Способ управления процессом переработки пульпы серосульфидного материала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы (21) 4740226/26 (22) 26,09,89 (46) 30,09,91, Бюл, № 36 (71) Государствен и ы и научно-исследовательский институт цветных металлов (72) M.Í,Íàôòàëü, !ОФ.Марков, А.Ф.Гавриленко, С.И,Ройтберг, Ж.И.Розенберг, А.К.Обеднин, Ю.Я,Сухобаевский и В,Б.Прибылев (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 778130, кл. С 01 В 17/06, 1979.

Технологическая инструкция цеха по производству элементарной серы ¹ 1. Надеждинский металлургический завод НГМК, И ТИ 0401.14,109-11-16-85. Надеждинск, с. 30.69, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПЕРЕРАБОТКИ ПУЛЬПЫ СЕРОСУЛЬФИДН ОГО MATE ÐÈÀÃ1A (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в цветной металлургии, может быть использовано при управлении процессом гидрометаллургической переработки сульфидных концентраИзобретение относится к автоматизации процессов гидрометаллургической переработки сульфидных материалов и может быть использовано в цветной металлургии для управления процессами получения серы в автоклааной технологии переработки пирротиновых концентратов.

Целью изобретения является повышение снижение расхода исходных реагентов и повышение степени извлечения серы.

Сущность способа управления состоит в следующем. Ы „„1680618 А1 (я)5 С 01 В 17/06, G 05 D 27/00 тов на базе BBTQKflBBHQA технологии с получением элементарной серы и позволяет снизить расход исходных реагентов и повысить степень извлечения серы в товарную, Сущность заявляемого способа управления состоит в том, что при переработке пульпы серосульфидного материала последовательным проведением ее кондиционирования, флотации и выплавки серы впервые предложено дозировать ПАВ в головной реактор каскада кондиционирования в зависимости от величины разности текущего и заданного значений отношения расхода

ПАВ к массовому содержанию элементарной серы в серосульфидном материале, а во второй и последующие — в зависимости от гранулометрического состава и последующие — а зависимости от гранулометрического состава пенного продукта флотации, при этом расход ПАВ увеличивают при содержании частиц класса {-630+74) мкм менее 20% и уменьшают при содержании частиц класса

+630 мкм более 10% прямо пропорционально величине отклонения крупности пенного продукта флотации от указанных значений, 1 ил.,2 табл.

При г одаче ПАВ в пульпу CCM при температуре выше точки плавления элементарной серы протекают одновременно два процесса: первый — дробление глобул серосульфидного плава, смачивание сульфидных частиц, находящихся ранее в объеме глобул, раствором, содержащим сульфидион, и их "отрыв" от элементарной серы— начинается сразу после разрушения молекулами ПАВ оболочки, состоящей из поверхностно-дифильных шламов и молекул стабилизаторов; второй — коалесценция уже

1680618

55 освобожденных от бронирующей оболочки, но еще не полностью освобожденных от сульфидов глобул. Чем крупнее образующиеся в головном реакторе глобулы, тем требуется большее число раз дробить ее по ходу кондицирнирования для полного разделения компонентов.

Опытным путем установлено, что в головном реакторе необходимо создать такую концентрацию ПАВ, чтобы обеспечить разрушение бронирующей оболочки и максимальное разделение серы и сульфидов без укрупнения серосульфидных глобул..Количество ПАВ здесь вводится такое, чтобы было достаточно только для разрушения бронирующих глобулы оболочек, т.е. процесс ведут при дефиците ПАВ. Таким путем получают-мельчайшие капли серы, окаймленные тонкодисперсными шламами стабилизаторов, К числу стабилизаторов относятся, например, сул ьфит-целлюлозный щелок, применяемый при выделении

CCl из пирротинового концентрата; тонкодисперсные сульфиды железа, образующиеся при взаимодействии гидрофилизатора с оксидами железа; сульфаты кальция и пр, При использовании кальцийсодержащих реагентов-гидрофилизаторов последний играет доминирующую роль.

В последующих реакторах каскада необходимо подать количество ПАВ, необходимое для удаления шламов стабилизаторов с поверхности вновь образуемых капель серы, что является необходимым условием их слияния до размеров, наиболее благоприятных для флотации и автоклгвной выплавки серы. Опытным путем найдено, что эти условия достаточно полно характеризуют гранулометрический состав пенного продукта флатации, а именно; содержание классов частиц +630 и (-630+74) мкм. Наличие частиц класса+630 мкм сверх определенного количества указывает на черезмерное укрупнение, что вызывает снижение извлечение серы в ходе флотации и ухудшение качества сульфидного концентрата, Снижение частиц класса (-630+74) мкм сверх определенного уровня приводит к затруднениям при выплавке серы из пенного продукта флотации.

