RU2598937C2 - Способ автоматического управления процессом растворения солей - Google Patents

Способ автоматического управления процессом растворения солей Download PDF

Info

Publication number
RU2598937C2
RU2598937C2 RU2015101827/05A RU2015101827A RU2598937C2 RU 2598937 C2 RU2598937 C2 RU 2598937C2 RU 2015101827/05 A RU2015101827/05 A RU 2015101827/05A RU 2015101827 A RU2015101827 A RU 2015101827A RU 2598937 C2 RU2598937 C2 RU 2598937C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
carnallite
ore
useful component
content
Prior art date
Application number
RU2015101827/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015101827A (ru
Inventor
Юрий Степанович Сафрыгин
Галина Владимировна Осипова
Владимир Иванович Тимофеев
Евгений Борисович Панасюк
Original Assignee
Акционерное общество "ВНИИ Галургии" (АО "ВНИИ Галургии")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ВНИИ Галургии" (АО "ВНИИ Галургии") filed Critical Акционерное общество "ВНИИ Галургии" (АО "ВНИИ Галургии")
Priority to RU2015101827/05A priority Critical patent/RU2598937C2/ru
Publication of RU2015101827A publication Critical patent/RU2015101827A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2598937C2 publication Critical patent/RU2598937C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04—Chlorides
    • C01D3/08—Preparation by working up natural or industrial salt mixtures or siliceous minerals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F21/00—Dissolving
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F21/00—Dissolving
    • B01F21/20—Dissolving using flow mixing
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике управления процессом растворения применительно к растворению карналлитовых руд с получением обогащенного карналлита. Способ включает стабилизацию температуры растворения солей и концентрации полезного компонента в растворе изменением расхода сырья на растворение, определение полезного компонента с входящими в процесс солями и корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья. Определение полезного компонента в сырье - карналлитовой руде, горячем осветленном насыщенном растворе, обогащенном карналлите и охлажденном на вакуум-кристаллизационной установке (ВКУ) растворе после выделения из него обогащенного карналлита осуществляют по содержанию в потоках хлористого калия, стабилизацию концентрации полезного компонента ведут по осветленному насыщенному раствору, являющемуся выходным потоком процесса растворения, с корректировкой расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья, с учетом расходов и составов обогащенного карналлита и охлажденного раствора с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом руды. Технический результат: упрощение процесса за счет стабилизации содержания полезного компонента, определяемого по хлористому калию, с корректировкой расхода руды по выходному потоку - осветленному раствору. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к технике управления процессом получения карналлита, обогащенного из карналлитовых руд.
Известен способ управления процессом горячего растворения карналлитовых руд и кристаллизации из осветленного насыщенного раствора карналлита на вакуум-кристаллизационной установке (ВКУ) с последующим его выделением и возвратом образующейся жидкой фазы на стадию растворения (См., например, сборник научных трудов: «Соликамские, карналлиты», т. 2, ОАО «Сильвинит». ЗАО «ВНИИ Галургии», 2007, С-П, ЛИК, с. 117-123, с. 136-146).
Недостатком известного способа является его низкая точность, поскольку соблюдение норм технологических процессов растворения-кристаллизации базируется на стабилизации температуры растворения руды и соотношения: руда - растворяющий раствор с корректировкой расхода руды по ее химическому составу, определяемому аналитическим методом из усредненной пробы руды 1-2 раза в смену, без учета текущего изменения состава растворяющего раствора.
Известен способ управления процессом растворения солевых руд, например калийных, путем стабилизации расхода исходного раствора и регулирования подачи руды в зависимости от содержания полезного компонента во входных потоках, измерения температуры готового раствора и полезного компонента в готовом растворе. При этом приведена зависимость для регулирования подачи руды. Недостатком известного способа является его низкая точность в управлении процессом растворения карналлитовой руды, так как в нем предусмотрены стабилизация расхода растворяющего раствора и аналитическое определение содержания воды в исходном и конечном растворах. При производстве карналлита, обогащенного из руды, на растворение поступает переменное количество жидкой фазы после выделения из нее кристаллизата с ВКУ и раствора с противоточной промывки (ПТП) глинисто-солевого шлама, и стабилизировать их расходы в производственных условиях затруднено. Определение воды в горячих исходном и готовом растворах является длительной и трудоемкой операцией, так как из этих растворов кристаллизуются соли, что снижает точность определения этого показателя.
