автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Исследование и разработка автоматизированной системы управления процессом сгущения пульп в металлургии

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СГУЩЕНИЯ ПУЛЬП В МЕТАЛЛУРГИИ

Специальность: 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) по техническим наукам

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владикавказ - 2006

Работа выполнена на кафедре « Теории и автоматизации металлургических процессов и печей» в Северо-Кавказском ордена Дружбы Народов горно-металлургическом институте (государственном технологическом университете).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие: ОАО «Элсктроцннк», г.Владикавказ

Защита диссертации состоится « ¿9 » декабря 2006 г. в Я на заседании диссертационного совета Д212.246.01 в Северо-Кавказском Ордена Дружбы Народов горно-металлургическом институте (государственном технологическим университете) по адресу: 326021, Россия, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу Совета.

Факс: (8672) 40-72-03

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СКГМИ (ГТУ).

Автореферат разослан « 2. <? » ноября 2006 г.

Рутковский Александр Леонидович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Алкацсв Михаил Иосифович

доктор технических наук Сошкин Станислав Валентинович

Ученый секретарь диссертационного совета

Д212.246.01, д.т.н., проф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Процессы сгущения широко распространены в цветной металлургии, обогащении, химической промышленности, в частности в производстве цинка. На действующих предприятиях цветной металлургии сгущение зачастую является тем «узким» местом, которое сдерживает рост производительности качественных показателей, которые оказывают существенное влияние на качество готовой продукции и технико-экономические показатели всего производства в целом.

Процесс сгущения основан на естественном осаждении твердых частиц под действием силы тяжести.

Практика эксплуатации сгустительных аппаратов показывает, что от стабильности их работы в значительной мере зависит эффективность последующих переделов. Поэтому основными технологическими требованиями к управлению сгустителем является поддержание наибольшего содержания твердого в нижнем сливе сгустителя, надежность работы оборудования.

Колебания плотности и расхода пульпы, крупности твердой фазы, взаимовлияние параметров процесса, протекающих в сгустителе, усложняют задачу автоматизации.

В настоящее время автоматизация управления процессами сгущения развивается в двух направлениях: создание надежных автоматических средств контроля технологических параметров и разработка на их базе рациональных систем автоматического управления.

На большинстве предприятий в металлургии процессом сгущения управляют либо вручную, изменяя расход сгущенного продукта по результатам периодических анализов отбираемых проб, либо по жесткой временной программе. Такие методы не обеспечивают оперативность и оптимальность управляющих воздействий, что приводит к значительным потерям извлекаемого продукта с нижним сливом сгустителя и резким колебаниям содержания твердого в сгущенном продукте.

В промышленности наиболее широко используется способ управления работой сгустителя, заключающийся в ручной или автоматической коррекции расхода сгущенной пульпы в зависимости от скорости осаждения твердой фазы в пульпе, подаваемой в сгуститель. При этом не учитываются возмущения, действующие на процесс, такие как качество отстоя пульпы, высота осветленного слоя, время выпуска.

Недостаточная изученность технологического процесса, отсутствие выявленных четких связей между его параметрами является причиной недостаточно высокого уровня автоматизации процесса сгущения.

Изложенное выше определяет актуальность постановки и решения задачи исследования процесса сгущения, разработки методики и средств контроля, математического описания, алгоритма управления и автоматизированной системы управления.

Решение поставленной задачи на основе применения современных математических методов, способов решения задач оптимизации позволит значи-

тельно повысить производительность технологического оборудования, качество выпускаемой продукции, что в комбинации с последующими технологическими операциями приведет к значительному технико-экономическому эффекту в производстве цинка.

Цель диссертационной работы. Исследование процесса сгущения пульп в металлургии и разработка автоматизированной системы, которая обеспечивает максимальную производительность сгустителя и заданное качество готового продукта. Поставленная цель потребовала решения следующих задач:

1. Исследование процессов выщелачивание и сгущения.

2. Разработка обобщенной математической модели процесса сгущения пульп, позволяющая исследовать характер осаждения.

3. Исследование и разработка надежной автоматической системы контроля качества отстоя продукта сгущения.

4. Разработка и исследование автоматизированной системы управления процессом сгущения.

Методы исследования. Разработка и исследование системы оптимального управления процессом сгущения в гидрометаллургическом производстве цинка потребовало применение:

- системного анализа;

- математического моделирования;

- имитационного моделирования в среде компьютерного математического моделирования МАТЬАВ с использованием пакета БШШЛЫК;

- методов обработки данных и оптимизации.

Научная новизна работы:

1. Разработана обобщенная математическая модель процесса сгущения и выявлены основные факторы, влияющие на протекание процесса.

2. Получено аналитическое решение осаждения твердых частиц, позволяющее предсказывать результаты процесса осаждения при всех возможных исходных данных и начальных условиях решения задач. Адекватность аналитической модели подтверждена данными математического моделирования исследований.

3.Впервые доказана возможность использования спектрального анализа колебаний показаний датчика системы контроля глубины осветленного слоя для контроля качества отстоя в сгустителе и предложен новый способ управления работой сгустителя.

4. На основе зонального метода предложена и исследована упрощенная математическая модель для сгустителей в производстве цинка и программа для реализации данной методики.

5. Разработана и исследована автоматизированная система управления технологическим процессом сгущения.

Практическая значимость работы.

1. Разработана обобщенная математическая модель процесса сгущения:

- для одномерного пространства при постоянной плотности исходной пульпы;

- в случае нестесненного падения частиц в испытательном сосуде;

- для аналитического решения при нестесненном падении;

- для методики экспериментальной проверит при нестесненном падении;

- для случая линейной функции распределения плотности исходной пульпы.

Исследование на модели позволило выявить основные параметры, влияющие на процесс, такие как качество отстоя, высота осветленного слоя и время выпуска.

2. Разработан способ и устройство для контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе, которые позволили контролировать качество отстоя (Патент РФ №2235984).

3. Разработан способ управления работой сгустителя и устройство для его осуществления, которые позволили регулировать время выпуска по высоте осветленного слоя и контролю качества.

4. Результаты работы автоматизированного управления процессом сгущения приняты для промышленного внедрения с ожидаемым экономическим эффектом не менее 500 тыс. руб. в год за счет повышения производительности, то есть увеличения выпуска готовой продукции (например, цинка), снижения расхода реагентов на 5^-7% и увеличении выхода по току на 0,9-И ,2%.

5.Отдельные результаты и материалы работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ).

На защиту выносятся:

1. Обобщенная математическая модель процесса сгущения.

2. Способ контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе и устройство для его осуществления.

3. Способ управления работой сгустителя и устройство для его осуществления.

4. Результаты моделирования системы управления процессом сгущения.

5. Результаты разработки и исследования системы автоматического управления процессом сгущения в гидрометаллургическом производстве цинка.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются:

- соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований;

- результатами испытаний разработанного способа и устройства контроля качества осветленного слоя в сгустителе;

- результатами испытаний разработанного способа управления работой сгустителя и устройства для его осуществления;

- результатами исследования системы управления с помощью разработанной математической модели и программы моделирования процесса осаждения твердых частиц в пульпе.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на:

1. Межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экологии России», Владикавказ, 2005.

2. Межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экономике России», Ставрополь, 2005. Работа была удостоена гран-при конференции.

3. Международной научной студенческой конференции: «Студент и научно-технический прогресс», Новосибирск, 2005.

4. Ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ , Владикавказ 2003-2006.

5. На разработанный способ контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе и устройство для его осуществления получен Патент РФ на изобретение №2235984.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9-ти печатных работах, из них: 1 патент и 8 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 127 страниц машинописного текста, 29 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 133 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности темы исследования, сформулирована цель работы, методы исследования, раскрыта научная новизна, отмечена практическая значимость работы, перечислены положения, выносимые на защиту, дана информация об апробации работы.

Первая глава посвящена краткому исследованию процесса выщелачивания и исследованию способов управления процессами сгущения в гидрометаллургическом производстве цинка.

Проведенный анализ показывает, что на заводах цветной металлургии задача автоматизированного управления процессом сгущения решена в неполном объеме. Это объясняется недостаточной изученностью технологического процесса, отсутствием достаточно полного математического описания и отсутствием надежных средств контроля параметров процесса, что определило основные задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке обобщенной математической модели процесса сгущения.

