铝酸钠溶液在线自动检测系统-邹若飞

铝酸钠溶液在线自动检测系统邹若飞,焦淑红,郭晋梅(中铝山西分公司,山西河津043300)摘要:分析了实施铝酸钠溶液在线自动检测系统的目的和必要性,描述了该系统的测定原理、总体结构及试运行情况,程序运算得到的溶液浓度值与化验室分析值的误差一般不超过±2.5%,精度满足生产工艺要求。关键词:铝酸钠溶液;电导率;自动检测中图分类号:TF831文献标识码:A文章编号:1007-7545(2004)03-0046-03AutomaticOnlineDeterminationSysteminAluminateLiquorZOURuo-fei,JIAOShu-hong,GUOJin-mei(ShanxiBranchofChalco,Hejin,Shanxi043300)Abstract:Thepurposeandnecessityofcarryingoutautomaticonlinedeterminationsysteminaluminateliquorareanalyzed,andthemeasuringprinciple,generalstructureandcommissioningsituationofthissystemarede-scribed.Therelativeerrorbetweenliquorconcentrationvaluecalculatedbyprogramandanalysisvalueinlabora-toryisnormallylessthan±2.5%.Theaccuracyofresultscanmeettherequirementofproductionprocess.Keywords:Aluminateliquor;Conductivity;Automaticdetection作者简介:邹若飞(1968-),男,山西临猗人,工程师铝酸钠溶液贯穿整个拜耳法生产,生产过程中每一阶段铝酸钠溶液浓度的控制都是至关重要的。目前,生产过程中铝酸钠溶液各种成分分析主要靠人工定时从生产线上取样,然后送化验室进行人工分析,分析完成后把溶液的浓度信息反馈回生产线上的操作人员。在这段时间里铝酸钠溶液各个成分浓度可能会发生波动,而这时仍根据前段时间分析所取得的浓度进行操作,势必会引起较大的误差。因此,解决铝酸钠溶液成分的在线实时测量问题,特别是循环母液分子比和苛性碱浓度的测定,对铝土矿的溶出过程及溶出液的分子比和赤泥的沉降性能,对提高氧化铝产量、降低消耗、减轻工人劳动强度等具有重要意义。本文以铝酸钠溶液苛性碱浓度、分子比和溶液温度为因子,采用三因子二次回归正交试验建立了铝酸钠溶液电导率数学模型,分析了溶液电导率与溶液苛性碱浓度、分子比和溶液温度的关系。以此数学模型为基础,采用双温双电导率法开发了铝酸钠溶液苛性碱浓度、氧化铝浓度在线自动检测系统,系统实现了铝酸钠溶液的自动连续取样分析。1在线实时检测系统铝酸钠溶液在线实时测量系统主要完成苛性钠浓度、氧化铝浓度和溶液分子比的实时测定的任务,因此必须取得铝酸钠溶液的同步温度信号和电导率信号,并把它们变送传输给计算机,从而计算出铝酸钠溶液主要成分的浓度。1.1系统原理铝酸钠溶液的物理化学性质随着溶液成分浓度,主要是苛性钠的浓度、氧化铝的浓度和溶液温度的变化而变化。当然铝酸钠溶液的电导率也是随着这些成分的浓度的变化而变化,也就是说,铝酸钠溶·46·有色金属(冶炼部分)2004年3期液的电导率是其化学成分浓度的函数,从而通过测量铝酸钠溶液的电导率来间接求得铝酸钠溶液化学成分浓度。鉴于此,为了求得这些成分的浓度,首先配制若干个浓度不同的溶液,测得若干组数据,利用回归正交方法离线建立基于三因子即苛性钠浓度、氧化铝浓度和温度的数学模型:c=f(NK,αK,T)(1)现场实际测量时,将在线检测得到的同一种溶液两个不同温度下的电导率值及相应的温度值代入到铝酸钠溶液电导率数学模型中,组成一个二元二次非线性方程组(式2),解此方程组即可得到NK和αK的浓度,然后用公式αK=1.645×NK/AO,可以计算得到AO。c1=f(NK,αK,T1)c2=f(NK,αK,T2)(2)1.2系统的总体结构整个测量系统的核心由PLC和工控机组成。PLC作为基础级,工控机作为监控级。系统由取样柜、仪表柜、PLC柜和工控机、打印机组成,其中取样柜和仪表放在溶液槽槽顶的取样室里,PLC柜和工控机、打印机等外设放在槽底控制室里。它们分别用于铝酸钠溶液的取样、取得溶液实时的电导率值和温度值并变送输出以及将电导率信号和温度信号的还原和传输给工控机。整个系统的结构简图如图1所示。图1系统结构示意图Fig.1Thesketchmapofsystemstructure系统可分为4大部分:取样分析子系统、测量仪表部分、PLC(