Устройство для автоматического регулирования расхода реагентов Советский патент 1992 года по МПК B03D1/00 G05D11/13 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в системах автоматического регулирования расхода реагентов по параметрам ионного состава флотационной пульпы.

Известно устройство регулирования подачи ксантогената, содержащее два индикаторных электрода, два измерительных блока, автоматический регулятор и дозатор реагента.

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования подачи реагента в процесс из-за влияния на потенциал индикаторных электродов переменных параметров состава жидкой и твердой фаз пульпы, таких как концентрация цианидных и сульфидных ионов в жидкой фазе и содержание сульфидов в твердой фазе.

Известно также устройство для автоматического управления дозированием реагентов по характеристикам ионного состава

флотационной пульпы содержащее основной и дополнительные индикаторные электроды, установпенные на расстоянии один от другого по фронту флотации и включенные на первый и второй входы дифференциального преобразователя напряжения, регулятор и дозатор реагента в процесс.

Известное устройство не учитывает различие градуировочных характеристик индикаторных электродов по контролируемому параметру и разность воздействия на потенциалы индикаторных электродов переменных параметров состава жидкой и твердой фаз пульпы. Кроме того, рассредоточение индикаторных электродов по фронту флотации снижает помехозащищенность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования расхода реагентов, содержащее две электролитические ячейки с индикаторными электродами, подключенными к входам дифференциального преобразователя напряжения, выход которого подключен к первым

СО

С

vi о VI о

го

входам блоков памяти и коррекции, временной блок соединен со вторыми входами блоков памяти и коррекции и с управляющим входом распределительного клапана, выход блока памяти через автоматический регулятор подключен к дозатору реагентов во фло- томашину, выход блока коррекции соединен с входом дифференциального преобразователя, пробоотборники установлены до и после точки подачи реагентов, второй пробоотборник гидравлически соединен с распределительным клапаном.

Так как блок коррекции прототипа выполнен на основе регулируемого источника напряжения постоянного тока, включенного последовательно с первым индикаторным электродом, то на первом входе дифференциального преобразователя напряжения всегда будет потенциал, равный по величине регулируемому напряжению источника напряжения, а не потенциал первого индикаторного электрода. В данном случае первый индикаторный электрод служит электрическим контактом в цепи регулируемого источника напряжения, включенного на первый вход дифференциального преобразователя напряжения, и второго индикаторного электрода, включенного непосредственно на второй вход преобразователя.

В такой электродной системе откликаться на изменения ионного состава проб жидкой фазы пульпы будет только второй индикаторный электрод, а дифференциальный преобразователь напряжения измеряет и преобразует разность потенциалов индикаторного электрода относительно регулируемого потенциала источника постоянного напряжения.

Следовательно, работа устройства-прототипа включает разделенные во времени операции измерения потенциала второго индикаторного электрода в пробе жидкой фазы пульпы до подачи реагента и его оперативного фиксирования за счет изменения напряжения регулируемого источника напряжения, измерения потенциала второго индикаторного электрода в пробе жидкой фазы пульпы после подачи реагента относительно фиксированного значения напряжения регулируемого источника напряжения и регулирования расхода реагента по текущему значению потенциала второго индикаторного электрода в потоке пробы жидкой фазы пульпы после подачи реагента за вычетом фиксированного значения регулируемого источника напряжения, т.е. значения потенциала второго индикаторного электрода, полученного в предыдущий период времени. Приведенными доводами объясняется низкая устойчивость в работе устройства-прототипа и низкая точность регулирования.

Н едостатком прототипа я вляется и то, что

регулирование подачи реагента ведется по величине разницы потенциалов индикаторного электрода в жидкой фазе пульпы и до подачи реагента в процесс, которая зависит не только от концентрации реагента в жидкой

0 фазе пульпы после подачи реагента, но и от изменения чувствительности индикаторного электрода к концентрации реагента под воздействием других параметров состава жидкой фазы. Примером может служить

5 потенциометрическое измерение концентрации ксантогената с помощью аргентитового электрода в присутствии сульфид-ионов, когда чувствительность аргентитового электрода к концентрации ксантогената в растворе ме0 няется в зависимости от концентрации соль- фид-ионов. Этот недостаток влияет на точность регулирования реагента в процесс. Кроме того, индикаторные электроды находятся в отдельных ячейках, а электрическая

5 цепь между ними существует через электролитический мостик, образованный двумя потоками проб через ячейки. Электрическое сопротивление данного электрического мостика существенно зависит от качественно0 го состояния потоков проб, т.е. наличия в них пузырьков воздуха и шламов, и это снижает устойчивость работы устройства.

