FI58698C - System foer automatisk och kontinuerlig maetning av zink- och svavelsyrakoncentrationer i cirkulerande elektrolyt - Google Patents

Description

I'-'·;.—-I ... KUULUTUSJULKAISU c g , a a VOX W ("»UTLAeONlMCSiKAIFT 58698 C mjv Patentti myönnetty 10 03 1991 Patent meddelat 'S v ' (S1) Kv.ifc.3/i«.ci.3 G 01 N 27/06 SUOM I—FI N LAN D (21) 7518^3 (22) Hak*rol*ptlvt — An»6knlnj»d»| 19.06.75 (23) AikuplM —GlltighMtdsi 19.06.75 (41) Tullut iutkhwkal — Bltvlt offtmllg 06.02.76

Patentti·)· rekisteri hallitut (44) NihtavUalpwon ]· kuuLiulkabun pvm. —

Patent- och r*g Isterrtynlwn AmMcm uttagd och utUkriftan pubiieund 28.11.80 (32)(33)(31) *yr4*«y «tuoikuu» —B«g*rt priority 05.08.7¾ 20.08.7¾ Japani-Japan(JP) 89502/7¾» 99¾31/7¾ (71) Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.·, 1-1, 2-chome, Nihonbashi-Muromachi, Chuo-ku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Satoshi Mukae, Yamaguchi-ken, Kiyoshi Yokokawa, Yamaguchi-ken, J apani-J apan(JP) (7¾) Oy Kolster Ab (5¾) Systeemi sinkki- ja rikkihappoväkevyyden mittaamiseksi automaattisesti ja jatkuvasti kiertoelektrolyytistä - System för automatisk och kontinuerlig mätning av zink- och svavelsyrakoncentrationer i cirku-lerande elektrolyt

Hydrometallurgiaan sinkinvalmistussysteemin elektrolyysiosaesa neutraaliin liuokseen, joka on uutettu ja puhdistettu uutto-osassa ja puhdistusosas-sa, sekoitetaan käytettyä elektrolyyttiä vaaditun koostumuksen omaavan elektrolyytin valmistamiseksi ja tälle elektrolyytille suoritetaan sitten elektrolyysi metallisen sinkin saostumisen aikaansaamiseksi katodeille tämän elektrolyyttisen sinkin talteenottamiseksl. Elektrolyytin sinkkiväkevyys pienenee vähitellen elektrolyysin edistyessä ja tämän vuoksi puhdistettua tuoretta neutraalia uuttoliuosta on syötettävä elektrolyysikennoihin. Yleisen käytännön mukaisesti ennalta määrätty määrä elektrolyyttiä lähetetään elektrolyysin jälkeen uutto-osaan ja puhdistettua, tuoretta uuttoliuosta määrä, joka vastaa yllä olevaa elektrolyytin määrää, sekoitetaan jäljellä olevaan elektrolyytin osaan tuoreen elektrolyytin valmistamiseksi, kun elektrolyytin sinkkiväkevyys laskee alle ennalta määrätyn asetusarvon. Tuoretta elektrolyyttiä kierrätetään elektrolyysikennojen läpi. Tätä menetelmää kutsutaan elektrolyytin valmistamiseksi.

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti elektrolyytin valmistusprosessia.

2 58698

Hydrcrnetallurgisessa sinkin valmistuksessa sirikkiväkevyyden mittaaminen kiertoelektrolyytistä on näin ollen tärkeä osa elektrolyyttisestä prosessista. Sinkkiväkevyyden automaattinen mittaus kennojen läpi kiertävästä elektrolyytistä voidaan toteuttaa sellaisin keinoin kuin prosessiin sijoitetulla fluoresenssi-röntgenanalysaattorilla. Tällaisen fluoresenssiröntgenanalysaattorin käyttöön liittyy kuitenkin erilaisia ongelmia. Esimerkiksi ensinnäkään tätä analysaatto-tia ei voida helposti asentaa mittauskohtaan johtuen siitä, että se vaatii tilaa vievän analysointikarmion. Toiseksi suurta huaniota on kiinnitettävä käyttöhen-kilöiden turvallisuuteen johtuen suurjänniteteholähteen käytön välttämättömyydestä ja jotta vältettäisiin vaara joutua alttiiksi röntgensäteille. Kolmanneksi rönt-gensädeputki on aika ajoin korvattava uudella, mikä johtaa vaikeisiin huolto- ja muihin käyttöongelmiin. Neljänneksi analyysiin tarvittava laitteisto on melko kallis siten, että se ei ole hyväksyttävissä taloudelliselta kannalta katsoen. Johtuen yllä kuvatuista eri rajoituksista fluoresenssiröntgenanalysaattori ei ole yleisesti laajasti käytössä.

