elektrických stavebních prvků (transistor, diody atd.) ••oitstentní a zařízení může být uspořádáno v blízkosti místa odběru vzorků.The disturbing effect of changing the ambient temperature is eliminated and at the same time the stability of the measuring instrument is substantially increased by the fact that the whole device is mounted on a metal thermostat, which makes the parameters of electrical components (transistor, diodes, etc.). may be arranged close to the sampling point.

Měrný článek je rovněž vhodný ke sledování koncentrací kapalné fáze kalů, nebot rentuje jen v minimální míře na změnu obsahu pevných látek v kalu. Tak například kal, který se má rozkládat, obsahuje asi 300 g pevných látek na 1 litr a největší odchylka je 1 50 g/1.The measuring cell is also suitable for monitoring the concentrations of the liquid phase of the sludge, since it only minimalizes the change in the solids content of the sludge. For example, the sludge to be decomposed contains about 300 g of solids per liter and the greatest deviation is 150 g / l.

V případě desetinásobného zředění odpovídá tato změna obsahu pevných látek ± 5 g/1, což způsobuje chybu měření * 0,5 % volného NajO.'In the case of a ten-fold dilution, this change in solids content is ± 5 g / l, causing a measurement error of * 0.5% of free NajO.

V dalším bude pomocí obrázků 3 až 5 popsán příklad provedení způsobu podle vynálezu.In the following, an exemplary embodiment of the method according to the invention will be described with reference to FIGS.

PříkladExample

a) Měření koncentrace volného NagOa) Measurement of free NagO concentration

V hlinitanových louzích se v rozmezí 1 až 50 g kaustifikovaného Na₂0 odebírá následující reakce:In aluminous leaches, the following reactions are taken in the range of 1 to 50 g of causticized Na ₂ O:

A1₂O₃ + Na₂0 = 2 HaAlOgAl ₂ O ₃ + Na ₂ 0 = 2 HaAlOg

Vzhledem k tomu, že pohyblivost OH“ iontu je mnohem větší než pohyblivost AlOj“ lontu nebo ostatních iontů, přítomných v provozních hlinitanových louzích (CO , atd.), určuje se vodivost pomocí OH* iontu. Přímým měřením vodivosti je tedy možné stanovit relativně přesně obsah volného Na₂O.Since the mobility of the OH-ion is much greater than the mobility of the AlOj-ion or other ions present in the aluminate leaches (CO, etc.), the conductivity is determined by the OH-ion. Thus, by direct conductivity measurement it is possible to determine relatively accurately the content of free Na ₂ O.

V oblasti Na₂O 14 g volného Na₂0/l, 10 g AlgO^/l a 2 g uhličitanu/1 vyplývají pro hlavní složky přítomné v provozních hlinitanových louzích následující relace vodivosti:The Na ₂ O 14 g of free Na ₂ 0 / l, 10 g Algo ^ / l and 2 g sodium carbonate / one result for the main components present in the operating aluminate liquors conductivity following relation:

volný NagO g/1 0,6 Sm^-1 , AlgO^ g/1 6,10.10^-2 Srn^-' a karbonátový NagO g/1 4,0.10^-2 Sm^-1 .free NagO g / 1 0.6 Sm ^-1 , AlgO 4 g / 1 6.10.10 ^-2 Srn ^- 'and carbonate NagO g / 1 4.0.10 ^-2 Sm ^-1 .

Změna těchto hodnot jako funkce volného NagO je znázorněna na obr. 3 a 4. Z diagramu vyplývá, že relace vodivosti se hlavně mění v závislosti na obsahu volného NagO, avšak i s koncentrací AlgO^. Obrázek 3 znázorňuje závislost změny vodivosti volného NagO na jeho koncentraci při molárnich poměrech (Mv) 3,2 a 4. Z obrázku 3 vyplývá, že sloučenina, jejíž složení odpovídá vzorci NaAlOg, je přítomná pouze při koncentraci volného NagO pod asi 20 g/1. Nad touto hodnotou se stále více zvyšuje množství OH^- relativně vázaného na hlinitanový iont a stále častěji lze pozorovat snižující se účinek zvětšení molérního poměru vodivosti.The change of these values as a function of free NagO is shown in Figures 3 and 4. The diagram shows that the conductivity relation mainly changes depending on the content of free NagO but also with the concentration of AlgO4. Figure 3 shows the dependence of the change in conductivity of free NagO on its concentration at molar ratios (Mv) of 3.2 and 4. Figure 3 shows that a compound whose composition corresponds to the NaAlOg formula is present only at a concentration of free NagO below about 20 g / l . Above this value, the amount of OH ^- relatively bound to the aluminate ion increases more and more, and the decreasing effect of increasing the molar conductivity ratio is increasingly observed.