Блок-схема одного из возможных способов реализации предлагаемого способа управления показана на чертеже, Объект управления — последовательно включенные операции кондиционирования пульпы ССМ (А), флотации кондиционированной пульпы (Б) и автоклавной выплавки серы (В). Пульпа поступает в головной реактор каскада кондиционирования, куда падается также реагент-гидрофилизатор, ПАВ подают в головной и последующие реакторы. Дезинтегрированная пульпа поступает на флотацию, где выделяют сульфидный концентрат (камерный продукт) и пенный продукт — серный концентрат. Последний подается на выплавку серы, где получают товарную серу (на склад) и хвосты плавки (возвращают на флота цию).

Система управления содержит датчики

1-5 объемного расхода пульпы ССМ, ее плотности, плотности раствора и твердого пульпы, содержания элементарной серы в

ССМ, блок 6 вычисления массового содержания серы с потоком исходной пульпы

ССМ, датчик 7 расхода ПАВ в головной автоклав, блок 8 вычисления величины отношения ПА — расход серы, блок 9 сравнения текущего и заданного значения указанного соотношения, регулятор 10, исполнительный орган 11, изменяющий расход ПАВ в головной реактор, датчики 12 содержания частиц класса+630 и (-630+74) мкм в пенном продукте флотации, блок 13 сравнения текущих значений классов+630 и (-630+74) мкм с заданными величинами, регулятор 14. ис.полнительный орган 15, регулирующий подачу ПАВ в последующие реакторы.

Способ осуществляют следующим образом.

Сигналы с датчиков 1 — 5 поступают в блок 6, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный величине массового расхода элементарной серы c CCM.

Зтот сигнал и сигнал с датчика 7 в блоке 8 образует сигнал, пропорциональный величине отношения ПА — сера в ССМ, который в блоке 9 сравнивается с заданием, их разность поступает в регулятор 10, изменяющий через исполнительный орган 11 расход

ПАВ в головной реактор. Сигналы с датчиков 12, пропорциональные, соответственно, содержаниям частиц класса +630 и (630+74) мкм сравниваются с заданиями в блоках 13 сравнения. Сигналы рассогласования подаются на регулятор 14, который через исполнительный орган 15 изменяет расход ПАВ в последующие реакторы каскада.

Данный способ управления применяли при переработке пульпы ССМ, .полученной при автоклавном окислительном выщелачивании пирротиновых концентратов, В первой серии опытов (см. табл.1) определили оптимальные режимы переработки при управлении по способу-прототипу и предлагаемому. CCM в этих опытах получен из пирротинового кЬнцентрата крупностью

81,2 класса — 44 мкм и содержал, 70: никель 6,12; медь 1,42, железо 27,1; сера 52, в т,ч. элементарная 41,6.

1680618

Водную пульпу ССМ плотности

1,5-1,6 т/м нейтрализовали известью до з рН 8 и закачивали в головной автоклав кондиционирования. Последнее вели при

122 — 127 С в присутствии реагента-гидрофилизатора (смесь.СаО и Na2S) нефтеорганического ПАВ (моторное топливо по ГОСТ

1667-68). Пульпа проходила каскад реакторов из трех автоклавов с мешалками на 196 об/мин. Реагент-гидрофилизатор вводили в первый автоклав центробежным насосом в количеств, обеспечивэвшем окислительновосстановительный потенциал (ОВП) кондиционированной пульпы на уровне

460 — 480 мВ относительно хлорсеребряного электрода. Этому уровню соответствовал расход реагентов-гидрофилизаторов, равный 3,9 по отношению к весу CCM npu соотношении СаО:Na2S=4:1. Указанный расход гидрофилизатора поддерживался во всех опытах неизменным. ПАВ в первый (по способу-прототипу) или первый и второй(по предлагаемому способу) автоклавы подавали дозаторными насосами, Пульпу после кондиционирования смешивали с хвостами от выплавки серы, охлаждали до 60 — 70 С и флотировали в двенадцатикамерной машине ФМР-63к. Флотацию вели при конечной концентрации сульфид-иона в камерном продукте на уровне 1 — 3 г/л. Пенный продукт поступал на выплавку серы в автоклавах, где в качестве реагента использовали сернистый натрий. Выплавленная сера после отделения твердых примесей поступала на склад; хвосты плавки, содержащие недоизвлеченную в продукционный слой серу и сульфиды, возвращали на флотацию совместно с кондиционированной пульпой.