Kuten yleisesti tiedetään käytetään mittalaitetta rikkihappoväkevyyden mittaamiseen rikkihappotehtaissa tarkoituksena mitata automaattisesti rikkihapon väkevyyttä. Kuitenkin johtuen siitä, että tässä mittalaitteessa käytetään plati-naelektrodia, metallit sinkki mukaanluettuna pyrkivät saostumaan platinaelektro-dille, mikä johtaa elektrodin nopeaan likaantumiseen. Näin ollen luotettavaa mittausta on vaikea saavuttaa, kun tällaista mittalaitetta käytetään rikkihappoväkevyyden mittaamiseen tässä selostetusta kiertoelektrolyytistä.

Induktiivista liuosanalysaattoria käytetään laajasti 1iuosanalysointitar-koitukseen, koska sillä ai etuna helppo huollettavuus. Tämä induktiivinen liuos-analysaattori ei ole kuitenkaan suoraan sovellettavissa esim. sinkkiväkevyyden haluttuun automaattiseen mittaukseen kiertoelektrolyytistä johtuen siitä, että väkevyysarvo on laskettava likimääräisen lausekkeen perusteella. Tämä väkevyyden laskeminen tällaisen likimääräisen lausekkeen perusteella on suoritettava automaattisesti, jotta saavutettaisiin sinkkiväkevyyden automaattinen mittaus kiertoelektrolyytistä. Edelleen ei-toivottava lietteen saostuminen induktiivisen liuos-analysaattorin mittauslaitteelle sanoin kuin kuplien vastenmielinen tunkeutuminen täjän mittauslaitteeseen on esitettävä, jotta sinkin väkevyys kiertoelektrolyytis-sä voidaan jatkuvasti, automaattisesti ja luotettavasti mitata. Yllä olevista syistä sinkkiväkevyyden haluttua jatkuvaa ja automaattista mittausta kiertoelektrolyytistä induktiivisellsa liuosanaiysaattorilla ei ole vielä pantu käytännössä toimeen.

Eräs muoto alan aikaisemmista induktiivisista liuosanalysaattoreista, jossa on sivuputkityyppinen mittauslaite, esitetään kuviossa 2. Viitaten kuvioon 2 induktiivisen liuosanalysaattorin mittauslaitteen anturiosa on sijoitettu mitta- 58698 kennoon 3, jossa on pohjalla syöttöaukko 1 ja toisella sivulla poistoaukko 2.

Näin ollen tämä mittakenno 3 on tyyppiä, jossa mitattava liuos virtaa ylöspäin sen läpi. Kuitenkin tämäntyyppisen mittakennon käyttö sinkkiväkevyyden mittaukseen kiertoelektrolyytistä johtaa usein sellaiseen vaikeuteen, että lietettä ja kuplia, jotka pyrkivät aiheuttamaan mittausvirheitä, saostuu ja tarttuu mittauslaitteen anturiosaan. Tämä on tunnusomaista mittauskennon rakenteelle alan aikaisemmissa induktiivisissa liuosanalysaattoreissa. Tarkerrmin sanoen tässä mittauskennossa mitattava liuos, so. tässä tapauksessa kiertoelektrolyytti virtaa ylöspäin pohjalla olevasta tuloaukosta kohti poistoaukkoa pyrkien aiheuttamaan lietteen saostumista pohjaa kohti. Johtuen siitä, että mittauskennon sisähalkaisija on huomattavasti suurempi kuin tulo- ja poistoaukkojen halkaisija, kiertoelektro-lyytin nopeus on alhainen mittauskennossa ja lietteen väkevyys kiertoelektrolyy-tissä nousee vähitellen mittauslaitteen läheisyydessä aiheuttaen täten lietteen saostumista mittauslaitteen anturiosassa olevan nestekanavan seinämälle. Edelleen monet kiertoelektrolyyttiln sisältyvät kuplat pyrkivät tarttumaan mittauslaitteen anturiosassa olevan nestekanavan seinämälle. Tämän vuoksi tällainen induktiivinen nesteanalysaattori ei ole kyennyt jatkuvasti ja luotettavasti mittaamaan sinkin väkevyyttä elektrolyyttikennojen läpi virtaavasta elektrolyytistä. Kuitenkin elektrolyyttisen sinkintuotannon automatisoinnin tarpeisiin sinkin väkevyyden mittauksen automatisointi elektrolyysikennojen läpi kiertävästä elektrolyytistä on välttämätöntä ja tämän automaattisen mittauksen toteuttamista on vaadittu voimakkaasti.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi ja parannettu systeemi, jolla kyetään jatkuvasti ja automaattisesti mittaamaan sinkin ja rikkihapon väkevyyttä yllä kuvatunlaisessa kiertoelektrolyytissä toteamalla jatkuvasti kierto-elektrolyytin johtokykyä induktiivisella liuosanalysaattorilla välttäen samalla sitä vaikeutta, että mittakennon läpi virtaavassa elektrolyytissä oleva liete ja kuplat saostuvat ja tarttuvat induktiivisen liuosanalysaattorin siirtolaitteeseen.