Цель изобретения - повышение точности регулирования за счет исключения вли5 яния переменных параметров состава жидкой и твердой фаз пульпы на результаты потенциометрических измерений и повышение устойчивости работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что

0 устройство дополнительно снабжено дозатором соотноаения жидкости, связанным электрически с временным блоком, который гидравлически соединен с дозатором реагента во флотомашину и первым пробоот5 борником, электрический вход дозатора соотношения жидкости соединен с выходом временного блока, а выход - со вторым пробоотборником, при этом первая электролитическая ячейка размещена во внутренней

0 полости второго пробоотборника, вторая ячейка - на его внешней поверхности, а корпус этого пробоотборника соединен с общим входом дифференциального преобразователя напряжения.

5На чертеже изображена структурная

схема устройства автоматического регулирования расхода реагентов.

Устройство содержит пробоотборники 1 и 2, электролитические ячейки 3 и 4 с пер- вым и вторым индикаторными электродами

5, 6, дифференциальный преобразователь 7 напряжения с входами I и II и общим входом III, корректирующий блок 8, блок памяти 9, автоматический регулятор 10, дозатор 11 реагента, промежуточный бак 12, дозатор 13 соотношения жидкости, распределительный клапан 14 и временной блок 15.

Устройство работает следующим образом.

Проба жидкой фазы пульпы перед точкой подачи реагента из пробоотборника 1 поступает на входдозатора 13 соотношения жидкости. На второй вход дозатора 13 поступает реагент от дозатора 11 реагента, разбавленный в случае необходимости водой в промежуточном баке 12. В дозаторе 13 проба реагента и проба жидкой фазы пульпы из пробоотборника 1 смешивается в заданном отношении так, что образуется эталонная концентрация реагента на фоне параметров ионного состава жидкой фазы до подачи реагента.

Эталонная проба непрерывно подается дозатором 13 во внутреннюю полость пробоотборника 2, в которой расположена электролитическая ячейка 3 с первым индикаторным электродом 5. На внешней поверхности пробоотборника 2 расположена электролитическая ячейка со вторым индикаторным электродом 6, обращенным чувствительной поверхностью в пульпу после подачи реагента,

Первый и второй индикаторные электроды включены на первый и второй входы диф- ференциального преобразователя 7 напряжения, а корпус пробоотборника 2 соединен с третьим общим входом преобразователя 7. При таком соединении образованы две измерительные системы: первый индикаторный электрод - корпус пробоотборника; второй индикаторный электрод - корпус пробоотборника. Первый индикаторный электрод вырабатывает электрохимический потенциал, пропорциональный эталонной концентрации реагента на фоне параметров ионного состава жидкой фазы пульпы, а второй индикаторный электрод - величину потенциала, пропорциональную текущей концентрации реагента на фоне параметров состава жидкой и твердой фаз пульпы

Устойчивость синхронной работы индикаторных электродов придается за счет соединения корпуса пробоотборника с общим входом преобразователя 7, который вырабатывает сигнал, пропорциональный разности потенциалов индикаторных электродов

Сигнал с преобразователя 7 через блок памяти 9, выполненный на базе вторичного прибора Диск-250 поступает в автоматический регулятор 10, который подает регулирующий сигнал на дозатор 11 реагента на изменение подачи реагента в процесс, обеспечивая поддержание разности потенциалов на заданном уровне.

Через определенное время, зависящее

от конкретных условий контроля и регулирования, производится коррекция сигнала преобразователя 7 на величину несоответствия потенциалов индикаторных электро0 дов Операция коррекции производится следующим образом. Временной блок 15 подает сигнал в блок памяти 9 на запоминание текущего значения разности потенциалов и в течение всего периода коррекции на

5 регулятор 10 подается сигнал, пропорциональный этой разности, и отключает дозатор 13 соотношения жидкости, открывает распределительный клапан 14, через который начинает поступать под действием ав0 тосифона проба жидкой фазы пульпы из пробоотборника 2 на сброс.

В результате этих операций первый индикаторный электрод начинает вырабатывать электрохимический потенциал,

5 пропорциональный текущему значению концентрации реагента на фоне параметров ионного состава жидкой фазы пульпы, а второй индикаторный электрод продолжает вы- рабатывать величину потенциала,

0 пропорциональную текущей концентрации реагента на фоне параметров состава пульпы. Включенный от временного блока 15 корректирующий блок 8 корректирует сигнал дифференциального преобразователя 7

5 напряжения за счет изменения величины напряжения смещения, которое подается с корректирующего блока 8 в преобразователь 7

В результате данной операции выход0 ной сигнал преобразователя 7 оказывается скорректированным на величину разности потенциалов индикаторных электродов, которая вырабатывается ими из-за изменения параметров состава флотационной пульпы

5 во флотомашине. После истечения времени, предназначенного на коррекцию, которое регламентируется 3-5 мин, временным блоком производится включение дозатора 13 соотношения жидкости в работу и отключе0 ние распределительного клапана 14 корректирующего блока 8 и блока памяти 9.

В дальнейшем описанные циклы работы и коррекции повторяются во времени.

