Способ управления измельчительно-флотационным комплексом Советский патент 1992 года по МПК B03D1/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению работой взаимосвязанных измельчительных, классифицирующих и флотационных агрегатов на обогатительных фабриках в условиях изменяющегося качества исходной руды.

Известен способ управления флотаци- онно-измельчительным циклом, включающий контроль крупности измельчительного и пенного продуктов начальных камер флотации и регулирование крупности измельчения подачей воды в классификатор.

Недостатком способа является то. что он учитывает косвенно изменение вкрапленности в исходной руде, может привести при измельчении крупновкрапленных руд к недоизмельчению и в последующем к потерям металла при флотации. Таким образом, управлять измельчительно флотационным комплексом необходимо с учетом двух фактов раскрытия минеральных зерен и обеспечения требуемой крупности этих зерен.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления процессами измельчения и флотации, включающий изменение расхода руды в процессе измельчения, плотность пульпы, поступающей на флотацию, и изменение расхода реагентов в зависимости от содержания полезных компонентов в исходном питании, концентрате и в хвостах флотации и соотношения полезных компонентов в руде.

Недостатком данного способа является то, что крупность измельчения (флотируемых частиц) корректируется по косвенным входным и выходным параметрам: соотношение содержаний полезных компонентов в руде, качеству концентрата и хвостов, а это не обеспечивает достаточной точности управления при измельчающихся свойствах руды, за счет переизмельчения или недоиз- мельчения руды.

Цель изобретения - повышение точности измельчительности флотационным

ю

„аи

01

плексом при изменяющихся свойствах исходной руды.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления измельчительно-фло- тационным комплексом, основанном на из- менении расхода руды в ггроцессе измельчения, плопшсть пульпы, поступающей на флотацию, и изменении расхода ре- агентов в зависимости от неконтролируемых параметров качества, оказывающих влияние на величину крупности частиц, и формирование управляющих воздействий, при изменении свойств исходной руды, по изменению массового расхода руды, расхода воды в мельницу, и плотности пульпы определяют плотность руды, по которой определяют оптимальный размер зерна флотации, принимая допущения о постоянстве сил капиллярного давления, инерции частиц, поверхностного натяже- ния, зависящих от условий работы флотома- шины и принимая максимальный размер зерна классификации равным оптимальному зерну флотации, определяют величину граничного зерна классификации по извест- ным между максимальной и граничной крупностью зерна классификации и формируют ёеличины управляющих воздействий, массового расхода руды в мельницу и расхода воды в зумпф , используя формулу для определения граничного зерна классификации, уравнения математического баланса цикла измельчения и информацию об объемных расходах слива и руды, массовой производительности питания,

Известно, что флотируемость минералов зависит от размера частиц, существует некоторый оптимум крупности, которому соответствует максимум извлечения при заданной продолжительности флотации. Та- ким образом, одним из основных технологических параметров, связывающих процессы измельчения и флотации, является крупность частиц.

Предлагаемый способ управления по- зволит определить необходимую крупность флотируемых частиц при изменяющихся свойствах исходной руды (в частности, плотности руды), более того, рассчитать управляющие воздействия в цикл измельчения при изменении свойств руды, что позволит получить требуемую для флотации крупность частиц и избежать переизмельчения и недоизмельчения руды За счет этого уменьшить потери компонентов с хвостами, т.е. повысить их измельчение в концентрат.

Необходимая для флотации крупность частиц может быть получена расчетным путем или найдена экспериментально,

В известном способе показана возможность расчета оптимальной и граничной крупности частиц для флотации, которая вытекает из условия сил притяжения и отрыва, действующих на частицу. Принимая допущения о постоянстве условий флотации, а именно: сила поверхностного натяжения, площадь контакта частиц с пузырьком, скорость вращения импеллера и т.д, формула оптимальной (или граничной крупности частиц для флотации) может быть преобразована к виду, показывающему связь крупности граничного зерна флотации с характеристикой исходного сырья - плотностью руды

Формула расчета крупности частиц выводится из условия равновесия сил притяжения и отрыва, действующих на частицу

П - I кр -F- О,

(D

где П - сила поверхностного натяжения, прикрепляющего частицу;

кр- сила инерции частицы (отрывающая);

F - сила капиллярного давления газа на площадку контакта.

Подстановка известных из физики выражений и преобразование приводят к управлению вида

К / л .2

ая/т sin0 cЈ(5r-1 )сГф +

+ %

или

(l L-pgh)(2)

K6p-1)drp2+Fdrp-n 0,(3)

где d rp- диаметр граничной крупности частиц, см;

др - плотность твердого;

в- краевой угол, град;

х - отношение диаметра площади контакта к диаметру частицы (безразмер);

К - коэффициент пропорциональности между кубом диаметра частиц и ее объемом,

с - ускорение отрыва частицы от пузырька, см/с ;

h - высота пузырька над площадкой контакта, см;

g - ускорение силы тяжести, см/с2;

7ж/г - поверхностное натяжение на разделе жидкость-газ, длн/см;

R - радиус пузырька, см.

