李 彥

（重慶賽寶工業(yè)研究院，重慶 400010）

當(dāng)今世界已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，只有訊息中心交流和工程技術(shù)才能加強(qiáng)推動(dòng)制造業(yè)持續(xù)發(fā)展。工業(yè)自動(dòng)化儀器的出現(xiàn)進(jìn)一步提高了生產(chǎn)行動(dòng)步驟的控制能力。具有各種特性的新儀器也可以完成許多困難的生產(chǎn)和機(jī)械加工任務(wù)。通過(guò)技術(shù)上的基礎(chǔ)科學(xué)研究，仿真儀器及儀表在實(shí)際應(yīng)用中正變得越來(lái)越流行，自動(dòng)化和智能化的持續(xù)發(fā)展意味著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方法可以成功地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)目標(biāo)。生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)儀器在有色金屬冶金濕法冶金工程中的實(shí)際應(yīng)用已達(dá)到滿(mǎn)足產(chǎn)品性能指標(biāo)要求的安全防護(hù)有效途徑[1]。

1 相關(guān)的一些概述

最早的工業(yè)儀表出現(xiàn)在20 世紀(jì)30 年代，首先，它們只適用于冶金工程、火力發(fā)電廠(chǎng)、石油精煉廠(chǎng)、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)。因此，它們通常被稱(chēng)為熱工儀器及儀表。氣動(dòng)儀器及儀表出現(xiàn)于一九四零年代，具有統(tǒng)一的壓力等級(jí)信號(hào)和遠(yuǎn)距離傳輸基本功能。隨著微電子系統(tǒng)集成技術(shù)和半自動(dòng)控制系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，氣動(dòng)儀器及儀表的壓力等級(jí)信號(hào)和載流導(dǎo)線(xiàn)出現(xiàn)在20 世紀(jì)60 年代末，組合儀表、組合度量?jī)x器和基礎(chǔ)儀表相繼出現(xiàn)。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)可用于各種數(shù)據(jù)采集的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)解決方案。

2 相關(guān)儀表選擇的類(lèi)型

2.1 流量?jī)x表檢測(cè)

流量檢測(cè)器可以識(shí)別被測(cè)介質(zhì)的成分。通過(guò)技術(shù)上的實(shí)際應(yīng)用，它可以顯示參數(shù)值數(shù)據(jù)并為生產(chǎn)提供參考點(diǎn)原始數(shù)據(jù)。在有色金屬冶金濕法冶金工程過(guò)程當(dāng)中，流量檢測(cè)器將用于結(jié)構(gòu)分析金屬成分。如果所用材料中含有腐蝕性和細(xì)微性雜質(zhì)，則流量?jī)x表將使用流量檢測(cè)器結(jié)構(gòu)分析金屬元素成分和最終產(chǎn)品的流量。檢測(cè)器的選擇主要的集中在耐腐蝕性和耐磨性上。

2.2 液位儀表檢測(cè)儀

在有色金屬冶金濕法冶金工程過(guò)程當(dāng)中，物料可能是具有腐蝕性的酸性溶體。許多技術(shù)人員會(huì)選擇一個(gè)液位檢測(cè)器，以非接觸方式檢測(cè)物料。因此，液位檢測(cè)儀表的選擇要求是高腐蝕性物質(zhì)，液位檢測(cè)儀表分為超聲波掃描液位計(jì)和雷達(dá)系統(tǒng)液位計(jì)。它們具備較強(qiáng)的滲透性和識(shí)別性。準(zhǔn)備好的所用材料化學(xué)成分是非常不可缺少的。技術(shù)人員可以充分利用鑒定結(jié)果制定具體的生產(chǎn)執(zhí)行和控制[2]。

3 冶煉過(guò)程當(dāng)中儀表自動(dòng)化的一些設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)的一些內(nèi)容

