Способ автоматического управления процессом флотации Советский патент 1981 года по МПК B03D1/00 

Изобретение относится к управлени процессом флотации и может быть использовано при разработке и внедрени автоматизированных систем управления флотационными технологическими процес сами на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, прО1 й шшенности строительных материалов, химической промьшшенности. Известен способ управления процессом флотации, основанный на изменении величины циркулирующих потоков. Этот способ обеспечивает оптимальную производительность флотации по руде и предотвращает перегрузки в цепи циркулирующей нагрузки свинцовой фпотации С ПНедостаток этого способа состоит в том, что в нем не предусмотреиа регулировка циркулирующих потоков, ставящая своей цепью достижение равенства циркулирукнцкх в схеме нагрэг зок, что значительно снижает точность сепарации (разделения минералов флотацией. Известен способ автоматического управления процессом флотации, включающий изменение циркулирующих цотоков по измеренному расходу твердого в них. В указанном способе измереншлА расход циркуляционной нагрузки изменяют путем одновременного и однонаправленного воздействия на пеногоны всех перечисток .t2. Недостаток указанного способа заключается в отсутствии синхронизации работы основной и перечистных операций в С1Ф1сле равенства циркулирующих нагрузок, в результате чего полностью недоиспользуются сепарационные свойства процесса, снижается точность сепарации (шнералов флотацией и, как следствие, технологические показатели процесса. Цель изобретения - повышение точности управления процессом флотации с перечистной и контрольной операциями.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют величину расхода циркуляруюи(их потоков в перечистной и контрольных операциях, сравнивают измеренные величины, при положительной разности уменьшают степень аэрации 8 контрольной операции и увеличивают в перечистной, а при отрицательной разности степень аэршщи по операциям изменяют на обратную.

На фиг.1 приведена сепарационная характеристика отдельной флотомаши№ if на .2-4 сепарационные характеристики собственно для. синхронизированной , и два варианта десинхронизации; на фиг,5 структурная схема САР.

Рассматривая флотацию как сепарационный (разделительный) процесс, протекшснций при определенной степени измельчения частиц и обработке их поверхности реагентами, вносим понятие распределения2Г(1) минеральных частиц по флотируемо с а-и 1( . Термин фпотируемость определяет способность минеральных частиц прилипать к пузырьку, т.е. закрепляться на его поверхности. При этом, чем с большей силой частица прилипает к пузырьку тем больше величина флoтиpyeмocти характеризукйцая флотируемость частицы и наоборот. Отсюда следует, что частицы, которые не извлекаются в процессе флотации, т.е. уходят в камерный продукт (хвосты), имеют величину фпотируемости 1 0. Частицы, нацело извлекаемые в пенный продукт (концентрат), имеют максимальное значение величины V 1 флотируемости. Таким образом, во-первых, в объеме фпотомашига 1 величина флотируемости минеральных частиц принимает непрерывный ряд значений от 1 0 до t , во-вторых, всю принимаемую обычно за едиш1цу массу частиц можно разделить на весовые доли, причем каждая весовая доля имеет свой диапазон фпотируемости, отличный от других, т.е. в измельченном и обработанном реагентами сырье существует распределениеУ (1) минеральных частиц по флотируемое ти. При этом распределение минералышх частиц по фпотируемостиy(t()dtiKanH4ecTвенно характеризует весовую долю (или объемную) частиц узкой фракции фпотируемости 1(, рассматриваемой смеси частиц сырья. Возникает необходимость дать численную оценку

величигй флотируемости. За меру флотируемости мономинеральных часТиц берут козффициент скорости кинетики

флотации 1( (/уд /с ) , определяемый из уравнения кинетики Белоглазова для

S.

где

извлечение в пенный прокоидукт, весовая доляj 5 - свободная поверхность

пузырьков в едикице объема пульпы, м- Д Смера степени аэрации); k. - продолжительность флотации Флотируемость 1 численно равна средней скорости прибытия с закреплением минеральных частиц на границу раздела газ-жидкость при единичной концентрации их в пульпе и при S 1 м /м и определяется экспериментально через тангенс угла наклона касательной в начале кривой (1 ) кинетики флотации. При этом сепарирующие характеристики отдельной фпотомапп1ны или всего фпотационного процесса в целом можно оценивать функцией распределеш1Я извлечений узких фракций флотируемости в концентрат €j,(il) которая численно равна отношению веса узкой фракции t,( +dk в концентрате к весу ее в исходном сырье:

QtconTKOH (.)dU

U)

ИсЛо.ЗК

Д «КС /%СХ

производительность по концентрату и по исходному;

w lfviC l распределения

частиц по флотируемости для концентратов и сырья .

