Тема 20. Пути совершенствования аналитического контроля метал-лургического производства

 

Автоматизация методов анализа в цветной металлургии

 

Оснащение лабораторий и производственных участков аналитическими приборами основывается на следующих принципах:

1) увеличение экс-прессности анализов;

2) расширение диапазона определяемых содержаний, в первую очередь в результате снижения нижней его границы;

3) повышение универсальности- возможности определения многих составляющих в слож-ных пробах;

4) снижение расходов, повышение экономичности анализов;

 5) уменьшение утомительных операций для человека и повышение надежности результатов анализа.

Необходимость получения аналитической информации более высокого качества при одновременном снижении затрат рабочей силы и экономиимощностей является важнейшей побудительной причиной механизации, авто-матизации и компьютеризации аналитического контроля.

Механизация предполагает частичную или полную замену человекапри повторяющихся операциях. Типичными устройствами, предназначенны-ми для облегчения труда оператора, являются электронные весы, автомати-ческие дозирующие устройства для растворов и дисперсных материалов. Ав-томатизация и компьютеризация в аналитическом контроле производства означают замену человека различными устройствами, механизмами, при-способлениями для измерения и переработки аналитических данных. При этом процесс анализа от отбора пробы до выдачи результатов должен проте-кать в самоконтролируемой, саморегулируемой системе. При этом входные данные без вмешательства человека преобразуются в конкретные выходные аналитические данные.

 

В ходе анализа осуществляется ряд процессов управления и регулиро-вания с использованием ЭВМ, применяемых для координации промежуточ-ных стадий. Автоматизация стала одним из самых важных направлений раз-вития аналитического контроля в металлургии. Оперативное управление производством потребовала увеличения числа анализов при одновременном повышении требований к химическому составу материалов. Если раньше было достаточно определять 3-4 элемента, то сегодня требуется 10-15; если раньше достаточно было вести анализ на нижней границе содержаний 0,1%, то в настоящее время требуется определять тысячные доли процента и мень-ше. Непрерывно расширяется номенклатура металлургического произ-водства.

 

Применение ЭВМ позволило разработать и применять автоматизирован-ную систему аналитического контроля (АСАК), которая позволяет управлять не только аналитическими приборами и обрабатывает данные, но также управляет всем аналитическим циклом, начиная от отбора, транспортировки и подготовки пробы и кончая оценкой качества металла.

 

Современная и достоверная информация о составе производственных продуктов на всех стадиях их переработки является необходимой предпосыл-кой ведения технологических процессов цветной металлургии в оптимальных режимах и повышении качества выпускаемой продукции. В последние годы достигнуты значительные успехи в создании и внедрении на предприятиях цветной металлургии современных точных, высокочувствительных и экс-прессных методов аналитического контроля и соответствующей аппаратуры, основанной на различных методах измерений.

 

Для анализа твердых и сыпучих производственных материалов и твердой фазы технологических пульп наибольшее применение получили

рентгеноспектральные и рентгенорадиометрические приборы, в частностирентгеновские многоканальные спектрометры – квантометры.

Для определения примесей в чистых и особо чистых веществах ис-пользуются различные варианты масс-спектрального и активационного ана-лиза, для анализа жидкой фазы пульп, растворов и других производственныхпродуктов – атомно-абсорционные спектрофотометры, спектрофотомет-рические и полярографические приборы, оптические квантометры и др.

 

В настоящее время осуществляется крупномасштабная программа по созданию АСАК различных технологических переделов и производств и их внедрению на предприятиях отрасли. Одной из первых автоматизированных систем аналитического контроля явилась система типа «Поток», предназна-ченная для контроля содержания меди и никеля в твердой фазе пульпы в нескольких точках процесса флотационного разделения файнштейна.

После модификации система «Поток» стала применяться для определе-ния содержания одного - двух металлов в твердой фазе пульп нескольких (до 20) продуктов рудного обогащения. Все операции контроля в системе меха-низированы и автоматизированы. Дальнейшим развитием работ по автомати-зации и совершенствованию аналитического контроля на обогатительных фа-бриках было создание автоматизированной системы анализа пульп в потоке для одновременного анализа пяти – шести элементов в твердой фазе пульп. За время не более 15 мин. таким образом, удается провести анализ 12 продуктов обогатительных фабрик.

Применение АСАК не только увеличило скорость выполнения анали-зов, но и в значительной степени повысило точность благодаря учету различ-ных факторов, влияющих на результаты. Все это создает предпосылки для разработки автоматизированных систем управления технологическими про-цессами (АСУТП), где данные экспрессного аналитического контроля опера-тивно используют для автоматического ведения технологического процесса.

 

Контрольные вопросы

 

1.Обосновать необходимость аналитического контроля металлургиче-ского сырья.

2.Какие методы анализа используются для аналитического контроля ис-ходного сырья?

3.Что такое фазовый анализ? Привести примеры.

4.Как проводится анализ основного компонента в черновой меди? 5.Какими методами определяется содержание примесей в продукции

цветной металлургии?

6.Для каких целей используется полярографический метод при анализе чернового свинца?

7.Чем обусловлена необходимость химического мониторинга состояния окружающей среды?

8.Какие загрязнения поступают в воздух в результате работы металлур-гических предприятий?

9.Что такое ПДК?

10.Какие методы анализа применяются для мониторинга атмосферных загрязнений?

11.Зачем нужен аналитический контроль за состоянием почв? 12.Какими методами проводится мониторинг почв?

13.Что такое автоматизированная система аналитического контроля? Для каких целей ее можно использовать?