Способ автоматического управления процессом флотации Советский патент 1987 года по МПК B03D1/00 

11

Изобретение относится к автоматизации процессов флотационного обогащения и может быть использовано при построении автоматизированных систем управления технологическими процессами на флотационных обогатительных фабриках.

Целью изобретения является повышение точности управления процессом за счет уменьшения колебаний уровней пульпы по операциям процесса.

На чертеже изображена блок-схема системы управления процессом флотации, с помощью которой реализуется данный способ.

Система включает в себя объект управления - флотомашины ФМ 1, ФМ 2, ФМ 3, датчик 1 объемного расхода пульпы на входе в головную флотома- шину ФМ 1, датчики 2 содержания полезных компонентов (металлов) в выходных продуктах флотомашин У, У, У, регуляторы 3 содержания металлов, регуляторы 4 скорости вращения пекогонов, датчики 5 скорости вращения пеногонов, датчики 6 уровней пульпы, датчики 7 положений исполнительных механизмов шиберных заслонок регуляторы 8 уровней пульпы, датчики 9 толщины слоя пены, блоки 10 задержки, функциональные блоки 11 корректировки заданий на уровни пульпы во флотомашинах.

Флотомашины ФМ 1 и ФМ 2 соединены между собой последовательно, а на вход ФМ 3 подается объединенный пенный продукт флотомашин ФМ 1 и ФМ 2. Соединения подобного типа имеют место практически в любой промьш:- ленной схеме флотации: полиметаллических руд (флотомашин может быть и более трех). Для технологических схем, включающих циклы коллективной флотации, флотомашины ФМ 1 , ФМ 2 соответствуют коллективной флотации, а флотомашина ФМ 3 основной операции селективной флотации.

Способ осуществляют следующим образом.

В соответствии с отклонением фактических значений содержаний полезных компонентов в продуктах обогащения У,, У и УЗ, измеряемых датчиками 2 от заданий У° , У° , У° , регуляторами 3 задаются величины значений уровней пульпы во флотома- шинах h , h , h° . Датчиком 1 контролируют величину объемного рас32

хода пульпы, поступающей в головную флотомашину ФМ 1 (исходное питание). Подобные датчики могут быть установлены и на входах других флотомашин,

однако на практике установить их перед каждой из флотомашин технологической схемы обогащения не представляется возможным чаще всего по технологическим причинам (невозможность полного заполнения пульпопровода, большие ошибки измерения пенных продуктов и т.д.). В этих случа-- ях изменения величин объемных расходов пульпы на вход флотомашин

оцениваются по косвенным показателям предыдущей флотомашины, а именно по показателям изменений уровня пульпы и толщины слоя пены, контролируемых соответствующрши датчиками 6 и 9,

изменений положения исполнительных механизмов шиберных заслонок, контролируемых соответствующим датчиком 7, изменений скорости вращения пеногонов, контролируемых соответствующим датчиком 5 (либо изменений степени аэрации для пневмомеханических флотомашин).

При изменении объемного расхода пульпы на входе флотомашины ФМ 1

нарушается баланс входных и выходных секундных объемов, в результате чего уровень пульпы во флотомашине изменяется на величину ЛЬ, определяе- мую уравнениями гидродинамики:

uQex, bt Sbh, + uQebii H t t)

ЛРвы,, 1, Si,, U- 2guh/.- Sj,,(2)

где uQex изменение объемного расхода пульпы на входе ФМ

uh, - изменение уровня пульпы во флотомашине ФМ 1j

S - площадь поперечного сечения флотомашины ФМ 1;

uQ gyx - изменение объемного рас- хода камерного продукта

пульпы на выходе ФМ 1; UV, - изменение скорости истечения пульпы из шиберного отверстия ФМ 1f

а сечение шиберного отверстия на выходе ФМ 1; 1| - коэффициент истечения, характеризующий форму отверстия.

313135

Входной поток флотомашины ФМ 2 является выходным потоком флотомашины ФМ 1, величина которого определяется прежде всего значением уровня пульпы h, во флотомашине ФМ 1 и сечением выходного шиберного отверстия S.. ;

Qexi Qsbix,

fJb,,S,)

|K-A|2gh-Su

Оценка изменений , uQex ожет быть осуществлена в соответстие с линеаризованной моделью

S exj

uQ,

Sh,

,,Sj

&h, + SU-COP T

лI - Ы

.,) US ,„„..

Kj-uh, +

h const

(4)

Объемный поток на входе флотомашины ФМ 3 определяется объемньп рас- ходом пенных продуктов ФМ 1 и ФМ 2, зависящим от пеносъема на флотомаши- нах .

QBX Qebix,, Р8ЫК2,2 f, (п, , nj.h, ,h2,H,,H,)

n

где QebiK,,4 .