Известен способ автоматического управления процессом растворения солей - см. А.с. СССР №381374, Кл. B01F 1/00, G05D 11/00, публ. 22.05.1973, Бюл. №22 - прототип. Способ включает стабилизацию температуры растворения солей и стабилизацию концентрации полезного компонента в растворе изменением расхода сырья на растворение, определение полезного компонента с входящими в процесс потоками и при изменении величины этого расхода относительно заданного значения корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья.
Недостатком известного способа автоматического управления является его низкая точность при растворении карналлитовых руд в связи со сложностью определения полезного компонента - хлористого магния во входящих в процесс потоках: горячем растворяющем растворе и полидисперсной карналлитовой руде, а также колебаниями в расходе и составе раствора, содержащего KCl, MgCl2, NaCl с ВКУ и ПТП.
Задачей предлагаемого изобретения - способа автоматического управления процессом растворения солей применительно к процессу растворения карналлитовой руды является упрощение процесса управления с повышением точности определения полезного компонента за счет определения содержания хлористого калия в выходных потоках с пересчетом по приведенным зависимостям содержания полезного компонента в твердых и жидких фазах, а также их расходов с использованием вычисленных значений в системе управления расходом сырья.
Поставленная задача достигается тем, что в отличие от известного способа управления процессом растворения солей, включающего стабилизацию температуры растворения солей и концентрации полезного компонента в растворе изменением расхода сырья на растворение, определение полезного компонента с входящими в процесс солями и корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья, по предлагаемому способу определение полезного компонента в сырье - карналлитовой руде, горячем осветленном насыщенном растворе, обогащенном карналлите и охлажденном на вакуум-кристаллизационной установке растворе после выделения из него обогащенного карналлита осуществляют по содержанию в потоках хлористого калия, стабилизацию концентрации полезного компонента ведут по осветленному насыщенному раствору, являющемуся выходным потоком процесса растворения, с корректировкой расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья, с учетом расходов и составов обогащенного карналлита и охлажденного раствора с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом руды.
Сущность способа как технического решения заключается в следующем: определение полезного компонента в сырье - карналлитовой руде, горячем осветленном насыщенном растворе, обогащенном карналлите и охлажденном растворе после выделения из него обогащенного карналлита осуществляют по содержанию в потоках хлористого калия, стабилизацию концентрации полезного компонента ведут по осветленному насыщенному раствору, являющемуся выходным потоком процесса растворения, с корректировкой расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья, с учетом расходов и составов обогащенного карналлита и охлажденного раствора по следующим зависимостям с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом руды:
Figure 00000001
где ±ΔGp - расход руды, вводимый в систему управления для корректировки общего потока полезного компонента в карналлитовой руде, т;
Gp - расход руды, поступающей на растворение, т;
Figure 00000002
- содержание хлористого магния в осветленном растворе при
Figure 00000003
и насыщенного KCl, NaCl, мас. %:
Figure 00000004
где
Figure 00000005
- степень насыщения раствора по MgCl2 - величина безразмерная;
Figure 00000006
- содержание хлористого магния в жидкой фазе слива растворителей при условии насыщения раствора солями: MgCl2, KCl, NaCl, мас. %:
Figure 00000007
где tосв.р. - температура осветленного раствора, °С;
CKCl осв.р. - содержание хлористого калия в осветленном растворе, мас. %.
Кр - регламентное содержание хлористого магния в осветленном растворе в зависимости от температуры осветленного раствора, мас. %:
Figure 00000008
где 28,7 - регламентное содержание MgCl2 в осветленном растворе, мас. %,
0,06 - размерный коэффициент, мас. %/°С;
Gосв.р. _ расход осветленного раствора, т;
Figure 00000009
- содержание хлористого магния в руде, мас. %:
Figure 00000010
где 1,2772 - коэффициент пересчета молекулярного веса KCl на молекулярный вес MgCl2;
CKCl к. _ содержание KCl в карналлите, входящем в состав руды, мас. %:
Figure 00000011
где CKCl р. - общее содержание хлористого калия в руде, мас. %;
CKCl р.св. - содержание в руде свободного химически не связанного KCl, мас. %.
Расход руды (т), поступающей на растворение, определяли по формуле
Figure 00000012
где Gосв.р. - расход осветленного раствора, т;
Figure 00000013
- содержание хлористого магния в осветленном растворе (формулы 1.1 и 1.1.1), мас. %;
Figure 00000014
- содержание хлористого магния в руде (формулы 1.3 и 1.3.1), мас. %;
Кп - коэффициент, учитывающий потери полезного компонента с галитовым отвалом и глинисто-солевым шламом:
Figure 00000015
где Gк.п. - расход обогащенного карналлита, т;
CKCl к.п. - содержание хлористого калия в обогащенном карналлите, мас. %;
Gp - вес руды, поступившей на предшествующее растворение, т;
CKCl к. - содержание KCl в карналлите, входящем в состав руды, (формула 1.3.1), мас. %.
