Способ автоматической классификации минерального сырья в аппаратах гидроциклонного типа Советский патент 1991 года по МПК B03B13/00 

1

(21)4676130/03 (22)11.04.89 (46)23.04.91. Бюл. № 15

(71)Ленинградский горный институт им. Г. 8. Плеханова

(72)А.В.Богданов, А.А.Смирнов и О.Н.Тихонов

(53)622.732(088.8)

(56)Линч А.Дж. Циклы дробления и измельчения. М.: Недра, 981, с. 189.

Гудима В.И. Осювы автоматизации обогатительных фабрик. - №.: Недра 1879, с. 189.

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В АППАРАТАХ ГИДРОЦИКЛОННОГО ТИПА

(57)Изобретение относится к технологии и автоматическому управлению процессом классификации минерального сырья. Цель - повышение эффективности процесса классификации. Дпй этого классификацию производят в однотипных гидроцикяок ах по симметричной схеме с равным числом перечистных операций (ПО) и контрольных операций (КО). Пески ПО и сливы КО направляют в предыдущие по технологии операции цикла классификации. Часть песков КО отделяют и направляют в параллельные ПО. Часть слива ПО отделяют и направляют в параллельные КО цикла. Объединенное пи- таниз каждой операции цикла перемешивают и стабилизируют на входе каждой операции водяной напор. Изменение условий классификации осуществляют путем изменения плотности переменного питания операций цикла и изменения расходов отделяемых частей песков КО и сливов ПО в соответствии с измеренными значениями. Изменение расходов отделяемых частей корректируют по измеренному значению плотности исходного питания цикла классификации. Использование способа целесооб- разно для участков технологии, характеризующихся существенными вариациями параметров сепарируемого пульпо- вого потока. 2 ил.

Изобретение относится к технологии и автоматическому управлению процессом классификации минерального сырья и может быть использовано на обогатительных фабриках мокрых методов рудоподготовки и сепарации.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса классификации. t

На фиг. 1 дана технологическая схема осуществления способа: на фиг. 2 - структурная схема аппаратов и устройств.

CN

Јь ОЭ

Система, осуществляющая предлагаемый способ (на примере двухстздийной классификации), включает смесители 1. 2, 3, гидроциклоны 4, 5, 6 , пульподелители 7, 8, зумпф-насосы 9, 10, плотномеры (ПР - 1025) 11, 12, 13, вторичные приборы 14. 15, 16, регуляторы 17, 18, исполнительные механизмы (МЭО) 19,20, регулирующие клапаны (ГДГ) 21,22.

Известно, что симметричные и синхронизированные схемы процессов сепарации минерального сырья, т.е. такие, в которых сепарационные характеристики всех входяю о

щих в схему операций идентичны, обладают свойством увеличения крутизны, т.е. чистоты сепарации (эффективности классификации в нашем случае) прямо пропорционально каждой паре добавляемых операций (перечисткой и контрольной), Доказано, что во всех несбалансированных режимах результирующая сепарационная характеристика схемы больше отклоняется от ступенчатого закона идеальной сепарации, чем для сбалансированного режима. Сепарационная характеристика гидроциклона Јк (Ј) и крутизна характеристики в точке разделения Е (Јр) определяется соответственно выражением

Јся. (р, I) 0,5 - 0,5xth (4D)1 АН, (I)

где А V0KP2 - R 1 (р-рпульпы) - Vcp.

( 4 Ос R D) 1 h Уокр2 (РО -рпульпы) (2)

где РО, р, /Эпульпы - соответственно символ постоянной плотности частиц, плотность минерального сырья, а также пульпы;

I - крупность частиц;

D - коэффициент макродиффузии;

h - глубина постели разделяющего материала в зоне сепарации;

R - средневнутренний радиус гидроциклона,

Vcp.Qncx/S - средняя радиальная скорость оттока от стенки пульпы, равная отношению объемного потока пульпы в гидроциклон к площади боковой поверхности;

VOKP. - окружающая скорость вращения пульпы в гидроциклоне;

Ос/12 - коэффициент внутреннего трения (сопротивления);

th - символ гиперболического тангенса.