Tämän keksinnön erään osan mukaisesti aikaansaadaan systeemi sinkin ja rikkihapon väkevyyden mittaamiseksi automaattisesti ja jatkuvasti elektrolyytistä, joka kiertää hydrcmetallurgisen sdnkinvalmistusprosessin elektrolyysikennojen läpi, sanotun mittaussysteemin käsittäessä induktiivisen liuosanalysaattorin, jossa on mittauslaite ja joka kykenee jatkuvasti ilmaisemaan kiertoelektrolyysin johtokykyä ja mittauskenno, joka on sijoitettu kiertoelektrolyytin jatkuvan virtauksen kulkereitille, mittauskennon käsittäessä vaahdonpoistokaimiion mittauskairmion ja ylivuotokammion, joita rajoittaa siinä jakoseinämä, induktiivisen liuosanalysaattorin mittauslaitteen ollessa asetettu mittauskairmion sisään, ylivuotoaukko, joka 4 58698 en muodostettu jakoseinämän yläosaan ja ensimmäinen yhdy saukko, joka on porattu jakoseinämän keskiosaan yhdyselimen aikaansaamiseksi vaahdonestokanmion ja mittaus-kamnion välille, ja toinen yhdy saukko, joka on porattu jakoseinämän alaosaan yhdyselimen aikaansaamiseksi mittauskairmion ja ylivuotokairmion välille jolloin kiertoelektrolyytti voi aina virrata mittauskennon läpi alaspäin suuntautuvana virtauksena.

Toisena tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan yllä kuvatunlainen automaattinen ja jatkuva mittaussysteemi, jossa induktiivisen liuosanalysaattorin jatkuvasti mittaamaa johtokykyä käytetään parametrina siten, että sinkin ja rikkihapon väkevyys kiertoelektrolyytissä -voidaan automaattisesti laskea ennalta määritettyjen likimääräisten lausekkeiden perusteella.

Vielä erään tämän keksinnön osan mukaisesti aikaansaadaan luonteeltaan yllä olevan kaltainen automaattinen ja jatkuva mittaussysteemi, jossa signaali, joka edustaa sanotun induktiivisen liUbsanalysaattorin jatkuvasti mittaamaa johtokykyä, suunnataan analogi-digitaalimuuttajan kautta elektroniseen tietokoneeseen ja sanottu elektroninen tietokone laskee automaattisesti sinkin ja rikkihapon väkevyyden kiertoelektrolyytissä ennalta määritettyjen likimääräisten lausekkeiden perusteella, jotka esitetään yhtälöillä:

x = A . b + B . (t - Zn) + C

y = D.<$ + E. (t- Zn) + F

joissa x on kiertoelektrolyytin sinkkiväkevyys, y on kiertoelektrolyytin rikki-happoväkevyys, S on kiertoelekrtolyytin mitattu johtokyky, A-F ovat vakioita ja (t - Zn) on kokanaissinkkiväkevyys kiertoelektrolyytissä.

Kuvio 1 on kaavamainen kuva, joka esittää kaavion muodossa elektrolyyttistä osastoa, josta saadaan elektrolyyttistä sinkkiä.

Kuvio 2 on poikkileikkauskuvanto alan aikaisenmasta induktiivisesta liuos-analysaattorista, joka on yhdistetty ylävirtaustyyppiseen mittauskennoon.

Kuvio 3 on lohkokaavio keksinnön mukaisten automaattisen ja jatkuvan mittaussysteemin toteutusmuodosta.

Kuvio 4 on poikkileikkauskuvanto tässä keksinnössä käytetystä mittauskennosta.

Kuvio 5 on pohjakuvanto kuviossa 4 esitetystä mittauskennosta.

Kuvio 6 ja 7 ovat graafisia esityksiä, jotka osoittavat automaattisen ja jatkuvan mittauksen merkittävää vaikutusta tämän keksinnön mukaisella systeemillä.

