Устройство для измерения гранулометрического состава суспензий Советский патент 1979 года по МПК G01N15/02 

1

Изобретение относится к металлургии черных и цветных металлов, и обогащению руд и предназначено для непрерывного контроля гранулометрического состава твердой фазы пульп и суспензий.

Известен способ измерения гранулометрического состава в потоке суспензии, основанный на измерении электропроводности суспензии в участках ускоренного и равномерного ее движения 1. Устройство, реализующее этот способ, очень простое и надежное, а точность показаний сохоаняется при изменениях плотности суспензии и гранулометрической характеристики в широких пределах. Однако оно контролирует грансостав крупных пульп, с содержанием класса мельче 74 микрона не более 70%.

В металлургии необходимо контролировать более мелкие пульпы с содержанием класса 74 мкм до 90-100°/о, например, продукты 2-х и 3-х стадий измельчения руды перед флотацией.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для непрерывного контроля потенциала твердой фазы пульпы, имеющее два

электрода, выполненные в виде идентичных полуколец, жестко закрепленных на валу и подключенных через скользящие контакты к измерительному прибору. Оба электрода погружены в пульпу, а на один из них (измерительный) дополнительно подается струя суспензии 2. При контакте частиц струи с поверхностью измерительного электрода между ним и вторым электродом, находящимся в спокойной пульпе и выполняющим роль электрода сравнения, возникает разность потенциалов U. Величина U зависит от скорости струи, минералогического состава твердой фазы, ионного состава жидкой фазы, рН и от удельной поверхности частиц, т. е. от их размеров.

Поэтому при измерении разности потенциалов чувствительность к ионному и минералогическому составу и другим факторам выше, чем к крупности. Следовательно, разность потенциалов U может характеризовать гранулометрический состав твердой фазы только при жесткой стабилизации остальных параметров. В производственных условиях такую стабилизацию, особенно ионного, состава, осуществить практически невозможно.

поэтому контроль гранеостава по величине U приводит к недопустимо большим погрешностям.

Целью настоящего изобретения является повышение чувствительности и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено дифференцируюш,им блоком (ДБ), неполяризуюш,имся электродом (НПЭ), источником опорного напряжения (ИОН) и 2-мя парами контактов реле, причем неполяризуюшийся электрод подключен к электроду сравнения (ЭС) через источник опорного напряжения и одну пару контактов реле, измерительный электрод (ИЭ) и электрод сравнения соединены между собой другой парой контактов реле, а измерительный прибор подключен к измерительному электроду TI Электроду сравнения через дифференцируюш,ий блок.

Экспериментально установлено, что скорость нарастания разности потенциалов между измерительным электродом и электродом сравнения (U) в 10-20 раз чувствительнее. к гранулометрическому составу, чем сама разность потенциалов (U) и не зависит от ионного и минералогического состава среды в.широком диапазоне их значений.

На фиг. 1 показаны экспериментальные зависимости нарастания разности потенциалов между ИЭ и ЭС для частиц разной крупности. Кривая 1 характеризует данную зависимость для содержания частиц класса 74 мкм 550/0, кривая 2 - 65%, 3 - 80%. Видно, что производная по времени U разности Потенциалов ИЭ-ЭС тем больше, чем крупнее частицы. Для выделения скорости нарастания р-азности потенциалов U данная схема снабжена дифференцируюшим устройством, которое передает на измерительный прибор импульсы напряжений, амплитуда которых однозначно определяет грансостав пульп и суспензий, что приво71,ит к повышению чувствительности измерений крупности твердой фазы.

Дополнительный третий электрод выполнен неполяризующимся, вследствие чего электродные процессы на нем не влияют на потенциал соединенных ИЭ и ЭС и величина этого потенциала определяется только источником опорного напряжения.

Одна пара контактов реле, которыми снабжено предлагаемое устройство, обеспечивает периодическое замыкание и размы ка ни1ёйзмерйт льного и сравнительного электродов между собой, другая - периодическое р азмыкание и замыкание электрической цепи ИОН-НПЭ-суспензия-(ИЭ и ЭС)-контакты реле-ИОН. Контакты реле нормально замкнуты, поэтому и ЭС устанавливается определенный одинаковый потенциал, задаваемый источником опорного напряжения. С помощью выбора потенциала на ИЭ и ЭС определяется необходимая, зависимость

скорости нарастания разности потенциалов между ИЭ и ЭС, которая и определяет в конечном итоге чувствительность измерения гранеостава.