Результаты опытов приведены в табл.1.

Как видно, при управлении по способу-прототипу лучшие результаты получены при расходе ПАВ соответственно 0,5 и 1,0 кг/т

CCM (опыт 8).

В табл.2 сопоставлены результаты переработки пульпы ССМ при управлении в соответствии с прототипом и по предполагаемому способу. CCM получен из пирротинового концентрата крупностью 76,1 частиц класса — 44 мкм и содержал, ; никель 5,83; медь 1,42; железо 28,2; сера 53,6, в т,ч; элементарная 39,2. Состав дан средний, в ходе сопоставления содержание элементарной серы в ССМ колебалось в пределах 36 — 47/, При управлении по прототипу расход

ПАВ в первый автоклав поддерживали в соотношении ПА — твердое ССМ, равном

1,0 кг/т ССМ (опыт 3 в табл.1).

При управлении по предлагаемому способу расход ПАВ в первый автоклав кондиционирования поддерживали в зависимо сти от содержания элементарной серы гCCM. С изменением последнего расход ПАР корректировали по.соотношению

5 Xi — 1

xi = xi — k1 (— а1), (1)

gf где xi — расход ПАВ в первый автоклав в l-й интервал времени (i=1,2,...); д — содержание элементарной серы в

ССМ íà i-м интервале времени;

k1=450, а1=0,0011 — коэффициенты пропорциональности.

Расход ПАВ во второй реактор поддерживали в зависимости от гранулометрического состава пенного продукта флотации по соотношениям

xI — xi — 1 +

l /

20 k2 (a2 — y I — 1 ) при у1 — 1 ) 10; (z) + It

k3 (аЗ вЂ” у I — 1 ) при у I — 1 <20; где х i" — расход ПАВ во второй реактор в 1-й интервал времени;

25 у i — содержание(по массе) частиц класса +630 мкм в пенном продукте флотации, %. у " — то же, частиц класса — 630+74 мкм;

k2=0,07, Кз=0,10 — коэффициенты пропорциональности; а2=10; аз=20 — заданные содержания частиц класса -630+74 мкм соответственно в пенном продукте флотации.

Значения коэффициентов k1,k2,ka и а1

35 определены экспериментально по результатам опыта 8 в табл.1.

Данные в табл.2 представлены средними за сутки показателями. При управлении по предлагаемому способу они получены

40 следующим образом.

При существующем режиме подачи

ПАВ (пятые сутки работы в табл.2 — (i-1)-й интервал времени) определяли содержание элементарной серы в ССМ (gsi), содержание

45 частиц классов +630 и (-620+74) мкм в пенном продукте флотации (yi-1 и у ь1.") и расход

ПАВ (х ь1). За величину g 1 принимали содержание элементарной серы в ССМ в пробах, отобранных в последние 3 ч интервала времени (1-1). Полученные значения под-. ставляли в соотношения (1) и (2), при этом х ь1 и х "ь1 устанавливали, равными расходу

ПАВ в 1 и 2 автоклавы в опыте 8 (см. табл,1).

В результате находили величины х i и х"i, 55 которые поддерживали в течение суток на неизменном уровне. Величины х I, х I. g i, у ь у"i, характеризующие режим работы в -м интервале времени, а также значения

g +1 в конце этого интервала являлись исS

1680618 ходными данными для корректировки расхода ПАВ на следующий ()+1)-й интервал времени.

Длительность интервала времени, равного суткам, принята, чтобы получить представительные оценки показателей флотации и автоклавной выплавки серы.

Фиксировались расход сернистого натрия на выплавке серы, извлечение элементарной серы в товарную, содержание элементарной серы в камерном (должно быть меньше 5 ) и пенном (должно быть больше

70 ) продуктах флотации, содержание органики в выплавленной сере (должно быть ниже 0,25%). Перечисленные показатели характеризуют эффективность предлагаемого способа управления по сравнению со способом управления по прототипу, Как видно из данных табл.2, при управлении по предлагаемому способу извлечение серы примерно на 12 " выше, а расход сернистого натрия на 6,5 ниже, чем при управлении пода1ей ПАВ s способе-прототипе; лучше качество конечных продуктов: содержание элементарной серы в камерном продукте ниже на 1,17 абс., содержание органики в выплавленной сере меньше iia

0,04 абс.%.