Viitaten kuvioon 1, joka esittää elektrolyyttistä osastoa, josta saadaan elektroslyyttistä sinkkiä, käytettyä elektrolyyttiä tai kiertoelektrolyyttiä lähetetään syötettäväksi putken 14 läpi kierrätyssäiliöihin 12 ja 13 elektrolyysi- 58698 kennoista. Osa säiliöissä 12 ja 13 olevasta käytetystä elektrolyytistä syötetään uutto-osastoon 10 samalla, kun puhdistettua, tuoretta, neutraalia uutto-liuosta määrä, joka vastaa uutto-osastoon syötetyn käytetyn elektrolyytin määrää, poistetaan uutto-osastosta sekoitettavaksi jäljellä olevan käytetyn elektrolyytin kanssa tuoreen elektrolyytin valmistamiseksi. Tämä tuote elektrolyytti kierrätetään uudelleen elektrolyysikennoihin 11 elektrolyysin suorittamiseksi sille.

Viitaten kuvioihin 2 ja 3 sivuputki 15 haarautuu putkesta 14 ja johtaa kennoista 11 kierrätyssäiliöihin 12 ja 13. Pumppu 16 on sijoitettu tähän sivu-putkeen 15 osan kiertoelektrolvytistä vetämiseksi putkesta 14 ja induktiivinen liuosanalysaattori 17 on myös sijoitettu tähän sivuputkeen 15 tarkoituksena mitata sinkin ja rikkihapon väkevyyttä. Tänä induktiivinen liuosanalysaattori 17 on osittain upotettu mittauskennoon 18, jonka läpi pumpun 16 pumppaama kiertoelektro-lyytti virtaa jatkuvasti niin, että siinä olevan sinkin ja rikkihapon väkevyys voidaan mitata. Jotta estettäisiin mitattujen arvojen virheet, jotka johtuvat ulkoisen virran tulemisesta mittauskennoon 18, sivuputkeen 15 on sijoitettu laite tällaisen ulkoisen virran poistamiseksi. Tämä ulkoisen virran poistava laite koostuu parista grafiittiputkia 19 ja 20, jotka on sijoitettu mittauskennon yläjä alavirtauksen puolelle tässä järjestyksessä ja on yhdistetty toisiinsa johdolla 21 ulkoisen virran saattamiseksi oikosulkuun. Nämä grafiittiputket 19 ja 20 voivat olla mitä tahansa sopivaa materiaalia, joka on sähköisesti johtavaa ja korroo-sionkestoista. Tällä tavoin osa pumpun 16 putkesta 14 ylös pumppaamasta kierto-elektrolyytistä syötetään sivuputkeen 15 toimitettavaksi mittauskennoon 18 gra-fiittiputken 19 kautta.

Viitaten kuvioihin 4 ja 5 mittauskennon 18 sisätila on jaettu vaahtoamisen ostokaimiioon 23, mittauskarrmioon 24 ja y 1 ijuoksukartmioon 25 jakoseinämällä 22. Mittauskairmio 24 on muodoltaan sylin terimäinen ja induktiivisen liuosanaly saat torin 17 mittauslaitteen 26 anturiosa 27 on sijoitettu tähän mittauskartmioon 24. Keskireikä tai nestekanava 28 ulottuu oleellisesti vaakasuorassa anturiosan 27 läpi tehden mahdolliseksi kiertoelektrolyytin virtauksen lävitseen. Vaahtoamisen ostokammio 23 on yhteydessä keskellä olevaan mittauskanmioon 24 ylivirtausaukon 19 ja yhdysaukon 30 avulla, jotka on porattu jakoseinämän 22 siihen osaan, joka sijaitsee vaahtoamisen estokairmion 23 ja mittauskamnion 24 välissä. Ylivirtaus-aukko 29 on sijoitettu vaahtoamisen estokairmiossa 23 olevalle neste tasolle, kun taas yhdy saukko 30 on sijoitettu oleellisesti jakoseinämän 22 keskiosaan. Keskellä oleva mittauskarmiio 24 en yhteydessä ylivirtauskanmioon 25 toisen yhdysaukon 31 avulla, joka on porattu jakoseinämän 22 siihen osaan, joka sijaitsee mitta-uskammion 24 ja ylivirtauskairmion 25 välissä. Tämä yhdysaukko 31 on sijoitet- 58698 tai ylijuoksuaukcn 29 ja yhdysaukon 30 alapuolelle, so. jakoseinämän 22 pohjaosaan. Poistoaukko 33 on sijoitettu y 1 ijuoksukamrriion 25 ulkoseinämään 32 ylijuoksukam-miossa 25 olevalle nestetasolle.