Z obrázku 4, který znázorňuje závislost změny měrné vodivosti Δκ karbonátového NBgO na koncentraci volného NagO při teplotách 30 a 50 °C, je zřejmé, že závislost vodivosti na koncentraci uhličitanu se vzrůstem koncentrace volného NagO klesne ne O a potom se mění znaménko. Jestliže se mají analyzovat koncentrované louhy (150 až 300 g NagO/l), které jsou najčastšjším druhem louhů přítomných při výrobě kysličníku hlinitého, musí se louhy zředit. V zájmu přesnosti měření je výhodné zvolit co možná menší poměry zředění, přesto, že proti tomu mluví shora uvedené názory.From Figure 4, which shows the dependence of the change in the specific conductivity Δκ of carbonate NBgO on the free NagO concentration at 30 and 50 ° C, it is evident that the dependence of the conductivity on carbonate concentration decreases by 0 as the free NagO concentration increases and then the sign changes. If concentrated lyes (150 to 300 g NagO / l), which are the most common type of lye present in the production of alumina, are to be analyzed, they must be diluted. In the interest of measurement accuracy, it is advantageous to select as low dilution ratios as possible, despite the above-mentioned views.

Při volbě poměru zředění koncentrační oblasti měřené bezprostředně měřicí hlavicí je nutné vzít zřetel na provozní podmínky. Při větším kolísáni koncentrace AlgO^ je výhodné zvolit koncentrační rozsah volného-NagO 20 g/1 vzhledem k tomu, že rušivý účinek . hliníku je zde ještě malý a také není ještě nutné velké zředění louhů.The operating conditions must be taken into account when selecting the dilution ratio of the concentration area measured directly by the measuring head. In the case of greater variations in the AlgO ^ concentration, it is advantageous to select a free-NagO concentration range of 20 g / l, since the interference effect is disturbed. The aluminum is still small here and also no large dilution of lye is necessary.

Provozní kontrolní Operational control měření rozložených louhů prováděná measurements of steep liquors carried out následující výsledky: the following results: karbonátový NagO carbonate NagO matematický průměr mathematical mean kolísání fluctuations měření measurement í 1 g/1 1 g / l 48,1 % 48.1% í 3 g/1 3 g / l 85,1 % 85.1% i 4 g/1 4 g / l 96,2 % 96.2% í 5 g/1 5 5 g / l 100,0 « 100,0 « kolísání AlgOj fluctuations in AlgOj matematický průměr mathematical mean měření measurement ± ¹ fi/1± ¹ fi / l 22,2 % 22.2% ¹ 4 g/1 ¹ 4 g / 1 74,0 % 74.0% Í 6 g/1 6 g / l 85,1 * 85,1 * í 8 g/1 8 g / l 92,5 % 92.5% i 10 g/1 i 10 g / l 100,0 % 100.0%

Z tohoto lze vyvozovat, že v případě desetinásobného zředění (volný NagO 130 až 200 g/1) je možné v tomto systému měřit s relativní chybou ± 1,5%, jestliže měření vodivosti není zatíženo větší chybou nepřesnosti než ± 0,5 %.From this, it can be concluded that in the case of a 10-fold dilution (free NagO 130 to 200 g / l) in this system it is possible to measure with a relative error of ± 1.5% if the conductivity measurement is not burdened with a greater inaccuracy error than ± 0.5%.

Jak již bylo uvedeno, může se rušivý účinek uhličitanu zmírnit například přídavkem polyhydroxidů. Probíhají pochody tvorby komplexů. Relativní chyba 1,5 % sa tímto způsobem sníží na i 1 %.As already mentioned, the interfering effect of the carbonate can be reduced, for example, by the addition of polyhydroxides. Complex formation processes are underway. In this way, the relative error of 1.5% is reduced to even 1%.