GH2O исп. _ расход воды, испаренной на ВКУ при охлаждении осветленного раствора под вакуумом, т:
Figure 00000016
где Gосв.р. - расход осветленного раствора, т;
0,0017 - коэффициент с размерностью 1/°С;
tо.р. _ температура охлажденного на ВКУ раствора, °С;
СН2О осв.р. _ содержание воды в осветленном растворе, мас. %:
Figure 00000017
где CKCl осв.р. - содержание хлористого калия в осветленном растворе, мас. %;
Figure 00000018
- содержание хлористого натрия в осветленном растворе, мас. %:
Figure 00000019
Figure 00000020
- содержание хлористого магния в осветленном растворе (формулы 1.1 и 1.1.1), мас. %;
Figure 00000021
- содержание хлористого магния в охлажденном на ВКУ растворе, мас. %:
Figure 00000022
где CKCl о.р. - содержание хлористого калия в охлажденном растворе, мас. %.
Значения величин
Figure 00000023
,
Figure 00000024
,
Figure 00000025
вычислены по эмпирическим зависимостям (соответственно формулы 1.1.1; 1.4.2.1а; 1.4.3), полученным по экспериментальным данным изменения концентрации веществ в растворах с изменением температуры с применением методов математического анализа.
Степень насыщения раствора,
Figure 00000026
, которая зависит от крупности помола руды, продолжительности процесса растворения и режима перемешивания, в оптимальном режиме принимают равной 0,96. В период пуска производства и при переходном режиме при малом расходе обогащенного карналлита после промывки ВКУ принимают Кп=0,9.
На существующих карналлитовых фабриках Урала при переработке руд известными способами раствор, полученный после выделения из суспензии обогащенного карналлита, образующегося на вакуум-кристаллизационной установке, объединяют с раствором, полученным после противоточной промывки глинисто-солевого шлама. Объединенный раствор нагревают в теплообменниках для стабилизации температуры реакционной массы в шнековых растворителях, в него подают карналлитовую руду, из образующейся суспензии выделяют галитовый отвал, а слив растворителей осветляют в сгустителях с получением горячего осветленного раствора и сгущенной суспензии глинисто-солевого шлама. Сгущенную суспензию промывают на установке противоточной промывки (ПТП) со сбросом промытого шлама. Слив с ПТП, насыщенный солями, направляют на растворение карналлитовой руды. Осветленный раствор охлаждают на вакуум-кристаллизационной установке (ВКУ), из полученной суспензии кристаллизата сгущением и фильтрацией выделяют обогащенный карналлит и охлажденный раствор, который после нагрева также подают на растворение карналлитовой руды.
В соответствии с известным способом стабилизацию полезного компонента в сливе растворителя осуществляют с определением полезного компонента с входящими в процесс потоками и содержания в них полезного компонента, и при изменении величины расхода потоков относительно заданного значения проводят корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья.
Известное техническое решение труднореализуемо при производстве карналлита, так как на этих предприятиях практически невозможно стабилизировать поток растворяющего раствора, поступающего с ВКУ и ПТП, в растворах, содержащих KCl, MgCl2 и NaCl, меняется солевой состав в широких пределах, а прямое определение MgCl2 в горячих жидких фазах затруднено из-за кристаллизации солей.
По предлагаемому способу управление процессом растворения карналлитовой руды с получением на ВКУ обогащенного карналлита предложено осуществлять по расходу выходного потока - осветленного горячего насыщенного раствора с определением в нем полезного компонента - хлористого магния по косвенному параметру - содержанию в потоке хлористого калия с корректировкой расхода полезного компонента - хлористого магния, поступающего в составе сырья, также по содержанию в руде хлористого калия с учетом расходов и составов обогащенного карналлита и охлажденного раствора.
Радиометрический метод прямого определения хлористого калия с помощью калиметров является бесконтактным, обладает высокой точностью, не зависит от температуры жидких фаз и хорошо себя зарекомендовал на калийных предприятиях России и за рубежом. Зависимость содержания в потоках хлористого магния от содержания хлористого калия определена экспериментально. Следует также отметить, что предложенные в прототипе математические зависимости не могут адекватно описать процесс растворения карналлитовой руды.
Практика показала, что в карналлитовой руде практически весь хлористый калий находится в виде природного минерала - карналлита, состава: KCl·MgCl2·6H2O.