При сгущении в сгустителях осаждение происходит под влиянием силы тяжести, при этом в условиях установившегося режима в верхнем слое сгустителя образуется зона осветления, в средней части - зона нестесненного и стесненного падения (зона осаждения) и внизу зона уплотнения осадка (рисунок 1). В зоне осветления движение твердых частиц происходит в разжижен-

Отдельные разделы работы, связанные с математическим моделированием, консультировал к.т.н. доц. Зароченцев В.М

ных пульпах по законам свободного падения в водной среде со скоростью, зависящей от размера и плотности частиц. В средней зоне происходит накапливание частиц, в результате чего создаются стесненные условия падения. При этом мелкие частицы задерживают осаждение более крупных, их скорости падения выравниваются, и частицы в этой зоне осаждаются сплоченной массой. Внизу, в зоне уплотнения осадка, жидкость выжимается из осадка под давлением вышележащих частиц и перемещается снизу вверх, скорость осаждения частиц практически становится равной нулю, плотность осадка достигает максимума и составляет 43-44% по объему.

Для исследования процесса нами разработана математическая модель, учитывающая все эти механизмы, а затем, как частные случаи, исследованы обобщенные модели выше указанных механизмов осаждения.

Пусть задано распределение у{1,х,у,г,(0) по крупности / зерен материала в рабочем пространстве сгустителя (х) в начальный момент времени (0. Необходимо определить одномерное распределение у(1,л:,/) для последующих моментов Г > /о■

Уравнения массопереноса частиц, решения которых предсказывают функцию у, являются базисными уравнениями математической модели. Из них могут быть получены другие уравнения, необходимые для идентификации, алгоритмизации и т.д.

Для нахождения базисных уравнений математической модели используем принцип статистических сил, действующих на частицы материала (так как каждая из них движется частично хаотически, а частично нет).

пульпа

слш

Зона осветления

Зона стесненного падения

Зона уплотнения

Зона нестесненного падения

т

твердая фаза

Рисунок 1 - Схема сгустителя: РА - архимедова сила, Рв — сила тяжести, - сила

трения.

В итоге получены уравнения для случая /9=соп81 и для одномерного пространства, когда направление осаждения совпадает с направлением действия силы тяготения (х || g):

ё(Р-РсР)[ 1~т(х,0]~

км дЩ^А

уЦ,х, О дх

а^

У(1,х, 0-¡У(1,хЛП1,х,0с11

Эту Ъ(Уту)

дt

дт _ д дt Эх

дх ( К -. т ¡У^//

+т О У

истгСист! ист> \

^испО-ист '

О)

где тист - объемная доля твердого в подводимом (отводимом) материале; (}ист - производительность источника (стока); ужт- характеристика подводимого (отводимого) материала; ш — объемная доля материала; х — рабочее пространство сгустителя; g - сила тяготения; у - функция для решения уравнения

массопсреноса;V - скорость частиц относительно стенок сгустителя; 1 - крупность зерен материала; км- коэффициент пропорциональности, зависящий от 1 (и от природы частиц); сЦ, - коэффициент пропорциональности, зависящий от 1; у - скорость зерен через которое «продирается» зерно;уср- скорость среды; ам- коэффициент пропорциональности, зависящий от 1 и т.д.; ас - коэффициент пропорциональности.

Уравнения (1) являются базовыми для математической модели, которая конкрстизуется добавлением краевых условий.

Решение этих трех уравнений позволяет найти (предсказать) три функции XI,х,г), У(1,х,0 и т(х,1) для будущего времени / > 10 при известных краевых (начальных и граничных) условиях и при численно известных для данного сгустителя параметрах р,рср,км,ам,ае,т„т,()„„,уист-

В случае нестесненного падения система уравнений математической модели нестесненного падения, которое имеет место в осветленной зоне сгустителя, имеет вид:

ё(р- Рср)12~\дут _

-±— + тист<2истУиаП*

дут _

Ь1 дт

ЭГ

Угп +■

ср

дх

д_

дх

т

,, дт

«г.

дх

+ тисшЯи

Конкретной практической моделью может служить нестесненное осаждение в испытательном сосуде, например, в турбидиметре. Локальное уравнение массопереноса имеет вид:

дут ~ Рср ) ;2 Ъуп

Э/ Эх

(3)

Аналитическое решение в случае нестесненного падения позволяет получить:

общее содержание твердого:

О

гранулометрический состав твердого

(4)

(5)

Она показывает пространственно-временное поведение функций т и у.

Методика экспериментальной проверки проводится следующим образом. В сосуд турбодиметра помещается проба с заранее известным гранулометрический составом унач (/) - у0 (/) и по отношению т:ж определяется то- По формулам (4) и (5) предсказывается т (х, г) и у(1,.х,г), которые затем сравниваются с результатами измерений по шкале турбодиметра и получаем характер решений нестесненного осаждения в испытательном сосуде (рисунок 2).

а)

в)

к. 1 1 б) ,

-г->-

т

1

осветленная зона

поидоннаязона

Рисунок 2 - Характер решений нестесненного осаждения в испытательном сосуде.

То же самое решение в осветленной зоне, т.е. при малых х и больших <i-}имеет вид (рисунок з): w(x* ^=' ;

lio'í I X

л- при 0S/<J——>

Ух V106í

О при

P1*

Vio6/

l

a)

x=const

6)

Рисунок 3 - Характер решений в осветленной зоне

Комментарии к картине в осветленной зоне: из зоны с течением времени уходят все более крупные частицы, и, хотя гранулометрическая характеристика у остается плоской как и уо» максимальный размер зерен уменьшается

по закону / х ; величина т с течением времени уменьшается до нуля в лю-\Ю6/

бой точке х, а с ростом х (глубиной) величина т растет для любого

Другой пример (рисунок 4) иллюстрирует случай линейной функции у0(1)

Го(0 =

1--

/

т0

= const для t > 0, х > 0, 0 < / < /гаах решение

имеет вид:

г=

2т,

1--

1(х-106/2/)=

2 тс

т0 при

V юбг

уТо®7

10б/2/_

ьк-1

р

Далее у вычисляется по формуле у = —.

т

6)

и,

Рисунок 4 - Характер решений в случае линейной функции у>(1). При произвольном гранулометрическом составе исходного уо('1)> ш0=сотГи -а-12 получим решение />0, *>(), 0</</тах:

Или:

Г{1, =

тоМ1) пР» 0</<

^пром

(Х,0 =

0 "Я' /«рол« </</тах-

Интегрирование по / от 0 до /твх дает:

то IГоггри 1прач = <1тях- Г

о даиее находится/=—.

, / V , т

т ЯР" 1Ч,ЛХ>*)> 1тяХ-

Приведенными уравнениями описывается теория массопереноса в осветленном слое при нестесненном падении зерен.

Методами математического моделирования исследованы: вопросы теории массопереноса в осветленном слое при нестесненном падении зерен; изучены вопросы накопления осадка в придонном слое, где используется решение полубесконечного сосуда (0<х) для конечного (0<х<хдао) и тем самым учитываются граничные условия; массоперенос при наличии различных источников (импульсного, непрерывного); получено аналитическое решение,

которое позволяет предсказывать картины осаждения при любых источниках (и стоках) и любых начальных условиях; на решениях задач рассмотрены примеры задач с источниками, рассмотрен случай движения среды вверх с постоянной скоростью г)ср и определен суммарный объем осадка в зоне хдао.

Результаты моделирования позволили установить, что основным параметром процесса сгущения, который необходимо контролировать и регулировать, является качество сгущения, т.е. определенное содержание твердого в верхнем сливе сгустителя.

Третья глава посвящена разработке системы контроля качества процесса сгущения.

Содержание твердого как характеристика верхнего слива сгустителей имеет большое значение для обеспечения нормального течения практически всех процессов металлургии. Содержание твердого как технологический параметр пульпы функционально связано с плотностью и вязкостью, и его измерения можно осуществлять с использованием ряда косвенных методов.

В соответствии с одним из таких методов содержание твердого в пульпе определяют на основе ее оптических свойств. Однако в этом случае на конструкции измерителей и методы измерения оказывают влияния ограничения, связанные с малой степенью прозрачности.