Kiertoelektrolyytti virtaa aluksi vaahtoamisen estokamioon 23, jossa elektrolyytin sisältämät ilmakuplat poistetaan epämieluisten kuplien tunkeutumisen estämiseksi siirtolaitteen 26 vähennysosan 27 kanavaan 28. Edelleen kiertoelektrolyytti ei virtaisi yli mittauskennosta 18 ylivirtausaukosta 29 huolehtimisen avulla. Kiertoelektrolyytti virtaa sitten mittauskennoon 24 yhdy saukon 30 läpi ja osa elektrolyytistä virtaa kanavan 28 läpi virratakseen kohti ylivirtaus-kammiota 25 ja sen sisään. Johtuen siitä, että yhdysaukko 31 on sijoitettu yh-dysaukon 30 alapuolelle, kiertoelektrolyytti virtaa aina alaspäin tai samaan suuntaan lietteen saostumissuunnan kanssa. Tämän vuoksi virta kuljettaa lietettä vähitellen yhdy saukkoa 31 kohti eikä se näin olleen kerrostu vähennysosassa 27 olevan kanavan 28 seinämälle. Näin ollen on mahdollista suorittaa jatkuvaa väkevyyden mittausta suurella tarkkuudella. Kiertoelektrolyytti poistetaan lopulta ulkopuolelle mittauskennon 18 ylivirtauskamniosta 25 poistoaukon 33 kautta palautettavaksi putkeen 14 sivuputkeen 15 yhdistetyn grafiittiputken 20 kautta.

Mittauskennon 18 läpi jatkuvasti virtaavan elektrolyytin johtokyky mitataan induktiivisella liuosanalysaattorilla 17 alalla yleisesti tunnetun mittausperiaatteen mukaisesti. Esitetään induktiivinen liuosanalysaattori 17, joka on varustettu sivuputkityyppisellä siirtolaitteella. On kuitenkin selvää, että siirto-laite voi olla upotettua tyyppiä. Tässä keksinnössä käytetyllä induktiivisella liuosanalysaattorilla 17 on esimerkiksi seuraavat mittauscndnaisuudet: i) ulostulo: DC 4 mA - 20 m A, ii) mittausalue: 0,2 V/cm - 0,5 V/cm 40°C:ssa, iii) lämpötilan kompensointi: 40°C ± 10°C. Termistoriläirpömittari on liitetty mittauslaitteeseen 26 elektrolyytin lämpötilan mittaamiseksi tarkoituksena kompensoida lämpötila mittaustuloksen perusteella. Länpötilakerroin on n. 0,005 V/cm0C.

Elektroninen laskijalaite 35 on liitetty induktiiviseen liuosanalysaatto-riin 17 analogi-digitaalimuuttajan 34 kautta kuviossa 3 esitetyllä tavalla.

Tämä muuttaja 34 en valittava sopimaan kulloiseenkin induktiiviseen liuosanaly-saattoriin 17. Kun induktiivisella liuosanalysaattorilla 17 on esimerkiksi yllä määritellyt mittauseminaisuudet, analogi-digitaalimuuttajaile 34 voi olla seuraavat ominaisuudet: i) lämpötilan kompensointi: lämpötila-asetus ± 10°C, ii) ympäristön lämpötila: - 40°C, iii) jännitelähde: AC 100 V - 10 V, 50 tai 60 Hz, iv) ulostulo: mV -ulostulo 0-10 mV ulostulovastuksella alle 50-ft-, mA-ulostulo 10-50 mA, maksimikuorimitusvastuksella 400 SL, mA-ulostulo 4-20 mA, 2-10 mA tai 1-5 mA, joista valitaan tavallisesti 4-20 mA maksimikuormitusvastukse 1 la 800.Λ.. Tässä käytetty laskijalaite 35 on prosessitie- 7 58698 tokone. Tietokone, Jossa on 16 sanan sydänmuisti Ja 128 sanan rumpumuisti, on riittävä käytettäväksi. Mitä tahansa muuta sopivaa tyyppiä voidaan luonnollisesti käyttää yllä esitetyn tyypin sijasta.

