Способ автоматического управления процессом мокрого измельчения Советский патент 1991 года по МПК B02C25/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами обогащения полезных ископаемых, а именно к области управления процессом измельчения руды в шаровой мельнице, работающей в замкнутом цикле с классифицирующими аппаратами, и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной, черной металлургии и химической промышленности, имеющих циклы переработки сырья.

Целью изобретения является повышение качества управления.

Сущность способа заключается в следующем.

Энергетический подход к излучению процесса измельчения минерального сырья

базируется на уравнении энергетического состояния зернистой среды следующего вида:

AE -§LIL§L

О

о

ел

о

со io

/ рО,М 1

н-Ц--LL. 10о%,

(Р° 14-Н)

0)

где EI и Е2 - потенциальная энергия зернистой среды в начальном и конечном состояниях;

Н - порозность монофракций (однородной по крупности);

Р - текущий гранулометрический параметр зернистой среды.

Выражение (1) указывает на величину снижения потенциальной энергии АЕ зернистой среды при измельчении ее гранулометрического состава по отношению к энергии монофракции. Чем больше гранулометрический параметр зернистой среды, т.е. более неоднородна среда по крупности, тем больше снижение потенциальной энергии. Из определения гранулометрического параметра следует, что увеличение его значения может происходить путем снижения средней крупности и частиц заполнителя по отношению к средней -крупности частиц скелета. Это и происходит при измельчении в мельнице, где снижение крупности измельчаемого материала (заполнителя) по отношению к крупности измельчающей среды (скелета) ведет к увеличению гранулометрического параметра и снижению потенциальной энергии загрузки мельницы в целом.

Известно, что циркулирующая нагрузка в замкнутом цикле измельчения увеличивает производительность мельницы по сравнению с открытым циклом при прочих равных условиях, С точки зрения энергети- чфской теории увеличение производительности в этом случае-.происходит путем увеличения гранулометрического параметра в загрузке мельницы и путем уменьшения гранулометрического параметра в разгрузке мельницы.

Так,в открытом цикле гранулометрический параметр в загрузке PI Ndn, в раз- гфузке Ndr, где D - средний диаметр ujjapoB, dn dr - средний диаметр частиц ма- тфриала в питании и готового продукта.

В замкнутом цикле гранулометрический параметр в загрузке

Pi

D do

D

du-y4+(1 -yO dr

D du -уц+(1 -ft) -dr

где do - средний диаметр частиц в загрузке;

бц - средний диаметр частиц в циркулирующем продукте;

уц - доля циркулирующей нагрузки в загрузке мельниц, причем Уп+Уц 1 , УП доля исходного продукта в загрузке мельницы;

dp - средний диаметр частиц в разгруженном продукте.

Увеличение производительности по исходному продукту (готовому продукту) в замкнутом цикле к производительности

мельницы, работающей в открытом цикле, при прочих равных условиях составляет

Q1

о-м

Р2-Р1

(2)

10

Заменив гранулометрические параметры их значениями, получают

15

duXg+drO -ft) - diifr + dnQ -ft) dn dr

(3)

0

Данная зависимость имеет оптимум, который определяется путем дифференцирования выражения (3) по уц и приравнивая к нулю

М - -+-7Тг)-2

УЦ опт

dn dr

,

а

j

dr

d§

ЬСтйг + П

dnd

25

(4)

0

5

0

5

0

5

Таким образом, при постоянной установившейся крупности продуктов измельчения, оптимальное количество циркулирующей нагрузки может быть определено из выражения (4).

Способ автоматического управления процессом мокрого измельчения включает измерение и стабилизацию заданной крупности готового продукта в спиве классификатора путем регулирования подачи воды в классификатор, измерение и стабилизацию заданной крупности циркулирующего продукта путем регулирования подачи части исходной руды в циркулирующий продукт, измерение крупности исходной руды, подаваемой в мельницу, и вычисление оптимальной доли циркулирующего продукта в зависимости от крупности исходной руды, циркулирующих и готовых продуктов по формуле (2), и сравнение ее с измеренной долей, стабилизацию и регулирование подачи руды в мельницу пропорционально разнице между оптимальной и измеренной долей циркулирующего продукта в питании мельницы.

На фиг. 1 показана схема открытого цикла измельчения; на фиг. 2 - схема замкнутого цикла измельчения; на фиг, 3 - структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит узел измерения и стабилизации крупности готового продукта в сливе классификатора, включающий блок 1 измерения крупности, вторичный прибор

2, блок 3 сравнения, регулятор 4, расходомер 5 воды, вторичный прибор 6, исполни- (ельный механизм 7, узел измерения и стабилизации крупности циркулирующего продукта, включающий блок 8 измеремчя крупности, вторичный прибор 9, блок 10 сравнения, регулятор 11, дозатор 12, вторичный прибор 13, исполнительный механизм 14, узел измерений крупности исходной руды и включения оптимальной доли циркулирующего продукта, включающий блок 15 измерения крупности, вторичный прибор 16, решающий бло1- 1. узел измерения фактической доли циркулирующего продукта, включающий пссходомер 18 циркулирующего продукте, вторичный прибор 19, расходомер 20 исходной руды, вторичный прибор 21, решающий блок 22, узел регулирования расхода исходной руды, включающий бло 23 сравнения, регулятор 24, исполнительный механизм 25.