依據(jù)有色金屬冶金濕法冶金工程行動(dòng)步驟的實(shí)際步驟，需要將生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行動(dòng)步驟設(shè)計(jì)的內(nèi)容緊密結(jié)合起來(lái)。通過(guò)技術(shù)人員的討論，最終確定了自動(dòng)儀器的方案設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，技術(shù)人員應(yīng)特別注意檢測(cè)液體的遺留pH 值。殘余物液體是有色金屬冶金濕法冶金工程過(guò)程當(dāng)中的殘余水相。為了更好地進(jìn)一步提高治療特殊效果，濃硫酸技術(shù)人員使用的酸性溶液應(yīng)固定在0.5～1.2 相互之間，如果濃則為硫酸溶液，應(yīng)依據(jù)pH 范圍選擇濃度。

3.2 工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的一些內(nèi)容

生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)儀表工業(yè)自動(dòng)化部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容非常至關(guān)重要。緊密結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息，制定了一套工業(yè)自動(dòng)化方案設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足后期金屬工業(yè)生產(chǎn)的需要。自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)確保自動(dòng)控制的基本功能，并能夠應(yīng)對(duì)生產(chǎn)行業(yè)的復(fù)雜性用途。

4 濕法冶煉的一些工藝和要求

4.1 濕法冶煉的一些工藝

堆浸銅濕法冶金工程是一種新的銅冶煉工藝技術(shù)。盡管堆浸銅濕法冶金工程僅持續(xù)發(fā)展了幾十年，但已占全世界的銅生產(chǎn)量的20%以上，其發(fā)展勢(shì)頭越來(lái)越好。銅濕法冶金工程行動(dòng)步驟可分為四個(gè)步驟：堆浸，溶劑萃取，反萃取和電解沉積。

4.1.1 工藝堆浸方法

在大氣環(huán)境中，將硫酸溶液噴入含有金屬的巖石堆中以溶解硫酸銅形式的銅。析出物由儲(chǔ)罐收集，并由水泵通過(guò)儲(chǔ)罐輸送到澄清罐。自然沉淀后，將滲瀝液泵送到提取區(qū)。

4.1.2 工藝萃取方法

在堆浸區(qū)域中，將有機(jī)液體溶劑萃取劑與浸出液混合，并將浸出液中的銅離子轉(zhuǎn)移至有機(jī)液體溶液中進(jìn)行溶劑萃取，然后通過(guò)重力進(jìn)行有機(jī)液體分離。有機(jī)液體和含銅離子廢棄物是目標(biāo)滲瀝液。

4.1.3 工藝反萃方法

清潔包含銅離子的有機(jī)相以除去污染物，然后與包含強(qiáng)硫酸的強(qiáng)電解質(zhì)混合。有機(jī)相中的銅離子轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)中。在重力作用下，溶劑萃取區(qū)中的有機(jī)相可以循環(huán)利用和富集，銅電解質(zhì)也可以進(jìn)入電極淀積區(qū)域[3]。

4.1.4 工藝電解沉積方法

剝離區(qū)的電解液被泵送到高級(jí)電極淀積槽，高級(jí)電極淀積槽中的電解液流入高級(jí)電極淀積槽，實(shí)現(xiàn)電解電容沉積，從而產(chǎn)生最終的銅，并將萃取的濾渣運(yùn)至礦山。電沉積后產(chǎn)生的濾渣隨后被泵送至剝離槽進(jìn)行回收再利用。整個(gè)項(xiàng)目無(wú)廢液排放，資源未得到進(jìn)一步有效充分利用。

圖1 工藝點(diǎn)解沉積方法

4.2 相關(guān)的一些檢測(cè)要求

4.2.1 相關(guān)的一些萃取檢測(cè)要求

整個(gè)設(shè)備的主要工藝流程包括溶劑萃取部分，主要針對(duì)稀液，有機(jī)相，浸出液，主罐和罐（如硫酸罐，稀油電池），液位積累和濃液流量?；瘜W(xué)電源，有機(jī)相池等；板式熱交換設(shè)備，電動(dòng)貧液罐，電動(dòng)富液罐，有機(jī)相罐進(jìn)，出口表面溫度檢測(cè)。