Как видно из выражений (1,2), условие синхронизации схемы классификации в гид- роциклонах требует обеспечения вылолне- . ния следующих требований: однотипности применяемых гидроциклонов, стабилизации давления на входе в операции гидро- циклонирования, а также изменения плотности и объемного расхода пульповых продуктов операций по изменению исходного питания цикла классификации.

Система функционирует следующим образом.

Исходное пульповое питание цикла классификации поступает в смеситель 1, где перемешивается с песками I стадии пе- речистной операции и сливом контрольной операции, перемешанное общее питание самотеком подают в гидроциклон 4 основной классификации, расположенной от смесителя 1 на высоте I для создания

необходимого водяного напора. Слив гидроциклона 4 самотеком поступает в зумпф- насос 9, где смешивается с частью песков контрольной операции (I стадии и направляется насосом в смеситель 2, где смесь дополнительно перемешивается и подается затем самотеком в гидроциклон 5 перечист- ной классификации II стадии, отстоящей по высоте I от смесителя 2 на величину, равную

0 перепаду высот от смесителя 1 до гидроциклона 4 основной классификации. Слив гидроциклонов 5 подают самотеком в пульподелитель 7, делящий продукт на две части; готовый слив цикла классификации и

5 циркулирующий продукт, который самотеком подают в смеситель 3, где он смешивается с песками гидроциклона 4 основной классификации. Смешанный пульповый продукт самотеком поступает в гидроцик0 лон б (отстоящий по высоте на величину I от смесителя 3) контрольной классификации II стадии, слив которого через зумпф-насос 10 падают в смеситель 1 основной классификации, а пески - в пульподелитель 8, где про5 дукт делят на готовые пески цикла и циркулирующий продукт, поступающий через зумпф-насос 9 на перечистную операцию II стадии.

Радиоактивный плотномер 11 непре0 рывно фиксирует плотность общего перемешанного питания основной классификации цикла, соответствующий измеренному значению плотности сигнал через вторичный прибор 14 поступает на вход

5 сумматоров регуляторов 17,18 контуров регулирования питания перечистной и контрольной операций, корректируя сигнал рассогласования; контуры функционируют однотипно следующим образом: радиоак0 тивные плотномеры 12,13 непрерывно контролируют плотности перемешанного пульпового питания соответственно перечистной и контрольной классификации цикла, соответствующие сигналы через

5 вторичные приборы 15, 16 поступают на вход сумматора регуляторов 17, 18, где сравнивается с уставкой (с учетом коррекции от следящего плотномера 11 питания цикла), при рассогласовании управляющие

0 сигналы с выхода регуляторов 17, 18 поступают соответственно на входы исполнительных механизмов (типа МЭО) 19, 20, изменяющих положение заслонок регулирующих клапанов 21, 22, изменяя тем самым

5 расходы отделяемых частей песков контрольной операции, направляемых в перечистную классификацию и слива перечистной операции, направляемого в контрольную классификацию, при этом естественным образом стабилизация плотностей в перечистной и контрольной операциях происходит за счет изменения подачи в перечистную классификацию более плотных песков, а в контрольную - менее плотного по сравнению с оригинальным питанием слива.

Рассмотрим примеры синхронизирующих режимов работы системы. Стабилизация давления на входе гидроциклонов 4, 5, 6 обеспечивается, как отмечалось, путем постоянства перепадов высот между смесите- лдмм 1, 2, 3 и соответствующими гмдроциклонами.

Функциональное управление цикла можно представить в виде:

-Х|(ОЙСХ.)-У(РП)+УО(ОП)| (3)

If- xj (л,Сх.) -zi () + Zo (рк) - min,

при уо (рп) - Zo (Ок) ,

где xj (ЈW:x.), yi (рп), Zi (рк) - соответственно текущие сигналы плотности исходного питания, питания перечистной и контрольной классификацией.

Уо (рп), уо (/Эк) - уставки регуляторов 17,18 контуров стабилизации плотности перечистной и контрольной операции цикла. Таким образом, общая задача управления предлагаемого цикла классификации за- ключается в минимизации динамических от- клонений текущих значений сигналов плотностей общего исходного питания и питания перечистной классификации от задания контура стабилизации перечистной операции, а также плотностей общего исходного питания цикла и питания контрольной классификации от задания контура стабилизации контрольной операции цикла, при условии равенства заданий обоих контуров стабилизации.