Устройство работает в режиме оптимизации расхода реагента за счет поддержания

5 концентрации реагента во флотационной пульпе на заданном уровне. В связи с этим дозатор 13 соотношения жидкости настраивается так, чтобы концентрация реагента в эталонной пробе была равна концентрации

реагента, поддерживаемой устройством в пульпе флотомашины. Автоматическая работа устройства позволяет выполнять стабилизацию концентрации реагента в процессе с высокой точностью, так как полностью учитывает мешающее влияние на результаты потенциометрических измерений параметров состава жидкой и твердой фаз пульпы. Устройство проверено в работе на опытной установке при испытании технических средств контроля и регулирования расхода ксантогената в процесс флотации медьсодержащих руд Алтык-Топканского месторождения. Испытания показали возможность стабилизации концентрации ксантогената в пульпе в присутствии сульфид-ионов на уровне 2 мг/л с точностью не более 10 отн.%.

В устройстве использованы приборы и комплектующие изделия, серийно выпускаемые в СССР. Приводится один из вариантов исполнения устройства.

Пробоотборники 1 и 2 изготовлены с использованием .керамических фильтрующих элементов. Электролитической ячейки 3 и 4 изготовлены на базе датчика погруженного ДПГ-4М с индикаторными электродами, например ЭА-2, В качестве дифференциального преобразователя напряжения 7 использован преобразователь промышленный П-215. Корректирующий блок 8 и блок памяти 9 выполнены на базе прибора регистрирующего Диск-250 с доработкой для работы в составе предлагаемого устройства. Данный прибор дополнен вторым узлом электромеханической компенсации (двигательД-32П, реахорд и источник постоянного стабилизированного напряжения типа ИПСЗ-01), включенным аналогично комплектному на выход усилителя прибора Так как измерительная цепь блока 9 включена на выход преобразователя 7, то первый и второй узлы электромеханической компенсации приходят в действие в зависимости от величины входного сигнала, а управление включением в работу первого или второго узла производится от временного блока 15. При включении в работу корректирующий блок 8, он же второй узел электромеханической компенсации, корректирует показания преобразователя 7 через внешнюю цепь подключения смещающего напряжения путем регулирования этой величины

В качестве автоматического регулятора 10 использован регулирующий прибор Р-25, а дозатора реагентов 11 - устройство дозирующее типа ПРИУ. Дозатор соотношения 13 жидкости, представленный блоком мембранных дозаторов жидкости типа ДЗЖ-4, и

распределительный клапан 12 разработаны СКФ ВНИКИ ЦМА. Временной блок 15 изготовлен на базе реле времени типа ВЛ-68 с диапазоном выдержек времени 0,1-100

мин.

По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство обладает рядом преимуществ: непрерывно учитывает мешающее влияние параметров ионного состава жидкой

0 фазы пульпы на точность потенциометрических измерений и регулирования подачи реагентов; периодически с заданным интервалом времени учитывает влияние состава твердой фазы пульпы на точность изме5 рений и регулирования и корректирует результаты измерений; повышает устойчивость потенциометрических измерений и работы в целом устройства; повышает представительность потенциометрических

0 реагентов в пульпе.

Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования расхода реагентов, содержащее две электролитические ячейки с индикаторными

5 электродами, подключенными к входам дифференциального преобразователя напряжения, выход которого подключен к первым входам блоков памяти и коррекции, временной блок соединен со вторыми вхо0 дами блоков памяти и коррекции и с управляющим входом распределительного клапана, выход блока памяти через автоматический регулятор подключен к дозатору реагентов во флотомашину, выход блока

5 коррекции соединен с входом дифференциального преобразователя, пробоотборники, установленные до и после точки подачи реагентов, второй пробоотборник гидравличе- ски соединен с распределительным

0 клапаном, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния переменных параметров состава жидкой и твердой фаз пульпы на результаты потенциометрических измере5 ний и повышения устойчивости работы устройства, оно снабжено дозатором соотношения жидкости, который гидравлически соединен с дозатором реагента во флотомашину и первым пробоотборником,

0 электрический вход дозатора соотношения жидкости соединен с выходом временного блока, а выход - со вторым пробоотборником, при этом первая электролитическая ячейка размещена во внутренней полости

5 второго пробоотборника, установленного после точки подачи реагентов, а вторая электролитическая ячейка - на его внешней поверхности, а корпус этого пробоотборника соединен с общим входом дифференциального напряжения.

ю

П,

/г

- :;rrЈ

65

Устройство состоит из пробоотборников, установленных до и после точки подачи реагента соответственно электролитических ячеек с индикаторными электродами, установленными соответственно внутри пробоотборника и на его внешней поверхности, дифференциального преобразователя, корректирующего блока, блока памяти, автоматического регулятора, дозатора реагентов, промежуточного бака, дозатора соотношения жидкости, распределительного клапана и временного блока. 1 ил.