СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B03B13/00 

Изобретение относится к гравитационному обогащению руд тяжелых минералов, разделение которых осуществляется в потоках малой толщины, например на винтовых сепараторах, и может быть использовано в черной металлургии, горно-химической, угольной и др. отраслях промышленности.

Известен способ гравитационного обогащения на винтовых сепараторах, при котором выход и качество концентрата регулируют путем перемещения отсекателя и подачей смывной воды [1]. Смывная вода подается в зону концентрата по всему периметру винтового желоба. Положительное влияние смывной воды на процесс обогащения проявляется в интенсификации переноса менее плотных частиц в сторону внешнего борта желоба и, следовательно, получении концентрата повышенного качества. Смывная вода способствует также уменьшению заиливания рабочей поверхности желоба в зоне концентрата. Регулирование расхода смывной воды осуществляется вручную путем визуального наблюдения за состоянием веера частиц на выходе сепаратора. При этом стремятся, чтобы избыток воды не приводил к сносу тяжелых минералов в область промпродукта и хвостов.

Недостатком известного способа является то, что визуальное регулирование расхода смывной воды не позволяет обеспечить постоянство требуемого качества концентрата, в результате чего неизбежны случаи повышенного переноса ценного компонента в зону промпродукта и хвостов или, наоборот, возможно получение бедных концентратов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического управления процессом гравитационного обогащения, заключающийся в разделении выходного потока в зоне концентрата на две части, измерении содержания полезного компонента в каждой части концентрата и на границе раздела и определении содержания компонента в суммарном концентрате [2]. При этом границу раздела устанавливают по равенству содержаний полезного компонента на границе раздела концентрата и в суммарном концентрате. Та часть концентрата, которая находится ближе к внутреннему борту желоба, отличается высоким содержанием компонента, благодаря чему появляется возможность богатую часть концентрата сразу же направлять на доводочные операции. Последующей же гравитационной перечистке подвергается лишь вторая более бедная часть концентрата. Направление богатой части концентрата непосредственно на доводку исключает часть потерь компонента, которые имели бы место при перечистке всего концентрата на перечистных операциях.

Недостатком этого способа управления является сложность определения границы раздела концентрата, так как требуется одновременно определять содержание компонента в трех потоках: в богатой и бедной частях концентрата и на границе их раздела. Другим недостатком является то, что в данном способе не установлена ширина зоны потока на границе раздела концентрата. Неопределенность в выборе ширины этой зоны заметно снижает точность управления: увеличение или уменьшение ее ширины даже на единицы миллиметров приводит к заметному изменению качества в этом потоке. Поскольку поток из граничной зоны в дальнейшем присоединяется к богатому концентрату, то фактическое содержание полезного компонента в богатом концентрате может существенно отличаться от измеренного. То же самое произойдет в бедной части концентрата, если к нему присоединить поток из граничной зоны. Кроме того, из-за различий в содержаниях компонента в трех измеряемых потоках требуется разное время проведения анализа, что отрицательно влияет на точность управления и эффективность обогащения.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение системы управления процессом гравитационного обогащения.

Цель достигается тем, что выход богатой части концентрата определяют по равенству содержания полезного компонента в нем с заданным, а границу раздела устанавливают путем воздействия на расход смывной воды. При этом смывную воду подают в зону концентрата, отстоящую от выходного конца желоба сепаратора на расстоянии полувитка.

Отказ от определения содержания полезного компонента в бедной части концентрата и на границе раздела существенно упрощает систему управления. Исключается вычислительный блок для определения содержания компонента в суммарном концентрате. Повышение точности обусловливается переходом на управление выхода богатой части концентрата путем регулирования расхода воды, что более предпочтительно, чем регулировать положение отсекателя. В предлагаемом способе вся система управления выносится за пределы винтового сепаратора, что в условиях повышенной обводненности упрощает и гарантирует надежность функционирования системы управления.

При подаче смывной воды только в одну точку на оконечной части желоба обеспечиваются необходимые и достаточные условия для эффективного перевода частиц пустой породы из зоны концентрата в сторону внешнего борта. Повышается также точность определения содержания компонента в богатой части концентрата так, как в предлагаемом способе исключается необходимость в выводе потока пульпы из граничной зоны с последующим его присоединением к богатому концентрату.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для управления процессом обогащения на винтовом сепараторе; на фиг.2 - кривые изменения извлечения компонента в богатую часть концентрата заданного качества при подаче смывной воды в точки, отстоящие на различные расстояния от выходного конца желоба сепаратора.

Устройство управления процессом обогащения содержит датчик 5 содержания полезного компонента в богатом концентрате, регулятор 6, исполнительный механизм 7, вентиль 8 расхода смывной воды, отсекатели 2, 3, 4, установленные на желобе 1 винтового сепаратора.