Формула изобретения

Способ управления процессом переработки пульпы серосульфидного материала (CCM), включающий его кондиционирование в каскаде реакторов с последующей флотацией пульпы и выплавкой серы из пенного продукта флотации, путем регулирования расхода поверхностно-активных веществ (ПАВ) в реакторы кондиционирования в зависимости от содержания твердого в пульпе ССМ, о тл и ч а ю шийся тем, что, 5 с целью снижения расхода исходных реагентов и повышения степени извлечения серы, дополнительно измеряют плотность пульпы ССМ, плотность раствора, содержание элементарной серы в пульпе CCM и со10 держание частиц классов +630 и (-630+74) мкм в пенном продукте флотации, по измеренным значениям расхода пульпы ССМ, ее плотности, содержания твердого и элементарной серы в пульпе ССМ и плотности рас15 твора определяют значение массового содержания элементарной серы в пульпе

ССМ, вычисляют величину отношения расхода ПАВ в головной реактор к значению массового содержания элементарной серы

20 в пульпе ССМ, определяют разность между вычисленным и заданным значениями указанного отношения и при положительном значении этой разности уменьшают. а при ее отрицательном значении увеличивают

25 расход ПАВ в головной реактор прямо пропорционально величине полученной разности, увеличивают расход ПАВ в последующие реакторы каскада при содержании частиц класса (-630+74) мкм в пенном

30 продукте флотации менее 20% (по массе) и уменьшают расход ПАВ в последующие реакторы каскада при содержании частиц класса+630 мкм более 10 (по массе) прямо пропорционально величинам отклонения

35 измеренного содержания частиц от указанных заданных значений, 1680618

00 00 00 00 00 00 CO 00 СО CO

С 1 С (Л . 1 . С Л Л л л л

О О О О О О О О О О (О СЧ (Ч СЧ СЧ СЧ h1 04 «C - СЧ

01 Оъ ((Ъ О О Л ССЪ СЧ СЧ (Ъ

« л л « « л (СЪ -т .Ф С Ф

00 СЧ л л

° 0Ъ

С Ъ С Ъ мЪ - л Сч

« л « « л «

О О сЧ ((Ъ

МЪ -О -О 0Ъ -Ф СЪ 0Ъ

О ((Ъ «Ъ (Л СЧ 01 в P) «» л л л 00 и «СЧ СЧ 00

Ю» 0ЪСЧ ЛОЪ»01 О .Э

О ОО ЮО сЧ

0Ъ CCC (Ч лЛ «О\ «Î\ в о о» -л о»

О СО л оо иъ

«Сс(оОЪ

CO л

«O) СЧ ол

° «

° СЧ оОЪ

СЧ

«0Ъ

Ю-.

ЧЪ в

«о1

СЧ (СЪ

С.

CV « л ОЪ

ЧЪ СЧ (СЪ

СО лф (О (с

0 л

+ оо (1 Ch

ЧР О

+ I л

+ оо

ЧЪ О

+ 1

Ф

+ оо с Ъ 0Ъ О О

+ I.Ф

+ оо с 1 (1 О О

+ I

-Ф л

+ оо сЪ с1 О ч0

Ф

+ оо

Fl ("1 О О

+ 1

Ф л

+ оо

С Ъ

+ 1 л

Я о>

СЧ о>

С

СЧ ((Ъ

С (С( о> (СЪ л

CO .О

Ф

Ol! o

0l l х о

1 а (Ч л

С 1 о

Т л

С (1

0Ъ ((Ъ

0Ъ

<0cdQ о ии

Хd:+ л л

Ю о

1 й

С0 о о

0Ъ

С1

Ю л

Ю

СЧ

ID

СЧ

0Ъ с(Ъ

« (Г\ л о

Ю л

0Ъ ((Ъ

1 1

I Ф а а о

1 >Х ("

I I И

I cd о о ((Ъ О Ъ о о 1

-т 0Ъ (СЪ ((Ъ О о о о о

I &

1 Б и

1 Ю

Ю

О Л СО СС

I С (с ГЪ

1 .аl 01

Л I o

31,5 о

О, а

Ф I

1 с!4 cd

Г=-"

«(В оо

М С 1 (Ъ

E О ЧЪ о +

E о о ((Ъ

0(М

Х р

Р, 00

« л

СЧ л

° (Ъ

6+o

«" о

СЧ

* сс)

CO л л о (Ч

РЪ

00 л о

СЧ

С Ъ

СО

С

° Ф л

0 +

О ОО

О СЪСЪ

V О О о +

И

X

О 0Ъ в

01 СЧ

cd c й

Ф м

0(01 СЧ

Ц !