Определяя содержание хлористого калия в руде и растворах радиометрическим методом с помощью калиметров по предлагаемому способу, непрерывно вычисляют содержание хлористого магния в потоках карналлитовой обогатительной фабрики по приведенным зависимостям.
Наряду с хлористым калием, входящим в состав карналлита, в руде присутствует хлористый калий в виде сильвина, то есть свободный KCl - CKCl св.. Содержание сильвина в руде меняется незначительно в течение смены по отношению к общему содержанию хлористого калия, поэтому, определяя периодически CKCl св. аналитическим методом, предлагается осуществлять контроль за текущим содержанием хлористого магния в карналлитовой руде по следующим зависимостям:
CKCl к.=CKCl р. _CKCl р.св.;
Figure 00000027
,
где 1,2772 - коэффициент пересчета молекулярного веса KCl на молекулярный вес MgCl2.
Для определения содержания хлористого магния в жидкой фазе слива растворителей при условии насыщения раствора солями KCl, MgCl2, NaCl -
Figure 00000028
, мас. %, в таблице 1 приведены эмпирические зависимости содержания хлористого магния от содержания в растворе хлористого калия - CKCl осв.р. и хлористого натрия -
Figure 00000029
от
Figure 00000030
в интервале температур 80-100°С. По экспериментальным данным и известной стандартной методике математического анализа с помощью программ EXCEL - см., например, Решение математических задач средствами EXCEL, В.Я. Гельман, Изд-во «Питер», 2003, составлены эмпирические зависимости и определены величины достоверности аппроксимации - R2 для зависимости
Figure 00000031
от CKCl осв.р. и
Figure 00000032
от
Figure 00000033
.
Figure 00000034
Полученные зависимости имеют вид:
Figure 00000035
.
Далее аналогично находим зависимость коэффициентов А, В, С, входящих в эти уравнения, от температуры (80-100°С), используя методику математического анализа:
А=0,0511+0,794·(tосв.p./100)-0,65·(tосв.p./100)2
В=6,41+2,4585·(tосв.p./100)-3,705·(tосв.p./100)2
С=49,281+5,58·(tосв.p./100)
Подставляя значения коэффициентов А, В, С в основное уравнение, получим зависимость для определения
Figure 00000036
для интервала температур 80-100°С:
Figure 00000037
Практика показала, что степень насыщения осветленного раствора -
Figure 00000038
по хлористому магнию зависит от крупности помола руды, продолжительности процесса растворения, интенсивности перемешивания суспензии, типа растворителей и температуры и колеблется в пределах 0,95-0,97. При регламентном режиме растворения: размер частиц руды +7 мм - отсутствие, продолжительность растворения - 25 минут при температуре 95-97°С, растворение в 2 шнековых растворителях, степени насыщения
Figure 00000039
. Поэтому содержание хлористого магния в осветленном растворе определяют по уравнению:
Figure 00000040
.
При производстве обогащенного карналлита из руды полезный компонент - хлористый магний теряется с галитовым отвалом и промытым глинисто-солевым шламом, что учитывается коэффициентом потерь по зависимости:
Figure 00000041
В таблице 1 приведена экспериментальная зависимость содержания хлористого натрия в осветленном растворе
Figure 00000042
от содержания в растворе хлористого магния
Figure 00000043
и выведены эмпирические зависимости по стандартной методике математического анализа с помощью программ EXCEL. Учитывая, что содержание в растворе хлористого натрия меняется незначительно от изменения
Figure 00000044
, а содержание CKCl осв.р. определяется в осветленном растворе прямым радиометрическим методом, приведенные в таблице 1 зависимости для
Figure 00000045
являются справедливыми при определении по ним
Figure 00000046
вместо
Figure 00000047
.
Подставляя в уравнения таблицы 1 для
Figure 00000048
текущее значение содержания хлористого магния с учетом
Figure 00000049
и хлористого калия, определенное радиометрическим методом, определяем значение
Figure 00000050
по уравнению общего вида:
Figure 00000051
Далее находим аналогично значения коэффициентов D, Е, F в зависимости от температуры в интервале 80-100°С.
D=0,0808-0,075·(tосв.p./100)+0,01·(tосв.p./100)2
Е=3,3269-1,27·(tосв.p./100)-0,93·(tосв.p./100)2
F=30,769+23,19·(tосв.p./100)-32,4·(tосв.p./100)2
Подставляя значения коэффициентов D, E и F в уравнение, выведенное для
Figure 00000052
, получим итоговое уравнение:
Figure 00000053
По зависимости:
Figure 00000054
определяют содержание воды в осветленном растворе, СН2О осв.р., мас. %.