Способ осуществляют следующим образом.

Получаемый концентрат, граница которого определяется отсекателем 3, на выходе сепаратора разделяется с помощью отсекателя 2 на две части. В потоке богатого концентрата с помощью датчика 5 непрерывно определяется текущее значение содержания компонента β_тек. Сигнал с этого датчика, пропорциональный содержанию измеряемой величины, поступает в блок сравнения регулятора 6. Здесь он сравнивается с сигналом, пропорциональным заданному содержанию β_зад компонента. При отклонении β_текотβ_зад на величину, превышающую зону нечувствительности регулятора, последний вырабатывает управляющее воздействие. Это воздействие поступает на исполнительный механизм 7, который перемещает вентиль 7 расхода смывной воды до тех пор, пока не будет обеспечено равенство β_тек= β_зад (точнее, пока сигнал разбаланса Δβ=β_тек-β_зад не станет меньше порога нечувствительности регулятора). При β_тек≥β_зад устройство осуществляет поиск величины расхода смывной воды до тех пор, пока содержание компонента β_тек не сравняется с заданным содержанием β_зад .

П р и м е р. Проведены эксперименты на винтовом сепараторе диаметром 1000 мм при обогащении лопаритовой руды крупностью -0,63 мм. Смывную воду подавали в зону концентрата в различных сечениях желоба, а ее расход при постоянном напоре регулировали с помощью вентиля. Выходной поток сепаратора рассекали с помощью специально изготовленного струйного делителя на 16-17 узких фракций. Каждая фракция взвешивалась, высушивалась, подвергалась анализу на содержание лопарита. Анализ проводился с помощью рентгеноспектрального анализатора "Краб-2". По полученным данным определялось извлечение полезного минерала в концентрат заданного качества. Исходя из требований доводочных операций качество гравитационного лопаритового концентрата должно составлять не менее 50% . Из графиков на фиг.2 видно, что извлечение лопарита в 50%-ный концентрат достигает максимума при подаче смывной воды в сечении желоба, отстоящей от выходного конца на расстоянии полувитка. При этом расход воды составляет 49-50 л/ч.

Подача смывной воды в другие точки по длине желоба не приводит к повышению эффективности обогащения. В точках, отстоящих от конца желоба на 0,75 и 1 виток, максимум извлечения минерала в 50%-ный концентрат достигается при значительно большем расходе смывной воды (около 150 л/ч), но он по абсолютной величине меньше того извлечения, которое достигается при подачи воды на 0,5 витке. При подаче воды ближе к концу желоба (0,25 витка) извлечение минерала повышается, но не превышает извлечения при подаче воды в точку, отстоящую на 0,5 витка от конца желоба.

Полученные данные полностью подтверждаются результатами промышленных испытаний, проведенных на винтовых сепараторах диаметром 1500 мм, установленных в 1 стадии обогащения на Умбозерской обогатительной фабрике Ловозерского ГОКа.

В таблице приведены результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа и способа-прототипа. При управлении по предлагаемому способу извлечение лопарита в 50% -ный концентрат составляет почти 57%, а в бедный - 17,2%. При управлении процессом в соответствии с прототипом извлечение полезного минерала в 50%-ный концентрат достигает 42,3%, а в бедный - 34,6%.

Следовательно, управление процессом по предлагаемому способу почти вдвое сокращает количество минерала, которое должно направляться на гравитационную перечистку, следовательно, уменьшает потери.

Расчеты показывают, что прирост извлечения компонента при управлении по предлагаемому способу на Ловозерском ГОКе составит не менее 4 абс.%.

Способ управления процессом гравитационного обогащения может быть использован в черной металлургии, горно-химической, угольной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: определяют выход богатой части концентрата по равенству содержания компонента в богатой части концентрата заданному и устанавливают границы раздела концентрата путем подачи смывной воды в зону формирования концентрата, отстоящую от выходного конца желоба винтового сепаратора на расстоянии полувитка. Положительный эффект - увеличение извлечения полезного минерала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ, включающий разделение выходного потока пульпы на концентрат, промпродукт и хвосты с помощью отсекателей, измерение содержания полезного компонента в каждом продукте, подачу смывной воды в конце первого витка винтового сепаратора, установку положения отсекателей по результатам измерений полезного компонента в каждом продукте, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения системы управления, концентрат разделяют на богатую и бедную части, измеряют содержание полезного компонента в богатой части концентрата, выход богатой части концентрата определяют по равенству измеренного содержания с заданным, а границу раздела концентрата устанавливают путем подачи смывной воды в зону формирования концентрата. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смывную воду подают в зону формирования концентрата, отстоящую от выходного конца желоба винтового сепаратора на расстоянии полувитка.