b) Utřeni koncentraceb) Concentration wiping

Z obrázku 3 Je zřejmé, že s přírůstkem koncentrace NagO počíná být vodivost vždy více závislá na koncentraci A1₂O₃ a snižuje se pozorovatelný účinek koncentrace volného NagO na vodivost. Z obrázku 5 vyplývá, že při konstantní koncentraci AlgO₃ odpovídá křivka měrné vodivosti volného. NagO plochému maximu. Místo maxima js hlavně závislé na teplotě. Křivka 1. představuje závislost vodivosti volného NagO při 50 °C a při koncentraci 85 g/1 ál₂O₃, křivka 2 při 50 °C a při 105 g AlgO.j/1, křivka 3 při 30 °C a při 85 g A1₂O₃/1 a křivka 4 při 30 °C a při 105 g Al₂O₃/l.It can be seen from Figure 3 that as the concentration of NagO increases, the conductivity always becomes more dependent on the Al ₂ O ₃ concentration and the observable effect of the free NagO concentration on the conductivity is reduced. Figure 5 shows that at a constant concentration of AlgO ₃ , the specific conductivity curve corresponds to free. NagO flat maximum. Instead of a maximum, they are mainly temperature dependent. Curve 1. represents the dependence of conductivity of free NagO at 50 ° C and at 85 g / l and ₂ O ₃ , curve 2 at 50 ° C and at 105 g AlgO.j / l, curve 3 at 30 ° C and at 85 g Al ₂ O ₃ / L and curve 4 at 30 ° C and at 105 g Al ₂ O ₃ / L.

V oblasti maxima je v koncentračním rozmezí 40 až 50 g vodného NagO/Ι vodivost louhu prakticky závislá pouze na obsahu AlgOy Aby bylo možné měřit v ideálním rozmezí, nastavuje se měřený louh pomocí termostetování nebo přídavkem NaOH na poměry okolí maxima.In the maximum range, in the concentration range of 40 to 50 g of aqueous NagO / lou caustic conductivity is practically dependent only on the AlgOy content. To be able to measure in the ideal range, the measured caustic is adjusted by thermostetting or NaOH addition to maximum ambient conditions.

Jako příklad je možné uvést závislost vodivosti jednotlivých složek v oblasti 120 až 150 g volného NagO/1 při 80 až 100 g AlgOyi při 30 °C: volný NagO g/1 1,8.10“² Srn“¹a Al₂0₃ g/1 0,2 Srn^-1.As an example, the conductivity of the individual components in the range of 120 to 150 g of free NagO / l at 80 to 100 g of AlgOyi at 30 ° C: free NagO g / l 1.8.10 " ² Srn" ¹ and Al ₂ 0 ₃ g / 1 0.2 Deer ^-1 .

Při přesnějěím měření nebo ve větěl vzdálenosti od maxima je nutné korigovat hodnotu koncentrace volného NSgO s koncentrací neměřenou v oblasti 1-60 g volného Na₂O/l.If the measurement is more accurate or at a distance from the maximum, it is necessary to correct the concentration of free NSgO with the concentration not measured in the range of 1-60 g of free Na ₂ O / l.

Kolísání koncentrace uhličitanu může mít na stanovení nepříznivý vliv a pro jeho odstra· nění je možné kromě dříve uvedených způsobů uvést například tu možnost, podle které se po ochlazení louhu vyloučí NagCOp čímž se dosáhne konstantní hladiny rozpuštěné soli. Krystaly Na ₂CO₃ suspendované v louhu měření neruší, nebol měřicí hlavice podle vynálezu měří pouze změnu vodivosti kapalné fáze.Fluctuation of the carbonate concentration may adversely affect the assay and, in addition to the methods described above, for example, the possibility that, after cooling the caustic, NagCOp is eliminated, thereby achieving a constant dissolved salt level. The Na ₂ CO ₃ crystals suspended in the caustic do not interfere with the measurement, since the measuring head according to the invention only measures the change in the conductivity of the liquid phase.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for the automatic and continuous monitoring of changes in the concentration of free NagO and / or ₂ O ₃ in the liquid phase of alkaline solutions and sludges, in particular aluminous lyes and sludges, characterized in that the ee concentration of free NagO is determined Nagoya / liter and the concentration algo ₃ is determined in the concentration range from 60 to 300 g of free Nago / liter measuring the concentration of the alkali solution or slurry capacitor cell.

Method according to claim 1, characterized in that the measurement is carried out in a concentration range of 1 to 50 g free NagO / liter, and preferably at 20 g free NagO / liter, around the experimentally determined zero point to eliminate the interfering effect of the carbonate NegO. κ of carbonate NagO.

3. A method according to claim 1, characterized in that the zero point of the Δκ of carbonate NagO is displaced by the addition of an additive, and preferably a polyhydroxide-containing complexing agent, to eliminate the interfering effect of the carbonate NSgO.

4. The method according to claim 1, wherein, in order to eliminate the disturbing effect of the carbonate NagO, part of the carbonate NagO is eliminated by cooling the measured solution or sludge.

5. Apparatus according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that it consists of a capacitance measuring cell which is grounded at the outlet and inflow point of the liquor to be measured, the ratio of the specific capacity to the intrinsic capacity being 0.1 to 0.5. .

6. The apparatus of claim 5, wherein the temperature coefficient of the high-frequency measuring cell is corrected by a thermistor at an interval of < 2 [deg.] C and the cell is connected in a bridge.