自動化控制系統(tǒng)在焙燒淋洗液回收錸工藝中的應(yīng)用研究

摘要：現(xiàn)階段提取金屬錸最常用的方法是將含有錸化合物的鉬精礦，在高溫條件下進行焙燒，使含錸化合物與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成淋洗液，然后再從淋洗液中回收錸，但是傳統(tǒng)的錸回收工藝往往過程復(fù)雜，操作困難，且容易產(chǎn)生雜質(zhì)，成本高昂，效率低下。為此，提出了將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于焙燒淋洗液回收錸工藝中的建議，分析了自動化控制系統(tǒng)在回收錸工藝中的應(yīng)用原理、應(yīng)用方案和應(yīng)用優(yōu)點，對于提高回收錸效率有一定實踐意義。關(guān)鍵詞：自動化控制；焙燒；淋洗液；錸回收0引言錸是一種相當(dāng)重要的國防金屬，用途十分廣泛，它既可以在工業(yè)領(lǐng)域用作石油加工的催化劑，又可以在科技領(lǐng)域用作無線電的電子接收和發(fā)射設(shè)備原材料。此外，它的相關(guān)合金也被廣泛應(yīng)用于航天領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域。在自然界中，錸的儲存含量非常少，大多以化合物的形態(tài)存在，純凈物非常稀少。同時，錸的開采難度比較大，不具備大量開采條件，所以現(xiàn)階段錸金屬都是利用化學(xué)方法從化合物中提取生產(chǎn)制備而來。而現(xiàn)階段最有效的提取錸的方法就是從鉬精礦中焙燒淋洗液回收錸。但是，由于該方法操作難度高，容易產(chǎn)生雜質(zhì)且回收成本高，所以大多數(shù)實驗室和化工單位已經(jīng)開始將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于錸回收工藝中，以提高錸回收效率。近年來自動化控制系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展并趨于成熟，其在錸回收工藝方面的應(yīng)用也得到了極大發(fā)展。1焙燒淋洗液回收錸工藝原理1.1焙燒鉬精礦將鉬精礦放置于高溫環(huán)境中進行加熱焙燒，使鉬精礦發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生煙氣，并利用焙燒系統(tǒng)中的煙道裝置，收集鉬精礦焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣。1.2淋洗吸收煙氣中的Re2O7在焙燒過程中，產(chǎn)生了大量的Re2O7，這些Re2O7大部分隨著煙氣被收集起來，小部分會形成微粒沉降下去，然后淋洗煙氣，吸收煙氣中的Re2O7，得到淋洗液。1.3提取淋洗液中的錸將已經(jīng)吸收到Re2O7的焙燒尾氣淋洗液，通過離子交換柱，用ZS70型樹脂進行吸附，吸附飽和后，再用氨水進行解吸附，得到錸酸銨溶液，然后使用蒸發(fā)、結(jié)晶和提純的方法得到高錸酸銨。2自動化控制系統(tǒng)在回收錸工藝中的應(yīng)用原理2.1控制工藝流程自動化控制系統(tǒng)最主要的功能就是可以控制整個焙燒淋洗液回收錸的工藝流程，它可以提前將焙燒淋洗液回收錸的工藝流程設(shè)置到系統(tǒng)中，讓自動化控制系統(tǒng)能夠有效控制每一個工藝過程。它可以對每一步工藝過程進行監(jiān)督，可以根據(jù)已知的狀況進行判斷和分析，然后自動進行下一步操作流程。如果工藝過程中出現(xiàn)問題，系統(tǒng)的反饋機制可以將問題及時反饋給操作人員，方便操作人員進行修改和手動操控。整個工藝流程中的自動化控制系統(tǒng)不需要人工監(jiān)督和管理，它會自動監(jiān)督回收過程，對回收過程中的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)進行采集和記錄，操作人員可以在歷史數(shù)據(jù)庫中查詢工藝過程的相關(guān)記錄。2.2控制過程條件自動化控制系統(tǒng)的另一個功能就是可以控制焙燒淋洗液回收錸工藝的過程條件。