Измерение содержания твердого возможно также на основе такого параметра пульпы как ее плотность. Очевидно, что при прочих равных условиях плотность пульпы определяется тем или иным содержанием твердых частиц..

Определить содержание твердого можно также при помощи способов, основанных на взвешивании отфильтрованной части твердого, динамическом взаимодействии пульпы и измерительных датчиков, а также на явлениях, связанных с кинетическими характеристиками процесса сгущсния.

Простые способы определения содержания твердого основаны на использовании фильтровальной бумаги в качестве индикатора.

Определение содержания твердого производят также по диаметру пятен твердого вещества на фильтровальной бумаге.

Рассмотренные устройства не удовлетворяют требованиям автоматического регулирования, однако, просты по принципу действия.

Содержание твердых частиц в суспензии может быть измерено с использованием эффекта динамического взаимодействия движущихся частиц и датчиков. Принцип действия таких приборов основан на измерении динамического напора потока пульпы на чувствительный элемент, оказывающий сопротивление потоку. Содержание твердого (массовое) тт определяется в этом случае по формуле

mт^2F/kSv\ (6)

где ¥ - сила сопротивления чувствительного элемента потоку; к - коэффициент лобового сопротивления-чувствительного элемента с гидродинамической площадью в; V - скорость движения пульпы.

В некоторых случаях используются ротаметр для определения скорости потока пульпы и пьезоэлектрический датчик, в котором импульсный сигнал

формируется под действием попадающих на него частиц, а частота импульсов связана с их содержанием.

Рассмотренные способы не позволяют включать их в систему регулирования в силу дискретного принципа измерения, визуального считывания результатов (использование фильтровальной бумаги), а, кроме того, имеют невысокую точность (оценка по перепаду давления), так как не учитывают большое число факторов, например гранулометрического состава (измерение с применением пьезоэлементов).

Все перечисленные способы и устройства осаждения твердого непригодны для контроля качества отстоя в сгустителе, т.к сложность конструкций, длительность анализа и низкая надежность в работе не позволяют использовать в системе управления датчик контроля нижнего уровня.

Известна система контроля качества глубины осветленного слоя «Зона-2А», разработанная в 1992г в Северо-Кавказском филиале Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института «Цветметавтоматика».

Система «Зона-2А» выполняет: измерение и преобразование сигналов, перемещение пробоотборного элемента на границе между осветленным и не-осветленным слоями, а также показывает, что пробоотборный элемент, работает в автоколебательном режиме. Это связано с тем, что фотометрическое устройство настроено на определенный порог срабатывания. Когда пробоотборный элемент погружается в неосветленный слой, происходит переключение реверсивного двигателя па обратное вращение до тех пор, пока пробоотборный элемент не поднимется в осветленный слой и фотометрическое устройство среагирует на заданный порог освещенности и вновь осуществит реверс двигателя.

Выполненные нами исследования показали, что данное устройство («Зо-на-2А»), после некоторых усовершенствований, может быть использовано в качестве датчика контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе.

Система работает следующим образом.

Разделяемый продукт, находящийся в сгустителе, в процессе отстоя образует осветленный 1, не осветленный 3 и промежуточный 2 слои (рисунок 5). Пробоотборный элемент 4 устанавливается в промежуточном слое 2, т.е. на границе между осветленным 1 и неосветленным 3 слоями. Проба из промежуточного слоя 2 через пробоотборный элемент 4 по подвижной заборной части 5, которая выполнена в виде гибкого шланга, непрерывно поступает в камеру б для термостабилизации.

Постоянный проток жидкости через камеру 6. создает условия равенства температуры тела камеры температуре жидкости, протекающей через нее.

В камере б проба проходит через фотодатчик, который соединен с входом блока управления 7, сигнал с которого поступает на реверсивный двигатель 8, который через узел кинематической связи 9 осуществляет перемещение пробоотборного элемента 4 в промежуточном слое 2, фиксируемое по шкале 10, и на анализатор спектра 11, где анализируется спектр колебаний пробоотборного элемента 4 в промежуточном слое 2. Сигнал с анализатора

спектра поступает па вторичный прибор 12, который преобразует эти сигналы и их результат отражается на шкале 13, по которому судят о качестве отстоя.

Рисунок 5 - Устройства для контроля качества осветленного слоя в сгустителе

В случае плохого отстоя, высота промежуточного слоя 2 имеет широкую границу между осветленным 1 и не осветленным 3 слоями (рисунок 6 а). Амплитуда колебаний А и величина перемещения пробоотборного элемента х(0 будут высокими (рисунок 7 а), а частота - низкая, что после преобразования сигнала анализатором спектра 11 и вторичным прибором 12 будет зафиксировано на шкале 13. Если же отстой хороший, (рисунок 6 б), промежуточный слой 2 меньше и амплитуда колебаний а низкая (рисунок 7 б), а частота большая, что также будет зафиксировано на шкгше 13 после преобразования сигналов.

Рисунок 6 - Фрагменты отстоя: а) плохой; б) хороший 14

Х«>А

а)

Рисунок 7 - Амплитуда колебаний пробоотборного элемента при отстой: а) плохом - А; б) хорошем - а.

Разработанный способ и устройство контроля качества отстоя защищен патентом РФ №2235984 в сентябре 2004г.

В результате проведенных исследований разработан способ и устройство контроля качества отстоя, который позволяет автоматизировать процесс сгущения (улучшить качество разделения жидкого и твердого продуктов).

В четвертой главе разработана и исследована система, модель и алгоритм автоматизированного управления процессом сгущения.

В настоящее время регулирование работой сгустителя осуществляется по временной программе, когда задают время выпуска нижнего продукта сгустителя и паузу между выпусками. Но такая работа системы приводит к потерям большого количества ценного продукта, поэтому нами разработана система автоматического регулирования паузы отстоя в сгустителе, длительность которой определяется в системе управления на основании измеряемого значения качества отстоя и высоты осветленного слоя. При этом, выпуск нижнего слива из сгустителя в системе: начинается при достижении заданной плотности нижнего слива с учетом глубины осветленного слоя, и заканчивается, когда содержание твердого в нижнем сливе становится равным содержанию твердого в жидкой фазе. Содержание твердого в верхнем сливе регулируется изменением расходов поверхностно-активного вещества (ПАВ) и пульпы в сгуститель.

Система реализована с использованием микропроцессорных устройств для управления работой сгу стителя и работает следующим образом (рисунок

В сгуститель 1, имеющий цилиндрическую форму и небольшую конусность на дне, непрерывно поступает пульпа. Оседающая твердая фаза передвигается к центральному разгрузочному отверстию, чему способствует небольшая конусность дна сгустителя и гребки перегребающего механизма.

На трубопроводе выгрузки установлен плотномер 2. При достижении заданной плотности нижнего слава сигнал с плотномера 2 поступает на вторичный прибор 3, а с него на микропроцессорный блок управления 4, который с учетом глубины осветленного слоя, определяемой устройством контроля уровня верхнего слива 7, формирует управляющий сигнал на выпуск нижнего слива, который реализуется с помощью исполнительного механизма 5 и клапана выпуска нижнего слива 6, и определяет длительность паузы. Т.е. перио-

8).

дическая откачка твердой фазы начинается при накоплении его слоя на дне сгустителя, не представляющего опасность вывести сгуститель из строя и производится периодами до момента обогащения твердой фазы жидкой.

Регулирование качества отстоя производится при помощи блока управления 9, который изменяет подачу поверхностно-активных веществ и одновременно расход пульпы в сгуститель по поступающему на него сигналу с анализатора спектра 8.

Разработанная система реализуется с применением микропроцессорной техники в среде SCADA систем как подсистема входящая в состав АСУТГ1 цеха.

На разработанный способ управления работой сгустителя и устройство для его осуществления подана заявка на изобретение (МПК7 G 01 N 1/10, В 01, D 21/32, G 01 F 23/00, G 05 D 27/00).

На основании разработанной во второй главе обобщенной математической модели и известной из литературных источников методики расчета, получена упрощенная математическая модель, которая учитывает основные особенности сгущения в производстве цинка.

Исследование и разработка системы контроля качества отстоя по глубине осветленного слоя, исследование и разработка систем управления процессом сгущения, а также выбор параметров управления и их численных значений - дают возможность применения упрощенной модели осаждения частиц,

на основе зонального метода, к процессу сгущения для разработки блок схемы и программы осаждения твердых частиц в сгустителе.