При производстве обогащенного карналлита для его кристаллизации из осветленного раствора используют ВКУ, где охлаждение происходит за счет самопроизвольного испарения воды из жидкой фазы под вакуумом.
Практика показала, что при испарении ~0,0017 части воды от ее содержания в осветленном растворе происходит охлаждение жидкой фазы примерно на 1°С. Поэтому справедлива предлагаемая зависимость для определения расхода испаренной воды:
Figure 00000055
В таблице 2 приведены эмпирические зависимости содержания хлористого магния в охлажденном на ВКУ растворе в зависимости от содержания в растворе хлористого калия в интервале температур 40-60°С и результаты математической обработки данных с помощью программ EXCEL.
Figure 00000056
Полученные зависимости имеют вид:
Figure 00000057
.
Далее аналогично находим зависимость коэффициентов А1, В1, С1, входящих в эти уравнения, от температуры:
A1=0,7384-1,773·(tосв.p./100)+1,45·(tосв.p./100)2
B1=3,7333-3,9985·(tосв.p./100)+3,425·(tосв.p./100)2
С1=29,026+10,25·(tосв.p./100)
Подставляя значения коэффициентов А1, B1 и C1 в уравнения, получаем итоговое уравнение для
Figure 00000058
:
Figure 00000059
По результатам вычисления определяют расход руды, который необходимо подать в растворители:
Figure 00000060
.
По регламенту в осветленном насыщенном растворе содержание хлористого магния должно составлять 28,7%. Приведем зависимость регламентного значения этого показателя - Кр, % от температуры:
Кр=28,7-(100°-tосв.p.)·0,06.
Определяют расход руды, вводимый в систему управления для корректировки общего потока полезного компонента в карналлитовой руде, ±ΔGp, т:
Figure 00000061
.
По предлагаемому способу
Figure 00000062
принимают, как правило, на уровне 0,96, а при отсутствии потока на транспортерной ленте обогащенного карналлита, как готового продукта, или его малом потоке из-за промывки ВКУ или отсутствия разгрузки сгущенной суспензии из отстойников на фильтрацию Кп принимают на уровне 0,9.
Вычисленные значения технологических параметров подают в качестве задания в систему управления расходом карналлитовой руды.
Таким образом, решается задача предполагаемого изобретения - способа автоматического управления процессом растворения солей применительно к процессу растворения карналлитовой руды и получению на ВКУ обогащенного карналлита - упрощение процесса управления с повышением точности определения полезного компонента за счет определения содержания хлористого калия в выходных потоках с пересчетом по приведенным зависимостям содержания полезного компонента в твердых и жидких фазах, а также их расходов с использованием вычисленных значений в системе управления расходом сырья.
Способ осуществляли следующим образом.
Замеряли:
- общее содержание хлористого калия в карналлитовой руде, CKCl р., мас. %, например, калиметром с вторичным прибором, непрерывно;
- содержание в руде хлористого калия свободного, химически не связанного в виде сильвина, CKCl р.св., %, например, аналитически, 1 раз в смену;
- содержание хлористого калия в осветленном растворе, CKCl осв.р., мас. %, например, калиметром с вторичным прибором, непрерывно;
- содержание хлористого калия в охлажденном растворе, CKCl о.р., %, например, калиметром с вторичным прибором, непрерывно;
- содержание хлористого калия в обогащенном карналлите, CKCl к.п., мас. %, например, калиметром с вторичным прибором, непрерывно;
- температуру осветленного раствора, tосв.p., °С, например, термометром сопротивления с вторичным прибором, непрерывно;
- температуру жидкой фазы охлажденного раствора на выходе из ВКУ, to.p., °С, например, термометром сопротивления с вторичным прибором, непрерывно;
- расход осветленного раствора, Gосв.р., т, например, индукционным расходомером, плотномером с вторичным прибором, непрерывно;
- расход обогащенного карналлита, Gк.п., т, например, весоизмерителем с вторичным прибором, непрерывно.
При реализации предлагаемого способа стабилизацию температуры растворения карналлитовой руды осуществляли путем нагревания смеси охлажденного на ВКУ раствора и раствора, полученного на установке противоточной промывки шламов в поверхностных подогревателях, после чего объединенный раствор подавали в растворители. В растворители подавали также руду. Стабилизацию полезного компонента - хлористого магния в горячем осветленном растворе проводили путем изменения расхода полезного компонента, содержащегося в руде в виде карналлита, с корректировкой расхода руды (хлористого магния) по содержанию хлористого магния в осветленном растворе для получения регламентного содержания MgCl2 в жидкой фазе. При этом учитывались потери хлористого магния с галитовым отвалом и глинисто-солевым шламом.
