SU930076A1 - Способ определени гранулометрического состава - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аналитическому контролю технологических процессов производств и может найти широкое применение, например, дл  контрол  гранулометрического состава удобрений. Известен способ определени  гранулометрического состава вещества, заключающийс  в предварительной кла сификации частиц по размерам, напри путем их рассева с помощью сит, имеющих отверсти  определенного диаметра , и последующем определении количества каждой полученной фракци тем или иным способом, например взвешиваниемГ Недостатком данного способа  вл  етс  необходимость значительных зат рат времени на классификацию пробы, а фактор времени и частота анализа  вл ютс  определ ющими при построении автоматических анализаторов дл  управлени  технологическими процессами получени  анализируемых продуктов, например процесса гранул ции в производстве удобрений. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению,  вл етс  способ,заключающийс  в том, что отбираетс  проба из потока и рассеиваетс  на фракции. Затем каждую фракцию отобранной и рассе нной пробы последовательно раствор ют в одном и том же объеме растворител ,измер ют электропроводHoctb полученных при этом растворов, а долю каждой фракции определ ют по отношению прироста электропроводности при растворении каждой фракции к величине электропроводности раствора всей пробы. Способ базируетс  на свойстве гранулометрического удобрени  иметь один и тот же состав независимо от размера гранул. Благодар  тому, что в известном способе исключена процедура взвешивани , он стал более надежен и прост 393 дл  использовани  в автоматических анализаторахГ25, Однако ему присущи недостатки, которые обусловлены необходимостью предварительной классификации про5ы . Особенно - это длительное врем  анализа, оно велико, поскольку включает в себ  кроме времени классифика ции еще и врем  последовательного растворени ,всех фракций пробы. Цель изобретени  - сокращение вре мени анализа. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно определени  грану (Лометрического состава вещества, вкл (. чающему в себ  растворение анализируемой пробы и измерение физических свойств раствора, анализируемую проб раствор ют без предварительного разделени  на фракции, и изменение физических свойств раствора контролируют с момента начала растворени  и по этим изменени м суд т о гранулометрическом составе вещества. Скорость растворени  пропорциональна поверхности соприкосновени  раствор емого вещества с растворителем . А дл  одного и того же весового количества вещества эта поверх-ность будет тем больше, чем меньше размеры его частиц. Точнее, способ основан на существовании св зи между гранулометрическим составом раствор емого вещества и формой кривой, характеризующей процесс его растворени  во времени . Ниже приведены результаты полного растворени  6 одинаковых по весу, но различных по гранулометрическому составу проб.

Claims (2)

1. На фиг.1 и 2 изображены графики изменени  электропроводности растворов, сн тые во врем  растворе ни  проб (номер кривой соответствует номеру пробы). Анализ кривых поз л ет вы вить следующие закономерности . Чем больше в пробе мелких частиц тем быстрее раствор етс  в начале проба - крива  растворени  круче стремитс  вверх. Это объ сн етс  большей поверхностью соприкосновени  раствор емого вещества с раство рителем. Чем больше в пробе крупных частиц , тем раствор етс  она медленней крива  положе, и общее врем  растворени  больше. Особенно про вл ют себ  крупные частицы в конце процесса растворени ,когда более мелкие частицы уже растворились полностью, а крупные частицы еще продолжают раствор тьс . Чем крупнее частицы присутствуют в пробе, тем более длинный они образуют пологий конечный участок кривой растворени , т.е. тем большее врем  полного растворени  всей пробы , а чем больше крупных частиц тем медленнее стремитьс  этот участок к значению концентрации полного растворени . Первое объе сн етс  малой поверхностью соприкосновени  растворител  с веществом, а второе - большим временем полного раст ворени  самых крупных частиц. Особенно важным фактором  вл етс  то, что в процессе растворени  суммарна  площадь поверхности всех частиц постепенно уменьшаетс , поскольку уменьшаютс  их размеры и не которые частицы совсем исчезают-, т. полностью раствор ютс . Поэтому дл  проб, имеющих различ ный гранулометрический состав, функ ци  изменени  суммарной поверхности во времени будет различной, а значи различной будет и крива  растворени . , Таким образом, крива  растворени  отражает гранулометрический сос тав пробы и может быть использована дл  его определени . Кроме того, поскольку начальный участок кривой в большой степени характеризует наличие в пробе мелки частиц (например пыли) он может быт использован дл  получени  экспрессинформации о содержании в пробе мел кой фракции, не ожида  полного ее растворени . Такие своевременные, хот  и приближенные данные, ценны тем, что они могут быть использованы дл  прин ти  предварительного ре шени  по управлению процессом гранул ции . Так же можно использовать дл  управлени  процессом гранул ции содержание в пробе гранул крупной фрак ции. Дл  этого необходимо, не ожида  результата полной обработки кривой растворени , проанализировать поведение ее конечного участка, который содержит в основном информацию о крупной фракции, и получив лишь начальный участок пологого конца кривой растворени . Дл  этого необходи МО математически предсказать его дал нейшее поведение, т.