Для исследования были выбраны следующие параметры: диаметр сгустителя; высота сгустителя; количество зон (Юзон) для расчета модели; среднее содержание твердого (или концентрация, 100 кг/м3); скорость подачи раствора У0 (1 л еек); границы слива (500 г/л, т.е. концентрация твердого в нижнем сливе) и задается конценграция для прекращения выгрузки нижнего слива.

При отстаивании суспензий имеет место медленное осаждение твердых частиц под действием силы тяжести, причем в начале происходит свободное падение частиц. Скорость осаждения твердых частиц в суспензии описывается дифференциальным уравнением: СЙ1 кРг(гт-Ус)

л"—;—• ю

где Ь - высота уровня суспензии, т - время осаждения, к - коэффициент пропорциональности, О - средний размер частиц, ут - удельный вес частиц, ус - удельный вес суспензии, г - относительная вязкость суспензии.

Вязкость суспензии рассчитывается по формуле Бачинского:

20=2Ж(1+4>5^)» (8)

где zж - вязкость чистой жидкости, <р - объемная концентрация твердого вещества в жидкости.

В соответствии с математическим описанием, обосновано использование уравнения потока (изменение концентраций по времени): с1Ст __ йСт с!?1

(9)

и методом конечных разностей определим уравнение потока:

1 ~ . (10)

п СО)

о ~ г ит) т и1,

'-) ~ А/7

¿¡г Лх,

Уравнения (8) и (9) представляют собой упрощешгую математическую модель, на базе которой разработана блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе, представленная на рисунке 9.

На базе проведенных исследований известных в промышленности систем управления, использования разработанных нами способа управления процессом сгущения и устройство для его осуществления, а также упрощенной математической модели функцианированной системы управления, анализ которой позволил разработать блок-схему, программу и модель управления процессом сгущения.

С помощью пакета прикладных программ МАТЬАВ и БИу/ИЛЛЫК была исследована и разработана программа и блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых, частиц в пульпе (рисунок 10).

Формирование входной информации

продолжение блок-схемы

Рисунок 9 - Блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе.

PulpS

Рисунок 10 - Блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе с помощью пакета SIMULINK системы MATLAB

Display

^ | MAT LAB |

и_►Г77

—1 MATiAi Fen w I I

ffl ЕГ4^

□

'зииув

II

■ vS cTS '

Модель состоит из отдельных блоков пакета прикладных программ MATLAB и SIMULINK, каждый из которых выполняет определенную операцию:

Selektor - выбор точки из вектора;

Pulp - выбор сигнала (случайный или заданный);

Vint - интегратор объема;

Pulp S - пульпа на сливе из сгустителя;

К - блок, где задаются коэффициенты модели (первый — В, второй - D

(nu));

Ст(0)- начальные условия (начальное распределение твердого по высоте сгустителя);

C-r(t) — интегратор твердого по зонам;

В данном блоке (мультиплексор) формируются вектора выходных переменных, элементы которых соответствуют скалярным входным сигналам блока:

1-ый — концентрация на входе, кг/м3,

2-ой - концентрация по зонам (с 1 по 10), кг/м3,

3-ий - Vo- объемная скорость потока на. входе, м3/с,

4-ый - Ve - скорость нижнего слива, м7с,

5-ый - Vp - объем пульпы в сгустителе, м\

6-ой - Vk - состояние: если Vp=0, то Vk=-1, если Vpmax>Vp>0, то VK=0, если Vp =Vpmax, то VK=1,

7-ой - константы (В, nu);

MATLAB _ Данный блок служит для задания выражения на языке системы МАТ-Function LAB, т.е. непосредственно для написания самой программы, которая

реализована с использованием блок-схемы моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе, представленной на рисунке 10.

Так же, в модели используются блок Display (дисплей), который обеспечивает визуализацию значения входной переменной и блок Scope (осциллограф), который строит графики функций, где входные переменные блока -значения функции, значения аргумента - время.

При помощи программы были получены графики накопления твердого по зонам. Всего реактор разбит на 10 зон. На рисунке 11 представлены графики накопления твердого в объеме 1, 4, 7 и 10 зонах.

В 1 и 4 зонах (рисунок 11 а, б) концентрация твердого, практически, одинакова, так как падение частиц свободное. Начиная с 7 зоны, наблюдается увеличение плотности осадка, так как количество частиц растет и падение становится стесненным (рисунок 11 в). В заданных условиях, фактически, уплотнение осадка происходит в 9 и 10 зонах (рисунок 11 г).

Контроль максимальной плотности осадка для управления сбросом осуществляется в 10 зоне, т.е. по достижении верхней границы клапан выпуска нижнего слива (рисунок 8) открывается и идет откачка твердой фазы до тех пор, пока в сливе не появится большое количество жидкой фазы.

Рисунок 11 - Результаты имитационного моделирования для 1,4,7 и 10 зон сгустителя: а) осветленный слой, б) свободное падение частиц, в) стесненное падение частиц, г) уплотнение и выпуск твердой фазы, сгустителя.

Разработанная система может быть реализована в различных вариантах на базе современной микропроцессорной технике и промышленных компьютеров с применением 8САЭА систем.

Один из возможных вариантов схемы АСУ ТП сгущения пульпы в металлургии представлен на рисунке 12.

Рисунок 12 - Схема АСУ ТП сгущения пульпы в металлургии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам диссертационной работы были сделаны следующие выводы:

1.Выполнен анализ современного состояния технологии и автоматического управления процессов выщелачивания и сгущения. Установлено, что на заводах цветной металлургии задача автоматизированного управления процессом сгущения решена недостаточно. Это объясняется недостаточной изученностью технологического процесса, отсутствием достаточно полного математического описания и надежных датчиков параметров процесса.

2. Синтезирована обобщенная математическая модель процесса осаждения твердых частиц в пульпе, которая позволила определить основные параметры процесса.

3. Разработан новый способ и устройство контроля качества отстоя, основанный на анализе спектра колебаний пробоотборного элемента системы контроля качества осветленного слоя, которые защищены патентом РФ № 2235984.

4. Выполнены исследования и разработан способ управления процессом сгущения и устройство для его осуществления. Разработанная система реализуется с применением микропроцессорной техники в среде БСЛБА систем как подсистема, входящая в состав АСУТП цеха.

5. С учетом исследования предложенной системы управления, разработана зональная математическая модель осаждения твердых частиц в пульпе и блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе.

6. На базе использования пакета прикладных программ МАТЬАВ и Б1МиЫМК разработана программа, блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе и получены графики осаждения твердых частиц в сгустителе.

7. Разработанной системой реализуется оптимальное автоматизированное управление процессом, сгущения, т.к. она обеспечивает максимальную производительность при заданном качестве продукции. Указанная задача решается комплексом выбранных технических средств.

8. Результаты работы приняты для промышленного внедрения НПК «Югцветметавтоматика» в гидрометаллургическом производстве цинка, что позволяет получить экономический эффект в сумме не менее 500 тыс. руб. в год за счет повышения производительности, снижения расхода реагентов на 5+7% и увеличении выхода по току на 0,9+1,2%.

9. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ).

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ

РАБОТЫ:

1. А.Л. Рутковский, A.A. Саакянц, И.И. Болотаева. Способ контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе и устройство для его осуществления // Патент РФ па изобретение №2235984, Москва, 2004.

2. АЛ. Рутковский, A.A. Саакянц, В.М. Текиев, И.И. Болотаева. Контроль качества отстоя осветленного слоя в аустителях спектральным методом. // Известия ВУЗ Цветная металлургия. №1. 2005. с. 73-76.

3.А.Л. Рутковский, И.И. Болотаева. Контроль качества процесса сгущения с целью уменьшения вредных сбросов // Материалы межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экологии России», Владикавказ, 2005.

с. 48-52.

4. АЛ Рутковский, И.И. Болотаева. Новый метод контроля качества отстоя в сгустителях // Материалы пятой межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экономике России», Ставрополь, 2005. , Том 1, Част}» 1, с. 114-116. (Работа удостоена гран-при конференции).