и Q вых соответственно объемные расходы пенных продуктов на выходе ФМ 1 и ФМ 2 и п - скорости вращения пеного- нов на флотомашинах ФМ 1 и ФМ 2 соответственно, Н, и Н - толщины слоя пены во флотомашинах ФМ 1 и ФМ 2. Если сам объект управления представляет собой совокупность пневмомеханических флотомашин, значения, объемных расходов пенных продуктов зависят от уровней пульпы во флото- машинак и степени аэрации. Следова-. тельно, в выражении (5) вместо скорости вращения пеногонов будут участвовать расходы воздуха.

Сигналы от установленных на флотомашинах каскада датчиков 2 содержания полезных компонентов, датчиков 5 ско1)ости вращения пеногонов, датчиков 6 уровней пульпы во флотомашинах, датчиков 7 положений исполнительных механизмов шиберных заслонок, датчиков 9 толщины слоя лены через соединенные с ними блоки 10

13135

JO

f5

20

-рч -

30

35

40

134

задержки, позволяющие учесть влияние транспортных запаздываний в измерительных каналах, поступают в функциональные блоки 11, где в соответствие с математической моделью (1)-(5) определяют величину и знак отклонения уровня пульпы по операциям процесса, формируются упреждающие сигналы динамической корректировки задания в регуляторы 8, стаби- лизир5тощие уровни пульпы во флотомашинах с учетом влияния возмущающих воздействий, прямо пропорционально величине и обратно пропорционально знаку отклонения уровня пульпы по операциям процесса.

Например, при увеличении объемного расхода на входе головной флотомашины ФМ 1 работа системы стабилизации уровня пульпы сводится к воздействию на привод исполнительного механизма шиберной заслонки ФМ 1, положение которой контролируется датчиком 7.

f

Однако изменение положения шиберной заслонки в головной флотомашине в этом случае приводит к увеличению её выходного потока, являющегося входным потоком для флотомашины ФМ 2. Для того, чтобы не допустить изменения степени пеносъема на флотомашине ФМ 2 за счет изменения объмного потока пульпы, поступающей на ее вход с флотомашины ФИ 1, одновременно осуществляется корректировка задания на уровень .пульпы в ФМ 2 в соответствии с изменением положения исполнительного механизма шиберной заслонки на флотомашине ФМ 1. Аналогичная корректировка осуществляется и в отношении флотомашины ФМ 3

рр

uhi ( е Ь

пр

h(t) h; - uhT(t;,

(6)

(7)

0

5

где (t)

- прогноз изменения уровня пульпы на i-ой фло- томаЩине в момент времени t J

uQ вх (t) оценка изменения входного потока на входе i-ой флотомашины в момент времени t J задание на регулятор уровня i-ой флотомашины в момент времени t

h (t;

ь°

.5 13

(.с учетом влияния возмущений) i

заданный уровень пульпы в i-ой флотомашине. Способ позволяет уменьшить коле- бания уровней нульгхы относительно заданного значения h и, следовательно, уменьшить разброс отклонений содержаний полезных компонентов в выходных продуктах относительно плани- руемых показателей.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом флотации, включающий измерение уровня пульгш, расхода пенного и хвостового продуктов,, содержгшие полезных компонентов в концентрате и хвостах и регулирование содержания полезных компонентов в концентрате

136

процесса путем стабилизации уровня пульпы в операциях процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления процессом за счет уменьшения колебаний уровней пульпы по операциям процесса, измеряют объемный расход пульпы питания в головной операции процесса, определяют уровень пульпы в операциях процесса прямо пропорционально уровню пульпы, расходу пенного и хвостового продуктов в предыдущих операциях процесса, определяют величину и знак отклонения уровня пульпы по операциям процесса и корректируют величину стабилизации уровня пульпы,в операциях процесса прямо пропорционально величине и обратно пропорционально знаку отклонения уровня пульпы по операциям процесса.

Изобретение относится к автома- тиз ации процессов флотационного обогащения и позволяет повысить точность управления процессом флотации за счет уменьшения колебаний уровней пульпы по операциям процесса. Для этого в процессе флотации измеряют уровень пульпы, расхода пенного и хвостового продуктов, содержание полезных компонентов в концентрате и хвостах и объемный расход пульпы питания в головной операции процесса. Прямо пропорционально уровню пульпы, расходу пенного и хвостового продуктов в предыдущих опе рациях процесса определяют уровень пульпы в операциях процесса. Затем определяют величину и знак отклонения уровня пульпы по операциям процесса. Прямо пропорционально величине и обратно пропорционально знаку отклонения пульпы по операциям процесса корректируют величину стабилизации уровня пульпы в операциях процесса с учетом влияния возмущающих воздействий. 1 ил. (Л 00 со ел

Редактор Н.Горват

Составитель И.Назаркина

Техред А,Кравчук Корректор Л.Патай

2156/8

Тпралч 512Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раз шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4