Горячий осветленный раствор, являющийся выходным потоком процесса растворения, с оптимальным содержанием хлористого магния, достигнутым путем стабилизации за счет изменения расхода полезного компонента, охлаждали на установке вакуум-кристаллизации. При охлаждении под вакуумом за счет самоиспарения воды из осветленного раствора получили охлажденную суспензию обогащенного карналлита, которую разделяли сгущением и фильтрацией с получением целевого продукта - обогащенного карналлита и охлажденного раствора, который объединяли с раствором, полученным на установке противоточной промывки шламов, нагревали смесь растворов и подавали на растворение карналлитовой руды. Определение полезного компонента в руде, горячем осветленном насыщенном растворе, обогащенном карналлите и охлажденном на ВКУ растворе осуществляли по замеренному содержанию в потоках хлористого калия. С учетом замеров расходов осветленного раствора обогащенного карналлита, температуры слива растворителя, осветленного и охлажденного растворов по следующим зависимостям вычисляли значения основных технологических параметров, и вычисленные значения подавали в качестве задания в систему управления расходом руды.
Зависимости для вычисления технологических параметров:
Вычисляли содержание хлористого калия в карналлите, входящем в состав руды, CKCl к., мас. %: CKCl к.=CKCl р.-CKCl р.св.
Вычисляли содержание хлористого магния в руде,
Figure 00000063
, мас. %:
Figure 00000064
.
Вычисляли содержание хлористого магния в жидкой фазе слива растворителей при условии насыщения раствора солями MgCl2, KCl, NaCl,
Figure 00000065
, мас. %:
Figure 00000066
Вычисляли содержание хлористого магния в осветленном растворе при степени его насыщения по
Figure 00000067
и насыщенного хлористым калием и хлористым натрием,
Figure 00000068
, мас. %:
Figure 00000069
.
Вычисляли коэффициент, учитывающий потери хлористого магния с галитовым отвалом и глинисто-солевым шламом, Кп:
Figure 00000070
.
Вычисляли содержание хлористого натрия в осветленном растворе,
Figure 00000071
, мас. %;
Figure 00000072
Вычисляли содержание воды в осветленном растворе, CH2O осв.р., мас. %:
Figure 00000073
.
Вычисляли расход воды, испаренной под вакуумом при охлаждении осветленного раствора на ВКУ, GH2O исп., т:
Figure 00000074
.
Вычисляли содержание хлористого магния в охлажденном на ВКУ растворе,
Figure 00000075
, мас. %:
Figure 00000076
Вычисляли расход карналлитовой руды, поступающей на растворение, Gp, т:
Figure 00000077
.
Вычисляли регламентное содержание хлористого магния в осветленном растворе, Кр, мас. %:
Кр=28,7-(100-tосв.р.)·0,06.
Вычисляли расход руды, вводимый в систему управления расходом полезного компонента в руде в общем потоке карналлитовой руды, ±ΔGp, т:
Figure 00000078
.
Знак (±) показывает, что общий расход руды корректируется на величину ±ΔGp.
Для условной переработки карналлитовой руды Верхнекамского месторождения а приняли равной 0,96, а Кп в пусковой период при отсутствии обогащенного карналлита - равным 0,9.
Пример 1
Раствор, полученный после выделения из охлажденной на вакуум-кристаллизационной установке суспензии обогащенного карналлита, объединяли с раствором, полученным после противоточной промывки глинисто-солевого шлама.
Объединенный раствор нагревали для стабилизации температуры реакционной массы в растворителях, в него подавали карналлитовую руду, из образующейся суспензии выделяли галитовый отвал, а слив растворителей осветляли в сгустителе с получением горячего осветленного раствора и сгущенной суспензии глинисто-солевого шлама. Сгущенную суспензию промывали на установке противоточной промывки со сбросом промытого шлама. Слив с ПТП, насыщенный солями, направляли на растворение карналлитовой руды. Осветленный раствор охлаждали на ВКУ, из полученной суспензии кристаллизата сгущением и фильтрацией выделяли обогащенный карналлит и охлажденный раствор, который после нагрева подавали на растворение карналлитовой руды.