0 « (0 0Ъ о (Ч л (в\

CQ

С

С1

СЧ л

Сс\

+ ф л л ь е

+ ою

c 1 cv) О О

+ 1

СЧ л

С Ъ

+ ф (Ю

СЧ (Ъ

00 л л

< !

< (C 4 СЧ

ы а

I ! !

I !

1 д а

4I

;-

,.!:"-,-. ! t ! г< О, 0

О (Ч (Ч (Ч

» о о о

t (О

С4 С! о о (Ч

С 4

О .О (Ч о о

СЧ о (I (4 о

Г Ъ

С 4

С>

0 (4

С> о

СЧ

Р1

СЧ СЧ о о.

Сч о

" 4

4(1 (C Cl о

С> (0 (О М

С0 О(Г t о о о

Г СО м (О (t> (О О .О м

О

СО (1

C>t Ch

l ?ë

1 Й ч>Ф!

Г

"! сЧ ! СО «! м

1 (О !

1 с

<» D! (t>

Ю! Ю

Ф с 1

00 01

Г Г (Ю (Ч л (4

40 о

Ф

00 (Ъ

Г

Г (Г (О.О CO

СЧ (4

СО CO

» о.

СО

Л О

Л Г

<< а о

О

С> и

С Ъ

CI

О л съ

С0

01 (О

M с 1

О л сч л л э

О Г«

° Ф .Ф м (Ъ

Г (1

СЧ

СЧ м1

0 м о

° Ф Ф

Ф Ф

СЧ

О Ф У

Ñ0

О .Ф

Ф

СЧ

Г

СЧ .Ф

CO о

Т (О С4

С 4 Р \

4 Ф

СЧ

СГ(О

С 4 Ф м1 Л

СО

Р4 и л

С 4 м\ л о

tt1 (!

ОЪ

СЧ о

О О

С> и (л

СЧ

О

1 (1 и

»С

» (О ь (>

О сО С< о

» и

О

4l ((l

С

llI

01 Ц

Р> 00<

О .Ф (О

0 1

С>

01 О л (Ч

I (D

Ch

Cl ч> о

С4 о

О 0

01 О\ (Ъ ((Ch Ch ("Ъ ("Ъ

Ch

Ct

Г \

О\ м

01 л (О

М

О

4( х

Ql

Ц

tC (4

<1

1.

1.Ф съ

О

О

О

6 х

Ц

СО

Ф

»

Ф

C l Ю

00 сл о о л м о о а

CO

СЧ о л

С4 (Ч о

Ch

О (О

С 4

О (Ч

О

О

Ч>

0

С>

О

CO

0:>

О

С4

С>

С 4

О\ ,>

Ч> сЧ (\

С 4

С 4

Со ,О

Оъ (л

Г \ (t>

CO

СО СЪ

01 (Ю

ОO ("4 О

ОЪ л

СО

Ф л

Г.» л

+ оо о мм м (D (О (О

+ I + б

+ оо

М Р \ ,О О ! + ! »

+ оо (1 (> (О (О

+ !

Ф л

+ оо (\ (Ъ (О (О

Ф

+ о о с Ъ M

Ф

О О (Ъ с\

О Ю

+ I

Р

+ оо (ЪM 4> (О

+ I

0 л

+ +

o oo

СЪM(1

О Ю О

1 + (:Г (О

Х ж

С<

О. и

I

1 ! — 4

0 Й

4(О, а

О Р

Ф !»1 Y 4 (6 >С

Ю м

1"

Ф (D м.

С7 (Ч

С0

M о о

СЧ м

О л (О (\ о

\О

Р »Г

С0

О (D

0 о (О

01

11

1 !

СО о о о.

M о о

О

С<

О, v

О

Ф сч о

М ГЪ

С4 ,О (( (0 (О

О Ю

О (4

СО и

С Ъ

Ф

С> с (О

M м

I (С

I X о

1 CI

БР о

g! а а t (Р(! сл

i I j-"

I (4 C0

Е < !OCI

0 <

l 44:0!

С> (4U (Ц ! (о а

О О С О.

1.. Г-! и;3 Гс

1 1

Й с(I (C

Ct I. !

I I <ГС I

О 4>

1 Ф и 01 1

I (< «М

D И I

I V 14(OC I

l I I I (ч м -т и

16806 !8

О\ (О

CO (4

M (Ч

С 4

:Г

С>

О м 1 о

1680618

Составитель Г. Огаджэнов

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðoøè

Заказ 3278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101