Реализация способа с помощью устройства осуществляется следующим образом.

К&к следует из формулы (, чем боль ие средняя крупность циркулирующего продукта, тем больше оптимальная доля его в питании мельницы при прочих равных условиях. Крупность циркулирующего продукта связана с его количеством, т.е. чем больше расход исходной руды в мельницу, тем больше циркулирующая нагрузка и больше крупность ее частиц и наоборот. Чтобы исключить влияние количества циркулирующего продукта на его крупность принято независимое регулирование крупности путем увеличения добавки исходной руды в циркулирующий продукт (поток 2, фиг. 1).

При заданной крупности готового продукта в сливе классификатора в блок 10 сравнения вводится заданное значение крупности циркулирующего продукта, промежуточное между крупностью исходной руды и готового продукта, которое автоматически стабилизируется путем регулирования добавки исходной руды.

Решающий блок 17 вычисляет по формуле (2) оптимальную долю циркулирующе- го продукта в зависимости от крупности исходной руды, циркулирующего и готового продуктов. Решающий блок 22 вычисляет по сигналам от расходомеров 18 и 20 фактическую долю циркулирующего продукта. Значения сигналов от решающих блоков 17 и 22 сравниваются в блоке 23 сравнения. В случае меньшего значения фактической доли от оптимальной исполнительный механизм 25 дозатора увеличивает расход руды в мельницу пропорционально сигналу разности этих величин, при этом увеличивается циркулирующая нагрузка, достигая оптимального значения, после чего расход руды ста- билчзируется за счет обратной связи от вторичного прибора 21, расходомера 20 к регулятору 24. В случае большего значения 5 фактической доли циркулирующего продукта от оптимальной расход руды уменьшается, у леньшается и циркулирующая нагрузка, достигая оптимального значения. Таким образом достигается оптимизация

0 гранулометрического состава питания мельницы, при котором имеет место максимальная производительность по исходной руде и готовому продукту. Узел измерения и стабилизации крупности готового продукта всли5 ве классификатора работает независимо от других узлов, подвергая заданную крупность за счет измерения условий осаждения в классификаторе путем регулирования подачи в него воды.

0 Подбор оптимального диапазона добавляемой крупности циркулирующего продукта осуществляется в период предварительных испытаний или в процессе эксплуатации в зависимости от степени

5 заполнения мельницы и других условий работы агрегата мельница - классификатор.

Использование предлагаемого способа дает большой экономический эффект отсни0 жения эксплуатационных затрат, особенно от снижения затрат на электроэнергию на тонну измельчаемой руды.

Формула изобретения Способ автоматического управления процессом мокрого измельчения, включающий, измерение расхода исходной руды, измерение и коррекцию заданной крупности частиц готового продукта в сливе классификатора и изменение расхода руды в мельницу, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления, измеряют крупность частиц исходной руды, циркулирующего продукта и расход последнего, вы- числяютоптимальнуюдолю

циркулирующего продукта, а изменение расхода руды в мельницу осуществляют пропорционально разности между изме- .ренным расходом циркулирующего продукта и рычисленной его оптимальной долей, причем вычисление оптимальной доли УЦ.ОПТ (доли ед.) циркулирующего продукта осуществляют по формуле

dn(-r-+-Jv у an dr

/ц.опт

)-2

где dn. крупность частиц исходной руды;

du крупность циркулирующего продук-dr - крупность готового продукта в слига,ве классификатора.

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами обогащения полезных ископаемых, конкретно к управлению процессом измельчения руды в шаровой мельнице, работающей в замкнутом цикле с кЛассифицирую- щими аппаратами. Может быть использовано на обогатительных фабриках цветной, черной металлургии и химической промышленности. Позволяет повысить качество управления. Для достижения этой цели измеряют расход исходной руды, измеряют и корректируют заданную крупность частиц готового продукта в сливе классификатора, изменяют расход руды в мельницу, измеряют крупность частиц исходной руды, циркулирующего продукта и расход последнего, вычисляют оптимальную долю циркулирующего продукта, а изменение расхода руды в мельницу осуществляют пропорционально разности между измеренным расходом циркулирующего продукта и вычисленной его оптимальной долей. 3 ил.

du

4

Фиг /

PutZ