Замеряли:
- общее содержание хлористого калия в карналлитовой руде, CKCl р., мас. %, непрерывно - 21,33;
- содержание в руде хлористого калия в виде сильвина, CKCl р.св., мас. %, аналитически, 1 раз в смену - 0,3;
- содержание хлористого калия в осветленном растворе, CKCl осв.р., мас. %, непрерывно - 7,2;
- содержание хлористого калия в охлажденном растворе, CKCl о.р., мас. %, непрерывно - 3,3;
- температуру осветленного раствора, tосв.р., °С, непрерывно - 94;
- температуру охлажденного раствора, tк., °С, непрерывно - 55;
- расход осветленного раствора, Gосв.р., т, непрерывно - 300;
- расход обогащенного карналлита, Gк.п., т, непрерывно - 45;
- содержание хлористого калия в обогащенном карналлите, CKCl к.п., мас. %, непрерывно - 23,7.
Вычисляли:
- содержание хлористого калия в карналлите, входящем в состав руды, CKCl к., %:
CKCl к.=CKCl р. _CKCl р.св.=21,33-0,3=21,03;
- содержание хлористого магния в руде,
Figure 00000079
, мас. %:
Figure 00000080
- содержание хлористого магния в жидкой фазе слива растворителей при условии насыщения раствора солями MgCl2, KCl, NaCl,
Figure 00000081
, мас. %:
Figure 00000082
- содержание хлористого магния в осветленном растворе при степени его насыщения по
Figure 00000083
и насыщенного хлористым калием и хлористым натрием,
Figure 00000084
, мас. %:
Figure 00000085
Figure 00000086
приняли для условий растворения карналлитовой руды фракции +7 мм - отсутствие и продолжительности растворения 25 минут в шнековом растворителе;
- коэффициент, учитывающий потери хлористого магния с галитовым отвалом и глинисто-солевым шламом, Кп:
Figure 00000087
;
- содержание хлористого натрия в осветленном растворе,
Figure 00000088
, мас. %;
Figure 00000089
- содержание воды в осветленном растворе, CH2O осв.р., мас. %:
Figure 00000090
- расход воды, испаренной под вакуумом при охлаждении осветленного раствора на ВКУ, GH2O исп., т:
Figure 00000091
- расход карналлитовой руды, поступающей на растворение, Gp, т:
Figure 00000092
- регламентное содержание хлористого магния в осветленном растворе, Кр, мас. %:
Кр=28,7-(100-tосв.р.)·0,06=28,34;
- коэффициент, корректирующий основной расход руды, ±ΔGp, т:
Figure 00000093
.
Расход руды с учетом корректирующего коэффициента, ±ΔGp, т, составит:
37,34+26,92=65,68.
Вычисленные значения технологических параметров подавали в систему управления расходом руды.
Пример 2
Способ осуществляли в соответствии с примером 1, но для условий переработки руды Верхнекамского месторождения с размером частиц +7 мм не более 12% и продолжительности процесса растворения 18 минут α составила 0,95.

Claims (2)

1. Способ автоматического управления процессом растворения солей, включающий стабилизацию температуры растворения солей и концентрации полезного компонента в растворе изменением расхода сырья на растворение, определение полезного компонента с входящими в процесс солями и корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья, отличающийся тем, что определение полезного компонента в сырье - карналлитовой руде, горячем осветленном насыщенном растворе, обогащенном карналлите и охлажденном на вакуум-кристаллизационной установке растворе после выделения из него обогащенного карналлита осуществляют по содержанию в потоках хлористого калия, стабилизацию концентрации полезного компонента ведут по осветленному насыщенному раствору, являющемуся выходным потоком процесса растворения, с корректировкой расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья, с учетом расходов и составов обогащенного карналлита и охлажденного раствора с подачей вычисленных значений в качестве задания в систему управления расходом руды.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень насыщения раствора
Figure 00000094
, которая зависит от крупности помола руды, продолжительности процесса растворения и режима перемешивания, в оптимальном режиме принимают равной 0,96.