5. И.И. Болотаева, А.Л. Рутковский. Математическая модель сгущения пульп в сгустителях непрерывного действия // Материалы XL III международной научной студенческой конференции: «Студент и научно-технический прогресс», Новосибирск, 20С5. с. 169-172.

6. АЛ. Рутковский, И.И. Болотаева. «Применение спектрального метода для контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителях» // Труды СКГМИ (ГТУ), Владикавказ., 2005. с. 64-68.

7. И.И. Болотаева, АЛ. Рутковский. Моделирование процесса сгущения //«Труды молодых ученых», Владикавказ, №1, 2005. с. 52-57.

8. A.L. Rutkovskii, A.A. Saakyants, V.M. Tekiev, and I.I. Bolotaeva. Monitoring the clarified-layer sediment quality in coagulators by a spectral method // Russian Journal of Non-Fcrrous Metals, Allerton Press. Inc.// New York, Vol. 46, No. 2,2005. p. 38-41.

9. А.Л. Рутковский, A.A. Саакянц, И.И. Болотаева. Совершенствование системы автоматического управления процессом сгущения // «Труды СКГМИ (ГТУ)», Владикавказ, юбилейный выпуск, 2006. с. 88-91.

Подписано к печати 24.11.2006 г. Объем 1п.л. Формат 60x84 1/16. Гарнигура Times New Roman. Тираж 100 :»кз. Заказ № УЗ^ . Отпечатано с готового макета в подразделении оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ). 362021, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Введение

Глава 1. Состояние и развитие процессов выщелачиывания и сгущения в гидрометаллургическом производстве цинка. Информационно-аналитический обзор

1.1. Развитие выщелачивания в гидрометаллургическом производстве цинка Ю

1.1.1. Способы выщелачивания

1.1.2.Схемы выщелачивания

1.1.3. Современное состояние развития выщелачивания

1.2. Описание и современное развитие процесса сгущения

1.2.1. Краткая характеристика процесса сгущения

1.2.2. Система автоматического управления процессом сгущения

1.2.2.1. Контроль основных технологических параметров процесса сгущения

1.2.2.2. Автоматизация разгрузки сгустителя

1.2.2.3. Комбинированные системы регулирования разгрузки сгустителя

1.2.2.4. Регулирование загрузки сгустителя по твердому

1.2.2.5. Регулирование скорости осаждения

1.3. Выводы по главе

Глава 2. Разработка обобщенной математической модели процесса сгущения

2.1. Построение математической модели процесса в общем виде

2.2. Вывод базисного уравнения в случае нестесненного падения

2.3. Практическая модель нестесненного осаждения

2.4.Аналитическое решение уравнения в случае нестесненного падения

2.5.Экспериментальная проверка аналитическим методом

2.6. Накопление осадка в придонном слое

2.7. Описание массопереноса при наличии источников

2.8.Примеры задач с источниками

2.9.Случай движения среды вверх с постоянной скоростью

2.10. Выводы по главе

Глава 3. Разработка и исследование системы контроля основных параметров процесса сгущения

3.1. Современные методы контроля процесса сгущения

3.2. Разработка метода и устройства контроля качества отстоя

3.3. Выводы по главе

Глава 4. Разработка и исследование системы, построение блок-схемы и модели автоматизированного управления процессом сгущения

4.1. Анализ известных систем управления процессом сгущения

4.2. Разработка системы управления процессом сгущения

4.3. Разработка математической модели, блок-схемы, программы и исследование системы оптимального управления процессом сгущения в производстве цинка

4.4.Выводы по главе 4 107 Заключение 109 Список литературы 111 Приложение №1 123 Приложение №2 126 Приложение №

Актуальность работы. Процессы сгущения широко распространены в цветной металлургии, обогащении, химической промышленности, в частности в производстве цинка. На действующих предприятиях цветной металлургии сгущение зачастую является тем «узким» местом, которое сдерживает рост производительности качественных показателей, которые оказывают существенное влияние на качество готовой продукции и технико-экономические показатели всего производства в целом.

Процесс сгущения основан на естественном осаждении твердых частиц под действием силы тяжести.

Практика эксплуатации сгустительных аппаратов показывает, что от стабильности их работы в значительной мере зависит эффективность последующих переделов. Поэтому основными технологическими требованиями к управлению сгустителем является поддержание наибольшего содержания твердого в нижнем сливе сгустителя, надежность работы оборудования.

Колебания плотности и расхода пульпы, крупности твердой фазы, взаимовлияние параметров процесса, протекающих в сгустителе, усложняют задачу автоматизации.

В настоящее время автоматизация управления процессами сгущения развивается в двух направлениях: создание надежных автоматических средств контроля технологических параметров и разработка на их базе рациональных систем автоматического управления.

На большинстве предприятий в металлургии процессом сгущения управляют либо вручную, изменяя расход сгущенного продукта по результатам периодических анализов отбираемых проб, либо по жесткой временной программе. Такие методы не обеспечивают оперативность и оптимальность управляющих воздействий, что приводит к значительным потерям извлекаемого продукта с нижним сливом сгустителя и резким колебаниям содержания твердого в сгущенном продукте.

В промышленности наиболее широко используется способ управления работой сгустителя, заключающийся в ручной или автоматической коррекции расхода сгущенной пульпы в зависимости от скорости осаждения твердой фазы в пульпе, подаваемой в сгуститель. При этом не учитываются возмущения, действующие на процесс, такие как качество отстоя пульпы, высота осветленного слоя, время выпуска.

Недостаточная изученность технологического процесса, отсутствие выявленных четких связей между его параметрами является причиной недостаточно высокого уровня автоматизации процесса сгущения.

Изложенное выше определяет актуальность постановки и решения задачи исследования процесса сгущения, разработки методики и средств контроля, математического описания, алгоритма управления и автоматизированной системы управления.

Решение поставленной задачи на основе применения современных математических методов, способов решения задач оптимизации позволит значительно повысить производительность технологического оборудования, качество выпускаемой продукции, что в комбинации с последующими технологическими операциями приведет к значительному технико-экономическому эффекту в производстве цинка.

Цель диссертационной работы. Исследование процесса сгущения пульп в металлургии и разработка автоматизированной системы, которая обеспечивает максимальную производительность сгустителя и заданное качество готового продукта. Поставленная цель потребовала решения следующих задач:

1) Исследование процессов выщелачивание и сгущения.

2) Разработка обобщенной математической модели процесса сгущения пульп, позволяющая исследовать характер осаждения.

3) Исследование и разработка надежной автоматической системы контроля качества отстоя продукта сгущения.

4) Разработка и исследование автоматизированной системы управления процессом сгущения.

Методы исследования. Разработка и исследование системы оптимального управления процессом сгущения в гидрометаллургическом производстве цинка потребовало применение:

- системного анализа;

- математического моделирования;

- имитационного моделирования в среде компьютерного математического моделирования МАТЬАВ с использованием пакета 81М1ЛЛЖ;

- методов обработки данных и оптимизации.

Научная новизна работы:

1. Разработана обобщенная математическая модель процесса сгущения и выявлены основные факторы, влияющие на протекание процесса.

2. Получено аналитическое решение осаждения твердых частиц, позволяющее предсказывать результаты процесса осаждения при всех возможных исходных данных и начальных условиях решения задач. Адекватность аналитической модели подтверждена данными математического моделирования исследований.

3.Впервые доказана возможность использования спектрального анализа колебаний показаний датчика системы контроля глубины осветленного слоя для контроля качества отстоя в сгустителе и предложен новый способ управления работой сгустителя.

4. На основе зонального метода предложена и исследована упрощенная математическая модель для сгустителей в производстве цинка и программа для реализации данной методики.

5. Разработана и исследована автоматизированная система управления технологическим процессом сгущения.

Практическая значимость работы.

1. Разработана обобщенная математическая модель процесса сгущения:

- для одномерного пространства при постоянной плотности исходной пульпы;

- в случае нестесненного падения частиц в испытательном сосуде;

- для аналитического решения при нестесненном падении;

- для методики экспериментальной проверки при нестесненном падении;

- для случая линейной функции распределения плотности исходной пульпы.

Исследование на модели позволило выявить основные параметры, влияющие на процесс, такие как качество отстоя, высота осветленного слоя и время выпуска.

