淺析有色金屬濕法冶煉工藝過程中的自動化儀表設計

李 彥

（重慶賽寶工業研究院，重慶 400010）

當今世界已進入網絡時代，只有訊息中心交流和工程技術才能加強推動制造業持續發展。工業自動化儀器的出現進一步提高了生產行動步驟的控制能力。具有各種特性的新儀器也可以完成許多困難的生產和機械加工任務。通過技術上的基礎科學研究，仿真儀器及儀表在實際應用中正變得越來越流行，自動化和智能化的持續發展意味著現代工業生產方法可以成功地實現大規模生產和大批量生產目標。生產過程自動化技術儀器在有色金屬冶金濕法冶金工程中的實際應用已達到滿足產品性能指標要求的安全防護有效途徑[1]。

1 相關的一些概述

最早的工業儀表出現在20 世紀30 年代，首先，它們只適用于冶金工程、火力發電廠、石油精煉廠、化學工業等行業。因此，它們通常被稱為熱工儀器及儀表。氣動儀器及儀表出現于一九四零年代，具有統一的壓力等級信號和遠距離傳輸基本功能。隨著微電子系統集成技術和半自動控制系統的持續發展，氣動儀器及儀表的壓力等級信號和載流導線出現在20 世紀60 年代末，組合儀表、組合度量儀器和基礎儀表相繼出現。因此，計算機技術可用于各種數據采集的生產過程自動化技術解決方案。

2 相關儀表選擇的類型

2.1 流量儀表檢測

流量檢測器可以識別被測介質的成分。通過技術上的實際應用，它可以顯示參數值數據并為生產提供參考點原始數據。在有色金屬冶金濕法冶金工程過程當中，流量檢測器將用于結構分析金屬成分。如果所用材料中含有腐蝕性和細微性雜質，則流量儀表將使用流量檢測器結構分析金屬元素成分和最終產品的流量。檢測器的選擇主要的集中在耐腐蝕性和耐磨性上。

2.2 液位儀表檢測儀

在有色金屬冶金濕法冶金工程過程當中，物料可能是具有腐蝕性的酸性溶體。許多技術人員會選擇一個液位檢測器，以非接觸方式檢測物料。因此，液位檢測儀表的選擇要求是高腐蝕性物質，液位檢測儀表分為超聲波掃描液位計和雷達系統液位計。它們具備較強的滲透性和識別性。準備好的所用材料化學成分是非常不可缺少的。技術人員可以充分利用鑒定結果制定具體的生產執行和控制[2]。

3 冶煉過程當中儀表自動化的一些設計

3.1 設計的一些內容

依據有色金屬冶金濕法冶金工程行動步驟的實際步驟，需要將生產過程自動化技術儀器的結構設計與行動步驟設計的內容緊密結合起來。通過技術人員的討論，最終確定了自動儀器的方案設計。在結構設計過程當中，技術人員應特別注意檢測液體的遺留pH 值。殘余物液體是有色金屬冶金濕法冶金工程過程當中的殘余水相。為了更好地進一步提高治療特殊效果，濃硫酸技術人員使用的酸性溶液應固定在0.5～1.2 相互之間，如果濃則為硫酸溶液，應依據pH 范圍選擇濃度。

3.2 工程自動化設計的一些內容

生產過程自動化技術儀表工業自動化部分的結構設計內容非常至關重要。緊密結合計算機技術和實際應用標準計算出的計算機數據信息，制定了一套工業自動化方案設計，以滿足后期金屬工業生產的需要。自動控制結構設計應確保自動控制的基本功能，并能夠應對生產行業的復雜性用途。

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。盡管堆浸銅濕法冶金工程僅持續發展了幾十年，但已占全世界的銅生產量的20%以上，其發展勢頭越來越好。銅濕法冶金工程行動步驟可分為四個步驟：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。析出物由儲罐收集，并由水泵通過儲罐輸送到澄清罐。自然沉淀后，將滲瀝液泵送到提取區。