Mittari 36 Ja piirturi 37 on yhdistetty piiriin, Joka liittää muutta-Jalaltteen 34 tietokoneeseen 35* Edelleen toinen lämpömittari 38 on sijoitettu mittauskennoon 18 klertoelektrolyytin lämpötilan toteamiseksi. Tämä lämpömittari 38 on yhdistetty piirturiin 37* Mittari 36 ilmaisee kierto-elektrolyytin Johtokyvyn Ja piirturi 37 merkitsee muistiin elektrolyytin Johtokyvyn Ja lämpötilan. Edelleen ohjauspöytä 39 on liitetty tietokoneeseen 35· Johtokykysignaali, Joka edustaa kiertelektrolyytin Johtokykyä , Jonka induktiivinen liuosanalyeaattori 17 on mitannut, syötetään tietokoneeseen 35- Tällaisella induktiivisella liuosanalysaattorilla tapahtuvassa väkevyyden mittauksessa on välttämätöntä laskea sekä elektrolyytissä olevan sinkin että rikkihapon väkevyys. Tämä Johtuu siitä, että elektrolyytin Johtokyky riippuu sinkkiväkevyyden Ja rikkihappoväkevyyden välisestä suhteesta Ja tämän vuoksi tämä Johtokyky vaihtelee riippuen rikkihappoväkevyyden vaihteluista silloinkin, kun sikkiväkevyys on vakio. Edelleen silloinkaan kun sinkin kokonaisväkevyys on vakio, sinkkiväkevyyden tai rikkihappoväkevyyden Ja elektrolyytin Johtokyvyn välinen riippuvuus ei ole aina lineaarinen koko alueella Ja elektrolyytin Johtokyky eroaa myös rikkihapon standardi-johtokyvystä. Kuitenkin tämä riippuvuus voidaan esittää oleellisesti lineaarisena likiarvona käytännössä esiintyvällä alueella. Niinpä sinkkiväkevyys Ja rikkihappoväkevyys voidaan laskea seuraavien likimääräisten lausekkeiden perusteella ottaen huomioon sinkin kokonaisväkevyys:

x=a. δ + B . (t- Zn) + C y-D.6+E.(t- Zn) + F

Jossa x on sinkin väkevyys kiertoelektrolyytietä, y on rikkihapon väkevyys kiertoelektrolyytissä, δ on klertoelektrolyytin Johtokyky, A-P ovat vakioita Ja (t - Zn) on sinkin kokonaisväkevyys kiertoelektrolyytissä. Tämä sinkin kokonaisväkevyys ( t - Zn) saadaan kaavasta ( t - Zn) * x + Ky

Jossa K on sinkin atomipainon Ja rikkihapon molekyylipainon välinen suhde.

Vakioiden A-P lukuarvot haetaan analysoimalla eri väkevyysarvoja, Jotka on mitattu toisella menetelmällä· Näitä arvoja ovat esimerkiksi A - -277,3, B * 0,108, C - 130,2, D * 415,0, E = 1,350 Ja F = -197,0. Sinkin Ja rikkihapon väkevyydet, Jotka on laskettu likimääräisten lausekkeiden perusteella,ilmaistaan Jaksottain ohjauspöydällä 39 ennalta määrätyin aikavälein.

6 58698

Edellä olevasta tämän keksinnön mukaisen automaattisen ja jatkuvan mittaussysteemin yksityiskohtaisesta kuvauksesta on ymmärrettävä, että kiertoelektrolyytin sinkki- ja rikkihappoväkevyydet voidaan mitata suurella tarkkuudella pelkästään mittaamalla elektrolyytin johtokykyä.

Tämän automaattisen mittauksen tulokset verrattuna titraustuloksiin esitetään taulukossa 1.

Taulukko 1 n!Q-_Zn (g/1)_HqSO^(g/l)_t . Zn (g/l) tämän automaat- titrauksen tämän automaat- titrauk- tämän auto- titrauk- tisen mittauk- tulokset tisen mitta- sen tu- maattisen sen tu- sen tulokset uksen tulokset lokset mittauksen lokset _ tulokset 1 62.41 62.7 172.5 178.1 179.8 181.5 2 58.12 58.4 182.9 189*7 183.1 184-9 3 7Ο.Ο4 70.2 163.4 I67.9 183.1 182.2 4 62.82 62.0 I75.2 I79.O 183.1 181.5 5 70.85 69.9 162.1 I67.4 183-1 181.6 6 62.77 62.0 I76.I 180.5 183.1 182.4 7 60.80 60.1 178.6 179.0 183.1 179.4 8 60.85 59.8 178.3 181.4 183.1 180.7 9 69.39 68.1 I64.5 168.8 183.1 180.7 10 61.61 59.8 177.3 181.4 183.1 180.8 11 75.25 75.2 I54.9 155.8 183.1 179.1 9 58698 Tällä keksinnöllä ratkaistaan näin ollen erilaisia ongelmia, joita liittyy alan aikaisempiin yrityksiin automatisoida elektrolyytin valmistaminen ja selvitetään tietä elektrolyytin valmistuksen halutuksi automatisoimiseksi. Edelleen saadaan elektrolyytin toiminnasta jatkuva pöytäkirja, koska mittaustulokset merkitään pöytäkirjaan.