2. Разработан способ и устройство для контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе, которые позволили контролировать качество отстоя (Патент РФ №2235984).

3. Разработан способ управления работой сгустителя и устройство для его осуществления, которые позволили регулировать время выпуска по высоте осветленного слоя и контролю качества.

4. Результаты работы автоматизированного управления процессом сгущения приняты для промышленного внедрения с ожидаемым экономическим эффектом не менее 500 тыс. руб. в год за счет повышения производительности, то есть увеличения выпуска готовой продукции (например, цинка), снижения расхода реагентов на 5+1% и увеличении выхода по току на 0,9-И ,2%.

5.Отдельные результаты и материалы работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ).

На защиту выносятся:

1. Обобщенная математическая модель процесса сгущения.

2. Способ контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе и устройство для его осуществления.

3. Способ управления работой сгустителя и устройство для его осуществления.

4. Результаты моделирования системы управления процессом сгущения.

5. Результаты разработки и исследования системы автоматического управления процессом сгущения в гидрометаллургическом производстве цинка.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются:

- соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований;

- результатами испытаний разработанного способа и устройства контроля качества осветленного слоя в сгустителе;

- результатами испытаний разработанного способа управления работой сгустителя и устройства для его осуществления;

- результатами исследования системы управления с помощью разработанной математической модели и программы моделирования процесса осаждения твердых частиц в пульпе.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на:

1. Межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экологии России», Владикавказ, 2005.

2. Межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экономике России», Ставрополь, 2005. Работа была удостоена гран-при конференции.

3. Международной научной студенческой конференции: «Студент и научно-технический прогресс», Новосибирск, 2005.

4. Ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ (ГТУ), Владикавказ 2003-2006.

5. На разработанный способ контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе и устройство для его осуществления получен Патент РФ на изобретение №2235984.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9-ти печатных работах, из них: 1 патент и 8 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 127 страниц машинописного текста, 29 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 133 наименований.

8. Результаты работы приняты для промышленного внедрения НПК «Юг-цветметавтоматика» в гидрометаллургическом производстве цинка, что позволяет получить экономический эффект в сумме не менее 500 тыс. руб. в год за счет повышения производительности, снижения расхода реагентов на 5+7% и увеличении выхода по току на 0,9+1,2%.

9. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам диссертационной работы были сделаны следующие выводы:

1 .Выполнен анализ современного состояния технологии и автоматического управления процессов выщелачивания и сгущения. Установлено, что на заводах цветной металлургии задача автоматизированного управления процессом сгущения решена недостаточно. Это объясняется недостаточной изученностью технологического процесса, отсутствием достаточно полного математического описания и надежных датчиков параметров процесса.

2. Синтезирована обобщенная математическая модель процесса осаждения твердых частиц в пульпе, которая позволила определить основные параметры процесса.

3. Разработан новый способ и устройство контроля качества отстоя, основанный на анализе спектра колебаний пробоотборного элемента системы контроля качества осветленного слоя, которые защищены патентом РФ № 2235984.

4. Выполнены исследования и разработан способ управления процессом сгущения и устройство для его осуществления. Разработанная система реализуется с применением микропроцессорной техники в среде SCADA систем как подсистема, входящая в состав АСУТП цеха.

5. С учетом исследования предложенной системы управления, разработана зональная математическая модель осаждения твердых частиц в пульпе и блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе.

6. На базе использования пакета прикладных программ MATLAB и SIMULINK разработана программа, блок-схема моделирования системы управления процессом осаждения твердых частиц в пульпе и получены графики осаждения твердых частиц в сгустителе.

7. Разработанной системой реализуется оптимальное автоматизированное управление процессом сгущения, т.к. она обеспечивает максимальную производительность при заданном качестве продукции. Указанная задача решается комплексом выбранных технических средств.

1. Растяпин В.А., Шпилевой Л.В. Автоматизация процессов сгущения на обогатительных фабриках. М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1980, 20 с.

2. Сапрыгин А.Ф., Гусар Л.С., Хан O.A., Гуттерман Ю.П., Андрейкин Е.И. Внедрение одностадийной схемы выщелачивания огарка с про-тивоточной промывкой цинковых кеков на Алмалыкском заводе // Цветные металлы. 1977. №12. С. 14-16.

3. Гусар Л.С., Сапрыгин А.Ф., Хан O.A., Пусько А. Г. Пути совершенствования процесса выщелачивания огарка в гидрометаллургии цинка // Сб. тр. Всес. Н.-и. горно-металлург. ин-т. Цвет. мет. 1977. №29. С. 56-60.

4. Шиврин Г.Н. Металлургия свинца и цинка. // М.: Металлургия. 1982. 350 с.

5. Лакерник М.М., Пахомова Г.Н. Металлургия цинка и кадмия. М.: Металлургия, 1969. 485 с.

6. Снурников А.П. Гидрометаллургия цинка. М.: Металлургия, 1981. 383 с.

7. Пат. 258251 ПНР, МКИ С 22 В 19/22.

8. Пат. 6393832 Япония, МКИ С 22 В 19/22.

9. Пат. 5096486 США, МКИ С 22 В 3/08.

10. Ю.Якада Н. Достижения в области выщелачивания цинковых огарков // Mining and Water Process Inst. Jap. 1991. 107. №6. P. 400-401.

11. Пат. 596716 Австралия, МКИ С 22 В 003/00, С 22 В 015/08

12. Пат. 885161 Финляндия, МКИ С 22 В 003/00.

13. Пат. 2323766 Франция МКИ С 22 В 3/00, 13/04.

14. Пат. 92248 ПНР, МКИ С 22 В 19/24.

15. Пат. 74754 ПНР, МКИ С 22 В 19/24.

16. Пат. 5017017 Япония, МКИ С 22 В 19/24.

17. Пат. 49261269 Япония, МКИ С 22 В 19/24.

18. Пат. 442376 Италия, МКИ С 22 В 19/24.

19. Пат. 67355 ПНР, МКИ С 22 В 19/22.

20. Пат. 42338 Австралия, МКИ С 22 В 19/24.

21. Пат. 3656941 США, МКИ С 22 В 23/04.

22. Пат. 3607235 США, МКИ С 22 В 9/00.

23. Пат. 3482966 США, МКИ С 22 В 19/22.

24. Пат. 2604440 США, МКИ С 22 В 19/22.

25. Пат. 2300814 Франция, МКИ С 22 В 19/22.

26. Пат. 2-438 Япония, МКИ С 22 В 19/22.

27. Маргулис Е. В. Процессы выщелачивания огарка в гидрометаллургии цинка//Изв. Вузов. Цветная металлургия. 1983. №1 С. 44-54.

28. Погорелый А.Д. Теория металлургических процессов. // М.: Металлургия. 1973.465с

29. Текиев В.М., Петросянц С.А., Преде JI.B., Ткачев H.H. Исследование взаимосвязи некоторых параметров процесса выщелачивания цинкового производства // Сб. «Материалы науч.-техн. Конф. Сев.-Кавказ. Горнометаллург, ин-та» 1972. С. 75-76.

30. Салихов З.Г., Огородничук В.М., Буровой И.А. // Совершенствование гидрометаллургических процессов и оборудование в металлургии тяжелых цветных металлов: Тез. докл. На Всес. Научно-техн. Семинаре. М.: ВДНХ СССР, 1977. С. 5-7.

31. Yin С. Xiangrei С., Wanwei W. Recovery of zinc from oxidized are by direct leaching with sulphuric acid // Proc. 1-st. Inst. Conf. Hydromet. Beijng. 1989.12. №4. P. 155-159.

32. Шепелев И.И., Симаков А.Г., Коростовенко B.B., Художитикова М.Г. Интенсификация гидрометаллургических процессов получения тяжелых цветных металлов // Пробл. Повыш. Эффектив. Пр.-ва и использ. Цв. мет. В народном хоз-ве. Тез. докл. Н.-т. Конф. 1988.

33. Грамматиков М.В., Ивановский М.И. Выщелачивание цинкового огарка растворами серной кислоты с применением ультразвуковых колебаний // НИИ цвет. мет. 1969. 8. С. 42-60.

34. Dimitrov R., Baganov В. К вопросу применения магнитного поля в гидрометаллургии цинка // Arch. Hunt. 1977. 22. №4. P. 541-547.