Предложенный цикл классификации обладает за счет насыщенных циркулирующих потоков значительной степенью самовыравнивания возмущений на входе (по обьемно-массовому расходу), фракционному составу твердого и т.д.), что обеспечивает монотонность изменения

Xj (/ЭЬсх), Y, (рп), Zi (рк) .

постоянную времени цикла приблизитель- но можно выразить как (Ж)

Т (М + Мц)/0исх. + Осл/ОисхО/ср. Ofc/l J5dn).

(4)

где М,Мц - масса классификационного материала в емкостях цикла и циркулирующих потоках;

Оисх, Осл. - массовые расходы твердого в исходном интервале цикла и в сливе ; Ос - кинематическая вязкость среды; 1р - крупность разделения;

5

0

5

0

5 п

е

Q

5

ац - центробежное ускорение минеральных частиц в синхронных гидроциклонах.

Из (4) следует, что предлагаемый способ наиболее целесообразно использовать для участков технологии, характеризующихся существенными вариациями параметров подлежащего сепарации пульпового потока.

При низкочастотном изменении плотности исходного питания цикла (высокочастотные, как отмечалось, самокомпенсируются) следящий плотномер 11 вырабатывает коррекцию на изменение сигнала рассогласования регуляторов 17, 18, которые через исполнительные механизмы 19, 20 и регулирующие клапаны 21, 22 пропорционально рассогласованию изменяют расходы циркулирующих частей песков и слива цикла, поступающих соответственно в перечистную и контрольную классификации, уравнивая тем самым плотности операций схемы и синхронизируя схему.

При низкочастотном изменении фракционного состава исходного питания происходит изменение равновесия плотностей в перечистной и контрольной классификации цикла, что фиксируется плотномерами 12, 13, и в результате возникшего рассогласования регуляторы 17, 18 производят изменение соответствующих циркулирующих потоков, синхронизируя схему. Синхронизация в этом случае основной классификации происходит за счет изменения циркуляции песков перечистной и слива контрольной операций цикла, направленных в голову процесса (фиг. 1), так как меняются (ж) в соответствии с сепарационной характеристикой выхода соответствующих продуктов.

В случае изменения исходного питания цикла по плотности и по фракционному составу одновременно сигналы рассогласования регуляторов 17,18 формируются за счет одновременного изменения значений сигналов Xi (Ойсх), У (рп), Z| (Осл.) , в соответствии с которыми с функционалом (3) следует аналогично рассмотренным случаям изменение циркуляции, направленных на синхронизацию схемы.

Типоразмер, конструктивные особенности гидроциклонов, а также давление на входе (определяемое величиной I) выбираются в соответствии с сепарируемым минеральным сырьем и задачей процесса классификации. Настроенные параметры регуляторов, а также величины уставок уо (рп), Zo (рк) корректируются в период наладки и эксплуатации системы.

Формула изобретения Способ автоматической классификации минерального сырья в аппаратах гидроциклонного типа, включающий многостадийную классификацию и изменение условий классификации, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности процесса, классификацию производят в однотипных гидроциклонах по симметричной схеме с равным числом перечистных и контрольных операций, причем пески перечистных и сливы контрольных операций направляют в предыдущие по технологии операции цикла классификации, часть песков контрольных операций отделяют и направляют в параллельные перечистные

. Лет

- met

Пески 4 2J

игй

фиг./

5

операции, часть слива перечистных операций отделяют и направляют в параллельные контрольные операции цикла, объединенное питание каждой операции цикла перемешивают и стабилизируют на входе каждой операции водяной напор, а изменение условий классификации производят путем измерения плотности переменного питания операций цикла и изменения расходов отделяемых частей песков контрольных операций и сливов перечистных операций в соответствии с измеренными значениями, причем изменение расходов отделяемых частей корректируют по измеренному значению плотности исходного питания цикла классификации.

Ист