Edelleen prosessin tila voidaan helposti tarkistaa, sillä mittaustulokset ilmaistaan myös ohjauspöydällä tietokoneen välityksellä.

Seuraavassa esitetään joitakin tämän keksinnön esimerkkejä.

Esimerkki 1

Osa elektrolyytistä, joka kiertää hydrometallurgisen sinkinvalmistus-systeemin elektrolyysiosan läpi, pumpataan ylös ja syötetään kalvopumpulla mittauskennoon virtausnopeudella 3,0 l/min kiertoelektrolyytin johtokyvyn δ (V/cm) mittaamiseksi induktiivisella liuosanalysaattorilla, jossa on sivuputkityyppinen siirtolaite. Tämän induktiivisen liuosanalysaattorin mittausominaisarvot ovat seuraavat: i) ulostulo: DC 4 m A - 20 mA, ii) mittausalue: 0,2~i//cm - 0,5 jj/cm 40°C:ssa, iii) lämpötilan kompensaatio: 40°C - 10°C. Mitattua johtokykyä edustava signaali syötetään analogi- digitaalimuuttajan kautta elektroniseen laskijalaitteeseen elektrolyytissä olevan sinkin ja rikkihapon väkevyyden laskemiseksi likimääräisten lausekkeiden perusteella. Muuttajalaitteella on seuraavat ominaisarvot: i) lämpötilan kompensointi: lämpötila-asetus + 10°C, ii) ympäristön lämpötila 0-40°C,iii) jännitelähde: AC 100 V ± 10 V, 50 tai 60 Hz, iv) ulostulo:

mV-ulostulo 0-10 mV ulostulovastukeella alle 50 ; mA - ulostulo 10-50 mA

maksimi kuormitusvastuksella 400 -A.; mA-ulostulo 4-20 mA maksimikuormitus-vastukee11a 600 -A. . Laskijalaite on prosessitietokone. Likimääräiset lausek -keet ovat seuraavat: x (g/1) = -277,3 - δ ( iT/om) + 0,108 (t-Zn) (g/l) + 150,2 y (g/l) . 415,0 . b (iT/cm) + 1,550 (t-Zn) (g/l) - 197,0 jossa (t-Zn) (g/l) on sinkin kokonaisväkevyys ja on 165 g/l tässä tapauksessa.

Kerrointen arvot muutetaan sopivasti, kun lausekkeen (t - Zn) arVo muuttuu yllä määritellystä. Sinkkiväkevyyden mittausalue on n. 20-85 g/l virheen ollessa n ί 0,2 g/l. Rikkihappoväkevyyden mittausalue on n. 130-220 g/l virheen ollessa n. 0,5 g/l·

Johtokykymittanksen tulos esitetään kuvdssa 6. Elektrolyytin valmistusjaksot ja johtokyvyn vaihtelut nähdään selvästi tästä käytöstä ja havaitaan, että johtokyky voidaan mitata tarkasti induktiivisella liuosanalysaattorilla. Edelleen havaitaan, että johtokyky vaihtelee lineaarisesti jokai-s elia jaksolla ja sinkin ja rikkihapon väkevyyksien laskentatulos likimääräisten lausekkeiden perusteella on erittäin luotettava.

10 58698

Esimerkki 2

Osa elektrolyytistä, joka kiertää hydrome ta1lurgi sen sinkinvalmistus -systeemin elektrolyysiosan läpi, pumpataan ylös ja syötetään kalvopumpulla mittauskennoon virtausnopeudella 3,0 l/mln kiertoelektrolyytin johtokyvyn öC^Vcm) mittaamiseksi induktiivisella liuosanalysaattorilla, jossa on sivu -putkityyppinen siirtolaite. Tämän induktiivisen liuosanalysaattorln mittaus-ominaisarvot ovat samat kuin esimerkissä 1. Mitattua johtokykyä edustava signaali syötetään analogi-digitaalimuuttajan läpi elektroniseen laskijalait-teeseen elektrolyytissä olevan sinkki- ja rikkihappoväkevyyden laskemiseksi likimääräisten lausekkeiden perusteella. Muuttajalaitteella on samat ominaisarvot kuin esimerkissä 1. Laskijalaite on prosessitietokone. Likimääräiset lausekkeet ovat seuraavat: x (g/l * -269,36 . δ(V/om) + 0,194 (t - Zn) (g/l) + 114,39 y (g/l)= 439,89 . δ (ΊΓ/cm) + 0,730 (t - Zn) (g/l) - 100,71 joissa (t - Zn) (g/l) on sinkin kokona!sväkevyys ja on 165 g/l tässä tapauksessa.