4.1.2 工藝萃取方法

在堆浸區域中，將有機液體溶劑萃取劑與浸出液混合，并將浸出液中的銅離子轉移至有機液體溶液中進行溶劑萃取，然后通過重力進行有機液體分離。有機液體和含銅離子廢棄物是目標滲瀝液。

4.1.3 工藝反萃方法

清潔包含銅離子的有機相以除去污染物，然后與包含強硫酸的強電解質混合。有機相中的銅離子轉移到電解質中。在重力作用下，溶劑萃取區中的有機相可以循環利用和富集，銅電解質也可以進入電極淀積區域[3]。

4.1.4 工藝電解沉積方法

剝離區的電解液被泵送到高級電極淀積槽，高級電極淀積槽中的電解液流入高級電極淀積槽，實現電解電容沉積，從而產生最終的銅，并將萃取的濾渣運至礦山。電沉積后產生的濾渣隨后被泵送至剝離槽進行回收再利用。整個項目無廢液排放，資源未得到進一步有效充分利用。

圖1 工藝點解沉積方法

4.2 相關的一些檢測要求

4.2.1 相關的一些萃取檢測要求

整個設備的主要工藝流程包括溶劑萃取部分，主要針對稀液，有機相，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電源，有機相池等；板式熱交換設備，電動貧液罐，電動富液罐，有機相罐進，出口表面溫度檢測。

4.2.2 相關的一些電積的檢測要求

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

5 怎樣對儀表自動化進行有效選型

5.1 選擇儀表檢測的一些有效方法

在該項目中，被測介質的成分通常的很復雜，并且包含一定量的顆粒狀污染物和腐蝕性雜質。因此，在選擇流量儀表時，不僅要仔細考慮其耐腐蝕性，還要仔細考慮其耐磨耗性和耐腐蝕性。然后，考慮到對磨蝕性和低電傳導率流體的檢測，通常使用渦流流量計和電磁式電磁流量儀表。

5.2 電磁式的電磁流量儀表

電磁感應的第一個原理就是基于這個原理。除了測量普通電傳導性液體的流量外，電磁式電磁流量儀表還可以檢測液固兩相懸浮液，例如木漿紙，礦粉，漿液和高腐蝕性液體。另外，電導率溶解度儀工作可靠，測量精度高，維護價格便宜，易于配備。在鋼鐵行業，冶金工程和其他行業中，它通常是檢測水蒸氣體積流量的首選。選擇電磁式電磁流量儀表時，應注意以下問題：首先，選擇電磁流量儀表型號時，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量精確度，減速器的中心錐角不應超過15°，并且中心錐越小角度越好。選擇內部和電極所用材料時，需要基于測量介質的電化學腐蝕。例如，在檢測滲瀝液的流量時，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

渦街流量計選型的理論基點或基礎是卡爾曼渦街數學理論。作為一般流量儀表，渦街流量計的檢測信息是流體平均速度與流體渦街相對頻率相互之間的函數關系。它持續發展迅速，并得到絕對多數用戶的高度認可。它已成為檢測低電傳導率流體的不可或缺工具。選擇渦街流量計選型時，需要對其進行校準。首先需要進行校準依據流量和工藝管道的直徑決定渦街流量計選型的標準型。

6 結束語

針對工業發展現狀，有關部門要大力開展設備創新設計，購置滿足需要的自動化設備，充分利用自動化設備對工業加工過程進行監控和調整，及時發現有關存在的設備故障和工業科學技術實際應用錯誤，為了提高產量，進一步提高固定設備單位質量和性能指標，以及有色金屬冶金濕法冶金工程技術上的實際應用，技術人員認真系統分析了生產過程自動化技術儀器及儀表的現狀，總結了更多的實踐經驗，并將其廣泛應用儀器功能設計和自動控制領域[4]。