自動化控制系統(tǒng)有完整的監(jiān)督和記錄數(shù)據(jù)功能，只要提前設(shè)置好工藝參數(shù)，系統(tǒng)就能對生產(chǎn)過程中的參數(shù)進行實時監(jiān)督，同時可以對實時數(shù)據(jù)進行采集和記錄，一旦采集到的數(shù)據(jù)顯示已經(jīng)能夠達(dá)到相應(yīng)的過程條件，就可以進行下一步操作。也就是說，自動化控制系統(tǒng)一直在對過程條件進行控制，按照設(shè)定好的程序監(jiān)督和管控每步操作所需的工藝條件，同時，自動化控制系統(tǒng)會嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行每一步操作流程，對每一個流程中的過程量進行嚴(yán)格控制，不會出現(xiàn)人工操作過程中經(jīng)常出現(xiàn)的實際值高或操作不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)象，大大提高了焙燒淋洗液回收錸的效率，減少了雜質(zhì)含量。3自動化控制系統(tǒng)在回收錸工藝中的應(yīng)用方案3.1自動化控制高溫焙燒自動化控制系統(tǒng)可以進行自動化高溫焙燒，可以對焙燒時的溫度和時間進行控制。自動化控制系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)定好的條件，控制焙燒鉬精礦的溫度，利用溫度反饋機制，當(dāng)溫度過高或過低時，進行溫度調(diào)整，將溫度控制在氧化鉬生產(chǎn)工藝允許的范圍內(nèi)。與此同時，自動化控制系統(tǒng)也可以通過控制進料速度，從而控制整個高溫焙燒時間，根據(jù)出料在線質(zhì)量監(jiān)測，反映焙燒程度，根據(jù)結(jié)果調(diào)整給礦速度。3.2自動化控制淋洗吸收煙氣中的Re2O7自動化控制系統(tǒng)可以自動化淋洗吸收煙氣中的Re2O7，可以自動控制煙氣裝置對焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣進行吸收，將煙氣往煙道處引流，然后再用收集裝置將Re2O7全部收集起來，再將收集到的煙氣送入淋洗系統(tǒng)進行淋洗，由此得到含有大量Re2O7的淋洗液，最后利用積液槽裝置自動收集淋洗液。整個過程都由自動化控制系統(tǒng)控制操作，保證了淋洗吸收效率。3.3自動化控制提取高錸酸銨自動化控制系統(tǒng)可以自動化控制提取高錸酸銨。在動態(tài)吸附環(huán)節(jié)，自動化控制系統(tǒng)通過PID運算自動控制淋洗液流速，從而保證離子交換樹脂對Re離子吸附處于最佳速度；在解吸附環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)根據(jù)吸附時間、Re離子濃度判斷離子吸附是否飽和，然后自動化控制系統(tǒng)向吸附飽和的離子交換柱中加入氨水，進行解吸附操作，解吸附完畢后，又自動添加純凈水對樹脂進行沖洗，恢復(fù)樹脂活性；在蒸發(fā)環(huán)節(jié)，自動控制蒸發(fā)釜的溫度、壓力以及時間；在提取環(huán)節(jié)，根據(jù)相應(yīng)的溫度、濃度和時間進行提取操作，能保證最大程度上減少雜質(zhì)的摻入。4自動化控制系統(tǒng)在回收錸工藝中的應(yīng)用優(yōu)點4.1減少過程損失，提高回收效率在以往沒有使用自動化控制系統(tǒng)進行焙燒淋洗液回收錸時，往往由人工進行相關(guān)操作，但是人工操作具有較大的主觀性，無法精準(zhǔn)控制吸附的速度和時間，容易使淋洗液流速過快，進而出現(xiàn)吸附不完全或者樹脂吸附飽和后因沒有及時切換而導(dǎo)致Re離子流走等情況，造成反應(yīng)過度導(dǎo)致?lián)p失大量錸，回收率不高。但自動化控制系統(tǒng)可以對淋洗液流速和吸附時間進行精準(zhǔn)控制，不會出現(xiàn)上述問題，能夠最大程度上減少淋洗液Re離子的流失，大大提高了回收效率。4.2規(guī)范回收流程，提高回收純度自動化控制系統(tǒng)可以規(guī)范焙燒淋洗液回收錸工藝的流程，用最精簡、最精準(zhǔn)的操作完成焙燒淋洗液回收錸工藝流程，完全實現(xiàn)自動化