Kerrointen arvot vaihdetaan sopivasti, kun lausekkeen (t - Zn) arvo muuttuu yllä määritellystä. Sinkkiväkevyyden mittausalue on n. 20-85 g/l virheen ollessa n. - 0,2 g/l. Rikkihappoväkevyyden mittausalue on n. 130 - 220 g/l virheenollessa n. 0,5 g/l.

Johtokykymittauksen tulos esitetään kuviossa 7* Elektrolyytin valmistusjaksot ja johtokyvyn vaihtelut nähdään selvästi tästä käyrästä ja havaitaan, että johtokyky voidaan mitata tarkasti induktiivisella liuosanalysaat-Jorilla. Edelleen havaitaan, että johtokyky vaihtelee lineaarisesti jokaisella jaksolla ja sinkki- ja rikkihappoväkevyyksien laskentatulos likimääräisten lausekkeiden perusteella on erittäin luotettava.

Tässä esimerkissä 2 virrantiheys on alle puolet niin suuri kuin esimerkissä 1; tämän vuoksi elektrolyytin valmistuksen väliset ajat ovat pitemmät kuin esimerkissä 1.

Claims (4)

11 58698

1. Systeemi sinkki- ja rikkihappoväkevyyden mittaamiseksi automaattisesti ja jatkuvasti elektrolyytistä, joka kiertää hydrcmetallurgisen sinkinvalmistus-prosessin elektrolyysikennojen (11) läpi, tunnettu siitä, että sanottu mittaussysteemi käsittää induktiivisen liuosanalysaattorin (17) , jossa on mittauslaite (26) ja joka kykenee jatkuvasti ilmaisemaan kiertoelektrolyytin johtokykyä, ja mittauskennon (18), joka on sijoitettu kiertoelektrolyytin jatkuvan virtauksen reitille, mittauskennon (18) käsittäessä vaahtoamisen estokammion (23), mittaus-kammion (24) ja ylivirtauskarrmion (25), joita siinä rajoittaa jakoseinämä (22), induktiivisen liuosanalysaattorin (17) mittauslaitteen (26) ollessa sijoitettu mit-tauskammion (24) sisään, ylivirtausaukon (29), joka on muodostettu jakoseinämän (22) yläosaan ja ensimmäisen yhdysaukon (30), joka an porattu jakoseinämän (22) keskiosaan yhdyselimen aikaansaamiseksi vaahtoamisen estokanmion (23) ja mittaus-kammion (24) välille, ja toisen yhdysaukon (31), joka en porattu jakoseinämän (22) alaosaan yhdyselimen aikaansaamiseksi mittauskanmion (24) ja ylivirtauskairmon (25) välille, jolloin kiertoelektrolyytti voi aina virrata mittauskennon (18) läpi alaspäin suuntautuvana virtauksena.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen automaattinen ja jatkuva mittaussysteemi, tunnettu siitä, että signaali, joka edustaa induktiivisella liuosanalysaat-torilla (17) jatkuvasti mitattua johtokykyä, syötetään analogi-digitaalimuuttajan (34) läpi elektroniseen laskijalaitteeseen (35) ja sanottu elektroninen laskija-laite (35) laskee automaattisesti kiertoelektrolyytissä olevan sinkkiväkevyyden ja rikkihappoväkevyyden ennalta määrättyjen likimääräisten lausekkeiden perusteella, joita esittävät yhtälöt x = A . S + B . (t - Zn) + C y = D . S + E . (t - Zn) + F joissa x on kiertoelektrolyytissä olevan sinkinväkevyys, y on kiertoelektrolyytissä oleva rikkihaponväkevyys, S on kiertoelektrolyytin mitattu johtokyky, A - F ovat vakioita ja (t - Zn) on kiertoelektrolyytissä oleva sinkin kokonaisväkevyys.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen automaattinen ja jatkuva mittaussysteemi, tunnettu siitä, että likimääräisissä lausekkeissa olevat vakiot ovat A = -277,3, B = 0,108, C = 130,2, D = 415,0, E = 1,350 ja F = -197,0.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen automaattinen ja jatkuva mittausssystee-mi, tunnettu siitä, että likimääräisissä lausekkeissa olevat vakiot ovat A = -269,36, B = 0,194, C = 114,39, D = 439,89, E = 0,730 ja F = -100,71.