35. Способ непрерывного выщелачивания цинкового огарка: A.C. 796243 СССР, МКИ С 19/22 /В.М. Пискунов (СССР). 5 с.

36. Зб.Остроушко И.А. Выщелачивание свинца и цинка из сульфидных руд // Цветные металлы. 1981. №17. С. 11-12.

37. Способ переработки окисленных цинка и железа содержащих материалов: A.c. 901318 СССР, МКИ С 22 В 19/22/ ВНИГМИцветмет (СССР). 12 с.

38. Способ выщелачивания полиметаллических цинкосодержащих материалов: A.c. 998892 СССР, МКИ С 22 В 19/22/ Е.И. Елисеев, Е.Г. Третьякова (СССР). 4 с.

39. Способ переработки цинкового огарка: A.c. 924136 СССР, МКИ С 22 В 19/24/ B.JI. Туленков, В.Ф. Балакирев, В.И. Авдюков, В.И. Ав-дюков, В.П. Владимиров, Н.Г. Ятлукова (СССР). 8 с.

40. Способ переработки цинкового огарка: A.c. 1035080 СССР, МКИ С 22 В 19/22/A.C. Ярославцев (СССР). 5 с.

41. Способ переработки цинкового огарка: A.c. 1035080 СССР, МКИ С 22 В 19/22/ A.C. Ярославцев, В.М. Пискунов, В.Е. Зюзиков (СССР). 9 с.42.3еликман А.Н., Вольдман Г.М., Беляевская JI.B. Теория гидрометаллургических процессов. М.: Металлургия. 1975. 503. с.

42. Гусар JI.C., Хан O.A., Пусько А.Г., Юмакаев М.И., Гумаров Э.З., Бу-дон Г.Д. Внедрение одностадийного выщелачивания цинкового огарка с противоточной промывкой кеков // Сб.тр. ВНИИ цвет. мет. 1975 №25. с. 230-232.

43. Гецкин JI.С. Основные направления технического прогресса в гидрометаллургии цинка // Цветные металлы. 1974. №10. С. 11-13.

44. Гузаиров P.C. Эффективные пути комплексного использования сырья // Цветные металлы. 1977. №11. с. 64-68.

45. Вишняков И.А., Погорелый А.Д., Царенко В.Я. О скорости растворения окиси цинка в растворах серной кислоты // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1972. №3. с. 56-61.

46. Воробьева И.А., Сергиевская Е.М., Ивановский М.Д. Кинетика растворения феррита цинка в растворах серной кислоты // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1970. №6. с. 50-54.

47. Вишняков И.А., Погорелый А.Д., Царенко В.Я. Исследование кинетики растворения окиси цинка в растворах серной кислоты методом вращающегося диска // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1972. №4. с. 22-27.

48. Погорелый А.Д.,Вишняков И.А., Царенко В.Я. Константа скорости реакции взаимодействия окиси цинка и серной кислоты и их использование // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1973. №5. С. 21-28.

49. Ярославцев Л.С., Пискунов В.М., Григорьев В.Д. О кислотнооснов-ных свойствах растворов сульфата цинка // Цветные металлы. 1976. №4. с. 20-22.

50. Ярославцев Л.С., Пискунов В.М. Кинетика выщелачивания цинка в сернокислотных растворах // Сб. тр. ВНИИ цвет. мет. 1975. №25. с. 225-258.

51. Халезов Б.Д., Кановский И.А., Крезинская О.Б., Ефимова В.И. О влиянии некоторых факторов на скорость растворения окиси цинка в серной кислоте // Тр. Уральск, н.-и. и проект, ин-та мед. пром-ти. 1975. №4. с. 216-221.

52. Васильев X., Рачева Т. Изучение кинетики выщелачивания цинкового огарка растворами серной кислоты // Металлургия. 1978. 33. №6. с. 9-11.

53. Ярославцев A.C. Пискунов В.М., Григорьев В.Д. О высокотемпературном растворении феррита цинка в сернокислотных растворах // Сб.тр. ВНИИ цвет. мет. 1975. №25. с. 255-258.

54. Сергиевская Е.М., Вольский А.Н. // Сб.тр. Минцветметзолото. 1956. №26. с. 18-21.

55. Сергиевская Е.М., Вольский А.Н. // Сб.тр. Минцветметзолото. 1957. №27. с. 31-34.

56. Вольский А.Н., Сергиевская Е.М. // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1958. №1. с.14-17.

57. Вольский А.Н., Сергиевская Е.М. // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1960. №5. с. 17-22.

58. Рутковская И.А., Данилин H.A., Рутковский A.JI. Влияние технологических параметров на время сгущения и фильтрации цинковых пульп // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1992. №5-6. с. 49-52.

59. Петросянц С.А. Изучение процесса сгущения кислых цинковых пульп путем непрерывной фиксации изменения плотности // Тр. Сев.-Кавказ. Горно-металлург. ин.-та. 1974. 37. с. 59-61.

60. A.c. 1409593 СССР, МКИ С 22 В 19/00// Способ сгущения цинкосо-держащих пульп / Исматов Х.Р., Газиев А.И., Данилова А.Г., Алимов A.A., Муинов Б.Х., Антонов A.C., Романова Е.И. (СССР) 8 с.

61. Данилова А.Г., Алабергенов Р.Д., Исматов Х.Р. Интенсификация процесса разделения твердых и жидких фаз пульп цинкового производства II Ин-т химии АН УзССР, 1987. 7 с. Деп. В ВИНИТИ 01.06.86, №2691.

62. А.С. 1339155 СССР, МКИ С 22 В 19/00. Способ отстаивания цинко-содержащих пульп / Н.С. Крысенко (СССР). 4 с.

63. Конорин B.C., Садилова Л.Г. Совершенствование процессов отстаивания и фильтрования пульп цинкового производства // Пробл. По-выш. Эффективн. Произ-ва и исп. Цв. мет. 1988. №6. С. 144-148.

64. Пат. 4324409 СССР, МКИ С 22 В 19/00

65. Martin G. Nowel equiperment de separation solid-liquide dars // Hydro-metallurgy. 1977, №7. P. 379-385.

66. Пат. 49-26169 Япония, МКИ С 22 В 19/26.

67. А.С. 1520126 СССР, МКИ С 22 В 19/00. Способ нейтрального выщелачивания цинковых огарков / Р.Д. Аллабергенов, А.Г. Данилова, Х.Р. Исматов, (СССР) 11с.

68. Успенский М.С., Москоленко И.И., Законова К.Ф., Чулков С.Ф. Тонкослойный разделитель гидрометаллургических суспензий // Цветная металлургия 1990. №2. с. 11-12.

69. Боянов Б. Фильтрование пульп цинкового производства // На-уч.тр.хим. 1986. №4. с. 16-23.

70. Костов Г. Чавдорова Д. Очистка цинкового электролита на барабанном вакуум-фильтре с постоянно сменяемым поверхностным слоем минерального сорбента // Полимет. 1988. №3. с. 114-119.

71. Wu J., Li Q. Анализ соотношений, полученных для автоматического фильтр-пресса, в котором давление сжатия больше давления фильтрования // Huagong xuebao J. Chem. Ind. 1993. 44. №5. P. 113-117.

72. A.C. 1699524. СССР, МКИ В 01 D 37/00 Способ разделения промышленных суспензий на барабанном вакуум-фильтре / JI.C. Весер-ман, JI.E. Махновский, Г.И. Титова (СССР). 9 с.

73. Гуськов В.И., Ивановский Н.Д. О закономерностях фильтрования со смывом осадка потоком фильтруемой суспензии // Цветные металлы. 1973. №8. с. 8-11.

74. Маянц А.Д., Пресс Ю.С., Лихозвянская Р.Г. // Цветные металлы. 1957. №6. с. 41-44.

75. Агеенков В.Г., Сериков З.А. Поведение кремнекислоты при выщелачивании цинковых огарков // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1960. №5. с. 35-38.

76. Исследование процессов обжига цинковых концентратов в «кипящем слое» и выщелачивание обожженных цинковых концентратов в целях создания АСУТП цинкового производства завода «Электроцинк»: Отчет о НИР. / СКГМИ. 625. № 73031790. Орджоникидзе. 1973. с. 87.

