АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ТЕРМОПАРООБРАБОТКИ ЦИНКОВЫХ КЕКОВ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается автоматизированные управление эффективностью термопарообработки цинковых кеков, типовые схемы работы трубчатый вращающихся печи с использованием предложенной схемы управления. Проводится анализ влияния отклонений параметров технологических режимов на эффективность термопарообработки и дается алгоритм их оптимизации.

ABSTRACT

The article discusses automatic control of the efficiency of thermo-steaming of zinc cakes, typical schemes for the operation of tubular rotary kilns using the proposed control scheme. An analysis is made of the influence of deviations in the parameters of technological regimes on the efficiency of thermal steam treatment and an algorithm for their optimization is given.

Ключевые слова: термопарообработка, управление, концентрат, сера, выщелачивание, обжиг, огарок.

Keywords: thermo-steaming, control, centrate, sulfur, leaching, roasting, grinding.

Типовой подход к управлению эффективностью термопарообработки ставит перед собой задачу удержания рассматриваемого процесса в рамках технологического регламента, определяемого допусками на режимные параметры. Применение средств автоматизации позволяет здесь поставить задачу не только удержания процесса в рамках технологических допусков, но и поставить задачу оптимизации технологических параметров в рамках указанных допусков. 

Из всех возможных отклонений, которые возникают при ведении термопарообработки, выделим группу отклонений, которые непосредственно влияют на эффективность термопарообработки. К таким отклонениям относят следующие:

• материал в печи сухой, сильно пылит при сходе с разгрузочного конца печи, причем температура материала и в верхней головке печи нормальная;
• материал в печи не перекатывается, а «плывет», не сходит с разгрузочного конца печи, причем температура в верхней головке печи нормальная;
• повышенная / пониженная температура в верхней головке печи (более 700⁰С/менее 550⁰С);

Термопарообработка цинкового кека проводится в трубчатых вращающихся печах при температуре 600-700⁰С с подачей водяного пара в течение 1 час. После термопарообработки цинкового кека получаются огарки с содержанием цинка 24,6%, меди 3,96%, свинца 6,98%, железа 17,9%, золота 0,96 г/т, серебро 221г/т. Выход огарка 92%. В процессе термопарообработки происходит разложение и окисление соединений металлов, переходя водорастворимую форму. 

В процессе термопарообработке цинкового кека соединений металлов  взаимодействует с парами воды c участием кислорода и сернистого ангидрида по реакции:

ZnS + O₂ + 2H₂O_пар = ZnSO₄ + 2H₂                                                 (1)

  ZnO∙Fe₂O₃+SO₂+H₂O_пар=ZnSO₄+Fe₂O₃+H₂                                            (2)

ZnO∙SiO₂+ SO₂+H₂O_пар= ZnSO₄+SiO₂+H₂                                            (3)

2CuS+H₂O+1,5О₂=2СuO+H₂S+SO₂                                                        (4)

При термопарообработке сульфид цинка ZnS превращается в основном в ZnSO₄, феррит цинка ZnO·Fe₂O₃ превращается в ZnSO₄ и Fe₂O₃, медь в СuО.

Режимные параматры технологических операций приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Режимные параметры технологических операций

Рассмотрим модельные соотношения для отклонений, непосредственно влияющих на эффективность термопарообработки цинковых кеков.

1. Устранение «Пыления» материала при сходе

,

где  - степень «Пыления» материала при сходе;

- коэффициенты влияния;

-относительная величина расхода водяной пар в шихту;

-относительная величина температуры в верхней головке печи;

- относительная величина температуры сходящего из печи материала.

Основные показатели, характеризующие термопарообработки в установившемся режимы характеризуют загрузки исходных материалов, а также контроль состава шихты. Параметры загрузки исходных материалов, а также подачи водяного пара в реакционную зону печи и на материал измеряются непрерывно. Состояние термопарообработки цинковых кеков оценивется по температуре в верхней головке печи и температуре сходящего из печи материала, а также по выходу огарка. Все указанные параметры заносятся в форму в относительных и абсолютных шкалах, а также заносятся и хранятся в базе данных ведения термопарообработки.

На все приведенные выше параметры (параметры загрузки, состояния печи) устанавливаются технологические допуски. Технологические допуски устанавливаются технологами термопарообработки на каждую нагрузку печи. Ведение термопарообработки осуществляется строго в рамках технологических допусков, определяемых регламентом термопарообработки. Оптимизация процесса осуществляется за счет приведения параметров режимов к оптимальным значениям, их стабилизации и удержания в рамках технологических допусков.

Заключение

1. При автоматизации управления термопарообработки цинковых кеков наряду с задачами контроля и стабилизации режимных параметров целесообразно решать оперативную задачу оптимизации режимов. В работе предлагается процедура оптимизации.  Следовательно, можно сделать вывод, что оптимальная скорость подачи водяного пара 200-250 мл/мин.

2. На всех этапах термопарообработки цинковых кеков, как правило, присутствуют отклонения от оптимального ведения технологического процесса. Из всех возможных отклонений выделена rpyппa отклонений, которые непосредственно влияют на эффективность термопарообработки цинковых кеков.

3. Приведено формализованное описание отклонений с использованием переменных в относительных величинах для обеспечения переносимости модельных соотношений относительно номинальных режимов, а также характеристик эффективного ведения термопарообработки (степени «пылення», степени «залегания») в порядковых шкалах для оценки запасов по параметрам режима термопарообработки, необходимым для оптимизации.

Список литературы:

1. Ахтамов Ф.Э., Нишонов Б.У. К вопросу переработки цинковы кеков // Теория и технология металлургического производства. – Москва, 2016. – №1. – С. 69-72.
2. Akthamov F.E. Study of low temperature technologies of processing zinc cakes with the method of thermo-steaming// Международный научно-исследовательский журнал Евразийский союз ученых (ЕСУ). 2020. - №6 (75) - С. 4-8.
3. Патент PУз №IAP05300. Рух кекларини қайта ишлаш усули/ Абдурахмонов С.А., Ахтамов Ф.Э., Курбанов А.А., Тошқодирова Р.Э. // Зарегестрирован в государственном реестре изобретений Республики Узбекистан 20.10.2016. – Бюл. №11.
4. Абдурахмонов С.А., Ахтамов Ф.Э. Исследование возможности переработки цинковых кеков термопарообработкой // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2016. ‒ №1. ‒ С. 91-93.
5. Казаринов Л.С., Вернергоольд А.Р., Колесникова О.В. Автоматизированные управление эффективностью вельц-процессов на основе оптимальной коррекции параметров технологических режимов. Вестник ЮУрГУ. Серия Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника.- 2010.- Вып. 11. № 2.- С. 73-78.