Величины с, К, х, R, р, h, характеризующие силу поверхностного натяжения П, силу инерции частиц I, силу капиллярного давления газа на площадку контакта F, зависят от работы флотационной машины, реагентно- го режима и других условий флотомашины Если примем допущение о постоянстве этих условий, то в управлении (3) будут лишь две

переменные величины: др - плотность руды, характеризующая качество исходного сырья, и dxp- крупность частиц пульпы, характеризующая качество подготовки сырья в процессе измельчения.

Решая это уравнение относительно drp , получим

d гр

-F+YF2+4l(dp-1)n

2 I (dp-IT

(4)

. -Р+УР2+41Пар-41П 2 I dp - 2 I

Это уравнение приводит к (1) и используется для достижения поставленной цели.

Оперативная плотность руды как характеристика качества исходного сырья определяется по формуле

а„

Gpdn

Gp + Оем (On - 1 )

Определяется крупность флотируемых частиц для руды с полученной плотностью по формуле (4). Коэффициенты F, I, П постоянны, получены в результате предварительного расчета.

Определяется размер граничного зерна классификации пропорционально оптимальной крупности частиц флотации. Для эффективного ведения процесса крупность оптимального зерна флотации должна быть равна максимальной крупности частиц после классификации:

d гр дмакс кл ,(6)

а крупность максимального зерна классификации соотношением (2):

ймакс кл a d гр кл ,(7)

где а - коэффициент пропорциональности, равной (1,5-2).

Граничная крупность классификации рассчитывается по формуле

dr кл {32аа500с)(0- -1)а67 т2, (6)

в которой числовой коэффициент и конструктивные параметры гидроциклона D, d, А- соответственно диаметры гидроциклона, сливного патрубка, песковой насадки (объединены в коэффициент, названный конструктивным):

K 32da5 D/(D-d).

Параметры Опит - объемная производительность питания; m - объем жидкости в единице объема пульпы, выражены через управляющее воздействие:

Опит Ор + Овм + Оез+ Опес ;

АО™; QBM BGP

Op G пит /Q пит

5--

(Ю)

55

10

15

20

25

30

35

40

45

50

где Qp , QBM , Овз , Qnec - объемный расход руды, воды в мельницу, вода в зумпф, песков;

G р- массовый расход руды в мельницу Эти выражения подставляются в уравнение (8). Используя это уравнение и уравнение баланса, получим систему

,Оск(М4 3.

rt

Гк QPM+QB3+AQeA b) + QB3

p Tu;T4B3 n«CA /(Op-C;nMT/QnHT ) (ft)

QpO/V

решением этой системы являются величины управляющих воздействий, где Gp- массовый расход руды в мельницу; 0Вз расход воды в зумпф.

На чертеже приведена блок-схема, иллюстрирующая предлагаемый способ управления

На входе в цикл 1 измельчения установлены датчики расходов руды 2 и воды 3, анализатор вещественного состава исходной руды 4, на входе цикла 1 измельчения - датчик 5 плотности пульпы, на выходе -датчик 6 плотности пульпы. Датчики расходов руды 2, воды 3 и плотности пульпы 6 соединены с локальными системами управления подачи руды 7, соотношения руда-вода 8 и плотности пульпы 9.

На выходе флотации 10 установлены анализаторы хвостов 11 и концентрата 12.

Датчики 2, 3 и 5 подключены к блоку 13 вычисления плотности руды, который соединен с блоком 14 расчета оптимальной крупности флотируемых частиц, последний - с блоком расчета установок локальными системами управления подачи руды и воды в цикл 15 измельчения. Анализаторы 4, 11 и 12 подключены к вычислительному блоку 16, установленному для расчета корректирующих воздействий, вышеупомянутым локальным системам 7 и 8 и системе 17 подачи реагентов.

Формула изобретения

Способ управления измельчительно- флотационным комплексом, основанный на изменении расхода руды в процессе измельчения, плотности пульпы, поступающей на флотацию, и изменении расхода реагентов в зависимости от параметров качества, оказывающих влияние на величину крупности частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления при изменяющихся свойствах исходной руды, по изменению массового расхода руды, расхода воды в мельницу и плотности

пульпы определяют оптимальный размер зерна флотации, пропорционально которому находят величину граничного зерна классификации и по величине последнего изменяют расход руды и воды в процесс измельчения.

Сущность способа заключается в том, что измеряют массовый расход руды, расход воды в мельницу, а также плотность пульпы, по изменению этих величин определяют оптимальный размер зерна флотации, пропорционально которому находят величину граничного зерна классификации и по величине последнего изменяют расход руды и воды в процессе измелъчения. 1 ил.

Редактор Э. Слиган

Техред М.Моргентал

Заказ .ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород. ул.Гагарина, 101

Корректор М. Ткач