77. Текиев В.М., Подунов B.C., Петросянц С.А. Разработка математической модели периодического процесса сгущения кислых пульп цинкового производства//Тр. СКГМИ. 1974. 37. с. 101-103.

78. Данилин H.A., Дюнова Д.Н. Алгоритм управления процессом сгущения пульп гидрометаллургического производства / Труды Сев-Кав. Гос. Технол. ун.-т, Владикавказ, 2000.

79. Данилин H.A., Дюнова Д.Н. Структура и алгоритм оптимального управления процессом выщелачивания // Труды Сев-Кав. Гос. Технол. Ун.-т, Владикавказ, 2000.

80. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии. Л.: Химия, 1974.

81. Фоменко Т.Г., Бутовецкий В.С., Погарцева Е.М. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик. МЛ Недра, 1974.

82. Колпиков Г.Г. Методы и средства автоматического контроля содержания твердой фазы в суспензии калийных фабрик. М.: НИИТЭхим, 1976.

83. Система «Плотномер-1» /Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: ВНИКИ «Цветметавтоматика», 1976.

84. Сигнализатор мутности / Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Запорожье: Запорожский филиал ВНИКИ «Цвегметавтоматика», 1978.

85. Концентратомер КцЖ-3 /Информационный листок № 077-76. -М.: Цветметинформация, 1979.

86. Концентратомер КцП-2/Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Запорожье: Запорожский филиал ВНИКИ «Цветметавтоматика», 1975.

87. Бесконтактный кондуктометрический Концентратомер КцЖ-8/ Информационный листок № 119. Запорожье: ЗЦНТИ, 1978.

88. Система «Сигнал-12»/ Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Запорожье: Запорожский филиал ВНИКИ «Цветметавтоматика», 1976.

89. Пат. №1754149 Ф1, СССР ВОЮ 21/00. в 01 Р 23/00. в 05 Э 27/00

90. Копаница Д.Н., Щелинский А.А. Способ автоматического регулирования работы сгустительного гидроциклона. Авт. Свид., СССР, № 484004, Бюлл.изобр., 1975, № 34.

91. Шпилевой Л.В. и др. Способ автоматического управления работой сгустителя. Авт. Свид.,СССР, № 550164, Бюлл. из обр., 1977, № 10.

92. Шпилевой Л.В., Шапиро А.И., Расгяпин В.А. Способ управления работой сгустителя. Авт. Свид., СССР; № 571284, Бюлл. изобр., 1977, №33.

93. Шапиро А.И., Шпилевой JI.B., Растяпин В.А. Способ управления процессом сгущения пульпы. Авт. Свид., СССР, № 589005, Бюлл. изобр., 1978, № 3.

94. Александров В.В. и др. Автоматизированная система управления «Нефилин-1». М.: Металлургия, 1976.

95. ЮО.Нураев Р.Х. и др. Способ управления процессом сгущения суспензии. -A.c. №517311, СССР, Бюлл. изобр., 1976, №22.

96. Шпилевой JI.B. и др. Способ управления работой сгустителя. -A.c. №578085, СССР, Бюлл. изобр., 1977, №40.

97. Tikhonov O.N., Dembovsky V.V. Automatic Process Control in Ore Treatmeut and Metallurgy. Part I Process Dynamics. GEBO, Cairo, 1973.

98. Тихонов O.H. Об одном критерии оптимальности в процессах обогащения. Доклад на международной конференции ICAMC, ЧССР, Острава, 1967.

99. Тихонов О.Н. Гравитационное разделение многокомпонентных систем. «Обогащение руд», №1, 1968.

100. Тихонов О.Н. О динамике процессов обогатительной технологии. «ИВУЗ цветная металлургия », №3, 1968.

101. Тихонов О.Н. Введение в динамику процессов обогатительной технологии. «Недра», 1973.

102. Фельдбаум A.A. Электрические системы автоматического регулирования, Оборонгиз. М, 1957.

103. Ю8.Транксел Д. Синтез систем автоматического регулирования. Маш-гиз. М, 1959.

104. Ю9.Ивахненко А.Г., Лапа В.Г. Предсказание случайных процессов. «Наукова думка», Киев, 1971.

105. Той J.T. Modern Control Theory. I.S.E. 1964.

106. Болотаева И.И., Рутковский А.Л. // Моделирование процесса сгущения. Труды молодых ученных. Владикавказ, 2005 г., №1, с. 52-57.

107. Болотаева И.И. // Математическая модель сгущения пульп в сгустителях непрерывного действия. Материалы XLIII международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», г. Новосибирск, 2005 г. с. 169-172.

108. ПЗ.Персиц В.З. Измерение и контроль технологических параметров на обогатительных фабриках. М.: Недра, 1982.

109. Козин В.З. Опробование и контроль технологических процессов обогащения. М.: Недра, 1985.

110. Авторское свидетельство СССР №1493983, MIIK7G 05 Д 11/00, опубл. 15.07.89).

111. Борисов А.К., Скрипчак Д.А. Устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя. A.c. СССР № 651828, МПК7 В01 D21/00, G01 F23/00, опубл. 15.03.79.

112. Жуков Е.Я., Сорокер JI.B., Холопов С.П., Ваниев Э.Ш. Устройство для измерения глубины осветленного слоя сгустителя. A.c. СССР № 1754149 AI, В01 D 21/00, G01 F 23/00, G05 D 27/00, опубл. 15.08.92.

113. Рутковский А.Л., Саакянц A.A., Болотаева И.И. Способ контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителе и устройство для его осуществления. A.c. № 2235984, МПК 7 G 01 N 1/10, ВОЮ 21/32, G 01 N21/27, опубл. 10.09.2004.

114. Рутковский А.Л., Саакянц A.A., Текиев В.М., Болотаева И.И. // Контроль качества отстоя осветленного слоя в сгустителях спектральным методом. Известия ВУЗ. Цветная металлургия., №1, 2005г., с. 73-76.

115. Рутковский А.Л., Болотаева И.И. «Применение спектрального метода для контроля качества отстоя осветленного слоя в сгустителях», Труды СКГМИ (ГТУ), Владикавказ, 2005г., с. 64-68.

116. Болотаева И.И., Рутковский А.Л. // Новый метод контроля качества отстоя в сгустителях. Пятая межрегиональная научная конференция

117. Студенческая наука экономике России», г. Ставрополь, 2005г. с. 114-116.

118. Рутковский A.JL, Болотаева И.И. // Контроль качества процесса сгущения с целью уменьшения вредных сбросов, Пятая СевероКавказская региональная конференция «Студенческая наука экологии России», г. Владикавказ, 2005 г. с. 48-52.

119. Рутковский A.JI, Саакянц А.А, Болотаева И.И. Способ управления работой сгустителя и устройства для его осуществления / Подана заявка на изобретение (МПК7 G 01 N 1/10, В 01, D 21/32, G 01 F 23/00, G 05 D 27/00), 2006.

120. Батунер JI.M., Позин М.Е. / Математические методы в химической технике. Изд. «Химия», Ленинград, 1971., 824 е.: ил.

121. Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. / Теория гидрометаллургических процессов., М: «Интермет Инжиниринг», 2003., 462 е., ил.

122. Дж. Дебни, Т. Харман. Перевод с англ. Симонова Л.М. / SIMULINK 4 секреты мастерства. Москва, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003, 404 е.: ил.

123. Дьяконов В., Аброменко И. / MATLAB обработка сигналов и изображений. Специальный справочник. Санкт-Петербург, 2002., 606 е.: ил.

124. Черных И.В., SIMULINK среда создания инженерных приложений, М: «Диалог-МИФИ», 2004., 491с.: ил.

125. Джонсон К. / Численные методы в химии. М: Мир., 1983.

126. Пискунов Н.С. / Дифференциальные и интегральные исчисления.

127. Физматгиз., М: 1963 г., 856 с.

128. Ш.Рутковский А.Л., Саакянц А.А., Болотаева И.И. Совершенствование системы автоматического управления процессом сгущения // «Труды СКГМИ (ГТУ)», Владикавказ, юбилейный выпуск, 2006. с. 88-91.

129. Антропов Д., Петров Т., Линник В. Автоматизированная система управления брагоректификационной установкой // Современные технологии автоматизации, 2004.-№1, с. 36-41.