RU2015101827/05A 2015-01-21 2015-01-21 Способ автоматического управления процессом растворения солей RU2598937C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015101827/05A RU2598937C2 (ru) 2015-01-21 2015-01-21 Способ автоматического управления процессом растворения солей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015101827/05A RU2598937C2 (ru) 2015-01-21 2015-01-21 Способ автоматического управления процессом растворения солей

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015101827A RU2015101827A (ru) 2016-08-10
RU2598937C2 true RU2598937C2 (ru) 2016-10-10

Family

ID=56612683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015101827/05A RU2598937C2 (ru) 2015-01-21 2015-01-21 Способ автоматического управления процессом растворения солей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2598937C2 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU381374A1 (ru) * 1970-11-27 1973-05-22 ВСЕСОЮЗНАЯ]1АТ?НТКО'1гК15;йЕС-КЙй
SU997765A1 (ru) * 1981-08-03 1983-02-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии Способ управлени процессом растворени солей
EP0199617A1 (fr) * 1985-03-28 1986-10-29 Mines De Potasse D'alsace S.A. Procédé de traitement de minerai carnallitique
RU2398620C1 (ru) * 2009-03-04 2010-09-10 Закрытое акционерное общество "ВНИИ Галургии" (ЗАО "ВНИИ Галургии" Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд
RU2399587C2 (ru) * 2008-12-04 2010-09-20 Закрытое акционерное общество "ВНИИ Галургии" (ЗАО "ВНИИ Галургии") Способ управления процессом получения хлористого калия
RU2404845C2 (ru) * 2009-02-02 2010-11-27 Закрытое акционерное общество ВНИИ Галургии (ЗАО ВНИИ Галургии) Способ управления процессом растворения карналлитовых руд

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU381374A1 (ru) * 1970-11-27 1973-05-22 ВСЕСОЮЗНАЯ]1АТ?НТКО'1гК15;йЕС-КЙй
SU997765A1 (ru) * 1981-08-03 1983-02-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии Способ управлени процессом растворени солей
EP0199617A1 (fr) * 1985-03-28 1986-10-29 Mines De Potasse D'alsace S.A. Procédé de traitement de minerai carnallitique
RU2399587C2 (ru) * 2008-12-04 2010-09-20 Закрытое акционерное общество "ВНИИ Галургии" (ЗАО "ВНИИ Галургии") Способ управления процессом получения хлористого калия
RU2404845C2 (ru) * 2009-02-02 2010-11-27 Закрытое акционерное общество ВНИИ Галургии (ЗАО ВНИИ Галургии) Способ управления процессом растворения карналлитовых руд
RU2398620C1 (ru) * 2009-03-04 2010-09-10 Закрытое акционерное общество "ВНИИ Галургии" (ЗАО "ВНИИ Галургии" Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015101827A (ru) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2399587C2 (ru) Способ управления процессом получения хлористого калия
Guo et al. Isopiestic measurement and solubility evaluation of the ternary system (CaCl2+ SrCl2+ H2O) at T= 298.15 K
RU2598937C2 (ru) Способ автоматического управления процессом растворения солей
Guo et al. Thermodynamics and phase equilibrium of the high concentration solid solution-aqueous solution system KCl–RbCl–H2O from T= 298.15 K to T= 323.15 K
Elfil et al. Reconsidering water scaling tendency assessment
Malinowski et al. Utilization of waste gypsum in fertilizer production
RU2404845C2 (ru) Способ управления процессом растворения карналлитовых руд
Shen et al. Study on the phase equilibrium of the quaternary systems Na+ (K+)//H2PO4−, Cl−, SO42−–H2O at 313.15 K
CN106395874A (zh) 一种从混合液中提取氯化钠和六水氯化铝的方法
IT201600122231A1 (it) Metodo per misurare la concentrazione di un additivo anti-sporcamento in un flusso di acqua salina circolante in un impianto di desalinizzazione e relative applicazioni.
RU2598933C2 (ru) Способ управления процессом получения хлористого калия
RU2359909C2 (ru) Способ управления процессом получения хлористого калия
RU2398620C1 (ru) Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд
RU2549403C1 (ru) Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд
RU2352385C2 (ru) Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд
Mubarak Integrated process for potassium sulfate and a mixture Of ammonium chloride/potassium sulfate salts production
RU2555487C2 (ru) Способ управления процессом получения хлористого калия
RU2664501C1 (ru) Способ управления процессом получения карналлита
Xu et al. Determination and modeling of the solubilities of NH4Al (SO4) 2· 12H2O in the NH4+-Al3+-H3O+-HSO4−-SO42−-H2O system at different H2SO4 molalities and temperatures
RU2373987C2 (ru) Способ управления процессом сгущения пульпы
RU2412115C2 (ru) Способ управления процессом получения хлористого калия
Atanasova Effect of phosphate rock quality on the efficiency of phosphoric acid production
Yoshikawa et al. A method for determining the composition of aqueous highly concentrated salt mixture solutions by attenuated total-reflectance IR spectrometry
Edahwati et al. Manufacture of Struvite From Industrial Waste Sodium Tripolyphosphate Using Bulkhead Column Reactor
SU1060569A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом выщелачивани хлористого кали

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170414

TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PC4A - IN JOURNAL: 11-2017