4.2.2 相關(guān)的一些電積的檢測(cè)要求

在電極淀積部分中，它主要檢測(cè)電解沉積作用稀溶液槽和富電解槽的出口量，檢測(cè)高電解質(zhì)槽，電解沉積稀溶液槽和電解池，檢測(cè)富沉淀物收集水平，檢測(cè)加熱器進(jìn)水和出水。

5 怎樣對(duì)儀表自動(dòng)化進(jìn)行有效選型

5.1 選擇儀表檢測(cè)的一些有效方法

在該項(xiàng)目中，被測(cè)介質(zhì)的成分通常的很復(fù)雜，并且包含一定量的顆粒狀污染物和腐蝕性雜質(zhì)。因此，在選擇流量?jī)x表時(shí)，不僅要仔細(xì)考慮其耐腐蝕性，還要仔細(xì)考慮其耐磨耗性和耐腐蝕性。然后，考慮到對(duì)磨蝕性和低電傳導(dǎo)率流體的檢測(cè)，通常使用渦流流量計(jì)和電磁式電磁流量?jī)x表。

5.2 電磁式的電磁流量?jī)x表

電磁感應(yīng)的第一個(gè)原理就是基于這個(gè)原理。除了測(cè)量普通電傳導(dǎo)性液體的流量外，電磁式電磁流量?jī)x表還可以檢測(cè)液固兩相懸浮液，例如木漿紙，礦粉，漿液和高腐蝕性液體。另外，電導(dǎo)率溶解度儀工作可靠，測(cè)量精度高，維護(hù)價(jià)格便宜，易于配備。在鋼鐵行業(yè)，冶金工程和其他行業(yè)中，它通常是檢測(cè)水蒸氣體積流量的首選。選擇電磁式電磁流量?jī)x表時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：首先，選擇電磁流量?jī)x表型號(hào)時(shí)，需要基于體積流率和管道直徑。如果介于低成本或低流量介質(zhì)相互之間，則可以選擇減速器以放慢速度，這樣可以最大限度確保測(cè)量精確度，減速器的中心錐角不應(yīng)超過(guò)15°，并且中心錐越小角度越好。選擇內(nèi)部和電極所用材料時(shí)，需要基于測(cè)量介質(zhì)的電化學(xué)腐蝕。例如，在檢測(cè)滲瀝液的流量時(shí)，由于酸溶液在一定程度上具備腐蝕性，因此抉擇PTFE 作為襯里材料，選擇Hastelloy 作為電極所用材料。

5.3 渦街流量型的儀表

渦街流量計(jì)選型的理論基點(diǎn)或基礎(chǔ)是卡爾曼渦街?jǐn)?shù)學(xué)理論。作為一般流量?jī)x表，渦街流量計(jì)的檢測(cè)信息是流體平均速度與流體渦街相對(duì)頻率相互之間的函數(shù)關(guān)系。它持續(xù)發(fā)展迅速，并得到絕對(duì)多數(shù)用戶(hù)的高度認(rèn)可。它已成為檢測(cè)低電傳導(dǎo)率流體的不可或缺工具。選擇渦街流量計(jì)選型時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。首先需要進(jìn)行校準(zhǔn)依據(jù)流量和工藝管道的直徑?jīng)Q定渦街流量計(jì)選型的標(biāo)準(zhǔn)型。

6 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，有關(guān)部門(mén)要大力開(kāi)展設(shè)備創(chuàng)新設(shè)計(jì)，購(gòu)置滿(mǎn)足需要的自動(dòng)化設(shè)備，充分利用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)工業(yè)加工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有關(guān)存在的設(shè)備故障和工業(yè)科學(xué)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用錯(cuò)誤，為了提高產(chǎn)量，進(jìn)一步提高固定設(shè)備單位質(zhì)量和性能指標(biāo)，以及有色金屬冶金濕法冶金工程技術(shù)上的實(shí)際應(yīng)用，技術(shù)人員認(rèn)真系統(tǒng)分析了生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)儀器及儀表的現(xiàn)狀，總結(jié)了更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并將其廣泛應(yīng)用儀器功能設(shè)計(jì)和自動(dòng)控制領(lǐng)域[4]。