При измерении очень мелких суспензий,

например производственных пульп обогатительных фабрик на вторых и третьих стадиях измельчения или в цементном производстве, с содержанием класса - 74 мкм до 100%, величина производной U становится очень малой и ее трудно измерить. Данное устройство позволяет увеличить величину производной в 5-7 раз, что создает возможность контролировать такие мелкие суспензии.

5 Достигается это за счет того, что в устройстве нарастание разности потенциалов и между ИЭ и ЭС происходит не от стационарного потенциала закороченных ИЭ и ЭС, а от заранее заданного потенциала значительно большего по абсолютной величине, задаваемого источником опорного напряжения.

На фиг. 2 показаны графики нарастания потенциалов на ИЭ и ЭС, разности потенциалов и между ними и производной U

5 от разных первоначально заданных потенциалов. Из фиг. 2 видно, что при первоначальном потенциале Ej. производная U значительно больше, и следовательно, чувствительность измерения гранеостава во столько же раз больше.

Схема устройства показана на фиг. 3. Устройство содержит проточный сосуд 1 с пульпой, трубопровод 2, держатель электродов 3, выполненный в виде вала и жестко закрепленный на крышке проточного сосуда,

5 измерительный электрод 4 и электрод сравнения 5, выполненные в виде полуколец и жестко закрепленные на нижней части держателя, неполяризуюшийся электрод 6, погруженный в сосуд с пульпой и соединенный с источником опорного напряжения 7 через

контакты Кг, дифференцирующий, блок 8, подключенное к ИЭ и ЭС и измерительному прибору 9, контакты Ki, соединяюшие между собой ИЭ и ЭС. Электромагнитное реле подключено к источнику напряжения через командо-аппарат.

Устройство работает следующим образом, В исходном положении контакты Ki и. Кг замкнуты, ИЭ и ЭС соединены между собой и на них устанавливается задаваемый источником опорного напряжения потенциал 0 по электрической цепи ИОН-Кг-НПЭ-суспензия-(ИЭ и ЭС)-ИОН. При срабатывании реле и размыкании контактов К и Kt на электроде сравнения устанавливается стационарный потенциал, на измерительном электроде - потенциал, навязываемый ему частицами твердой фазы, а между этими электродами - разность потенциалов U. Скорость нарастания U после размыкания контактов Ki и Кг. однозначно зависит от гранулометрического состава, поэтому на выходе дифференци рующего устройства появляется импульс, амплитуда которого пропорциональна скорости нарастания разности потенциалов (U) и, следовательно, пропорциональна крупности частиц суспензии. Периодическое замыкание и размыкание контактов К и Кг, осуи1,ествляемое с помощью командо-аппарата, вызывает на входе измерительного прибора последовательность импульсов, амплитуда которых характеризует гранулометрический состав. Устройство было опробовано в лабораторных условиях. Измерения проводились в сосуде с пульпой емкостью 8 л. В качестве неполяризующего электрода использовалась пластинка из нержавеющей стали больщой площади (200x200x4 мм). Источником опорного напряжения служил набор источников постоянного стабилизированного напряжения по 0,5 в, измерительным прибором . - осциллограф типа С1-15; в качестве дифференцирующего устройства была использована RC-цепочка. ИЭ и ЭС представлялисобой два полукольца ф 30 мм и высотой 20 мм из нержавеющей стали, насаженные на винипластовый держатель. Глубина погружения ИЭ и ЭС - 70 мм, расстояние между трубопроводом 2 и ИЭ - 20 мм. Скорость струи .5 м/сек. В экспериментах использовались измельченные медные руды Коунрадского и Джезказганского месторождений и свинцово-цинковая руда Кентауской обогатительной фабрики. Формула изобретения Устройство для измерения гранулометрического состава суспензий, включающее измерительный электрод, электрод сравнения и измерительный прибор, отличающееся тем, что , с целью повышения чувствительности и точности измерений, устройство дополнительно снабжено-дифференцирующим блоком, неполяризующимся электродом, источником опорного напряжения и реле с двумя парами нормально замкнутых контактов, причем неполяризующийся электрод подключен к электроду сравнения через источник опорного напряжения и одну пару контактов реле, измерительный электрод и электрод сравнения соединены между собой другой парой контактов реле, а измерительный прибор подключен к измерительному электроду и электроду сравнения через дифференцирующее устройство. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 522456, кл.О 01 N 9/00, 25.03.75. 2.Авторское свидетельство СССР № 419778, кл. G 01 N 27/46, 06.05.72.

Потенциалы на электродак .из

.ЭС

Ел I :v v - a :y s ;wfiaife:gj a: ShiS;Srjg- - f.

Разность потенциалов U

сек

icen

.г

S .

иг.з