е. экстраполировать кривую. Функцию распределени  частиц по размерам можно математически св зать с кривой растворени  через дифференциальное уравнение кинетики растворени . Задача вычислени  параметров функции распределени  частиц (например математического ожидани  и дисперсии , если закон распределени  нормальный) по экспериментально сн той кривой растворени  фактически  вл етс  решением дифференциального уравнени  и вполне посильна дл  современных управл ющих вычислительных машин. Высокое быстродействие машин позвол ет рассчитывать параметры распределени  в темпе с управлением процессом гранулировани . Дн  этого могут быть использованы -как специально встроенные в анализаторы гран состава микропроцессорные вычислительЛ|ые устройства, так и управл ющие вычислительные машины, если измерени  провод тс  в составе АСУ ТП. Способ осуществл етс  следующим образом. Из потока удобрени  отбираетс  проба дл  анализа грансостава. Проба помещаетс  в определенный объем растворител  определенной температуры (например воды при комнатной температуре. Растворитель перемешиваетс  с посто нной скоростью мешалкой, приводимой о движение электрическим двигателем. Сразу же после помещени  пробы в растворитель начинаетс  процесс растворени  гранул и измерени  электропроводности получаемого раствора с помощью кондуктометра. Выход кондуктометра подключен к вычислительному устройству, например микропроцессору ,: которое преобразует измеренные значени  в цифровой код и записывает их дл  хранени  в пам ть. Измерени  провод тс  в дискретные моменты времени с достаточно большой частотой. В период между моментами измерени  вычислительное устройство выполн ет первичную обработку информации (сглаживание погрешностей, исключение случайных выбросов) и следит за моментом окончани  растворени , который характеризуетс  полным прекращением изменени  электропроводности и свидетельствует о том, что проба ПОЛНОСТЬЮ растворилась. После того, как зафиксирован момент полного растворени  пробы, вычислительное устройство пересчитывает замеренные в различные моменты времени и записанные в пам ти значени  электропроводностей раствора в безразмерные величины, т.е. приводит к безразмерной шкале измерени  0-1. Пересчет проводитс  путем делени  каждого значени  на максимальную величину электропроводности , т.е. на последнее замеренное значение. Така  процедура необходима , хот  и ке об зательна, дл  компенсации погрешности дозировани  пробы или, если дозирование проводитс  насыпным методом (т.е. по объ му), при котором возможны незначительные колебани  веса пробы, св за ные с колебани ми грансостава. Деление каждого значени , хран щегос  в пам ти, проводитс  на последнее измеренное значение электро проводности , поскольку оно получено при полном растворении пробы и поэт Ау максимально, а также зависит от веса пробы. После такого масштабировани  точек сн той кривой растворени  вычислительное устройство рассчитывает параметры функции распределени , Следует отметить, что поскольку на растворение оказывает существенное вли ние скорость перемешивани  раствора и его температура, необходимо обеспечить стабильность этих факторов на заданном уровне или пре дусмотреть их измерение и последующий учет в алгоритме вычислени  грансостава. , Вес пробы должен выбиратьс  исхо д  из заданного количества раствори тел  и быть в 5-10 раз меньше максимального количества данного вещества , которое может быть растворено при заданной температуре в данном объеме растворител , т.е. до получени  насыщенного раствора. Технические решени  изобретени  наход тс  на стадии опытной про9 68 верки. Изобретение предполагаетс  внедрить в составе АСУ ТП производства аммофоса на Самаркандском суперфосфатном заводе в 198 г. Ожидаемый годовой экономический эффект от применени  анализатора .грансостава на одной технологической нитке производства аммофоса составит 60 тыс.руб. Формула изобретени  , Способ определени  гранулометрического состава растворимого вещества , например гранулированного минерального удобрени , включающий в себ  растворение анализируемой пробы и измерение физических свойств раствора, отличающийс  тем, что с целью сокращени  времени анализа, анализируемую пробу раствор ют , а изменение физических свойств раствора контролируют с момента начала растворени  пробы и по этим изменени м суд т о гранулометрическом составе вещества. Источники информации. прин тые во внимание при экспертизе 1.Майзель Ю.А. и др. Автоматизаци  производства фосфора и фосфоросодержащих продуктов. М., Хими , 1973, с. ЗД.
2. 2.Авторское свидетельство СССРпо за вке № 2767917/18-25 кл. G 01 N 15/02, (прототип).