В простейшем случае, когда флотационная схема состоит из одной (основной) операции, то

...W

Д)

Хон

55 где Ьф- продолжительность флотации

в данной операции, cj k - переменная фпотируемость минеральных частиц, м/с. Из формулы (3 ) видно, что флотационная машина является неидеальНьм сепаратором, чувствительным к флоти руемости минеральных Частиц 1( Vqr. Ее сепарационная характеристика по каналу исходное питание - пенный продукт имеет экспоненциальный хар тер и отличается от характеристики идеального сепаратора уравнением ступенчатого звена вида e..M(K-K,) lOqjutK 1(р, где Up - константа, определяемая как флотируемость разделения. Частицы сырья, обладающие флотируемостью разделения ( 1(р наполовину попадают в концентрат, наполови ну в хвоеты(частицы преимущественно попадают в концентрат, а частицы с 1( 1( р в хвосты) . Если время флотации -t p COHei- и SConst. то различные по флотиру мое ти фракции извлекаются в концентрат с разной долей, ибо 1( определения величины 1( р (флотиру мость разделения) следует, что f, 0,5fоткуда после логарифмирования формулы СЗ), находим Увеличение -t или 5 ведет к уменьшению и,наоборот, значени 1(р зависит от реагентиой обработки минералов и является характеристикой только флотомашины, поскольку величи ны (V и 5 параметры, характеризуюпще свойства данной флотомашины, а формула 3 - главная сепарационная характеристика зтой машины. Рассмотрим схему флотации. Опуская вычисления по уравнениям баланса записывают сразу конечную формулу для результирукнцей сепарационной характеристики всей , выраженной через характеристики .чсшх . « Ч„рез- ()аУ g-iC)gzW 1-€i(k) e/Oe2«(V65(k),{)( где6(1{),€2СИ,) - сепарационные характеристики контрольной и перечистной операг ций; секундная масса узкой фракции фпотируемости в nepe-i чистном и исходном продукте. Сепарационные характеристики.для циркул«руюф(х нагрузок получаются из уравнений баланса схемы по узким фракциям флотируемости rk.k-«-dk. р ,)..Eiiiii, -1.5 ЯгД-к 1-€, (... 52bW.iiC±iiL (V,w -е,,б2:-ез Е ц На фиг.2 по формулам (5) -(7) построены графики peg С х ) 4 ( SV Ф k ля синхронизированной схемы, когда €,,,м-е На г.З показан типичный вариант есинхронизации при котором Sji.S,tq,ne,tq,S,t. а.На фиг.З - другой типичный ,ариант десинхронизации ( в другую сторону, при котором Нд фиг.4 .штрихами показана криая в рее н фиг.2. Чтобы из данюпс анализа на фиг.З олучить практические выводы, слеует указать, что производительность о твердомзг в указанном продукте авна; Кию T..,A)dk, (в) xapaKteризуетрасгфеде л81-те узкнх фракций флотируе мо с ти в питани схемы. Ш формулы 8 следует, что циркулирующая нагрузка тем больше, чем больше площадь под графиком t1) на фиг.З, то же относится и ко второй циркулирующей нагрузке учетом этого, из анализа кривых (фиг. 2) можно сделать следующие выводы: в синхро1шзированном режиме производительности по твердому в обоих цирку лируюших нагрузках одинаковы Qj Qg , при десинхро изал,ии наоборот Q с rjtQ,в синхронизированном режимеEppcCU) имеет максимальную крутизну в точке |(р и ближе к идеальному стуленчатому закону - TCk-kp) чем в любых несинхронизиро5занных режимах Синхро1шзация, которая повьпиает точность сепарации минералов флотацией, И;следовательно, технико-экономические показатели, можно осущест вить автоматически по следующему правилу. Если Q QG то 1(0, и необходимо не изменять управ ляющее воздействие. Если 1° 51,-1ф Я.ф. необходимо увеличить S-,,tq., и уменьшить 52-Ьф2Если Qg О е, то.ВзЧз Ф %Ч необходимо уме5рзшить и увеличить 52-Ьф.2 . Из этого следует, что для выравнивания потоков (синхронизации схемы необходимо воздействовать либо на степень аэрации S{, либо на время флотащда. Ьф , На степень аэрации можно воздейст вовать путем регулирования расхода воздуха, подаваемого в камеры флотомашины, а на время флотации - учитывая, что Ьф - М f Q , изменяя расход пульпы через флотомашину. Выбор того или иного способа зависит от того, какой из вариантов оказывается наиболее простым для данных конкретных условий. Стру1 :турная схема устройства авто матического управлеш- я (фиг.5), peaШ1зующая способ, содвр5шт расходомеры 1 и 2 твердого в циркулирушщк 9 нагрузках перечистнои и контрольной операции, например щелевые расходомеры типа ИРТ, регулятор 3, наприtiep УВМ типа М-6000, исполнительные MexaHH3Nb 4 и 5подачи воздуха в камеры (}1потомашины перечистнои и контрольной операции. Работа устройства осуществляется следующим образом. Циркулирующие нагрузки 05 и Q автоматически измеряются расходомерами 1 и 2 твердого в пульпе. Измеренные сигналы сравниваются друг с другом в регуляторе 3. При Qj- Ф Qg регулятор посредством исполнительных механизмов 4 и 5 дает комарсду на изменение подачи воздуха ( и следо вательно степени аэрации Зд и S) в ма цинах перечистнои и контрольной флотации в соответствии с вьппеизложенньгм правилом, т.е. при Qj 7 Q уменьшается подача воздуха (значит и степень аэрации 5-,)в контрольную эперацию(либо увеличиваются те величины в церечистной операции) , при Q Qg регулятор дает обратные команды, .если Q5 регулирующие воздействия не изменяют. Использование предлагаемого изобрете1-шя позволяет повысить точность сепарации минеральных частиц, что ведет к увеличению извлечения в концентрат ценных компонентов и повыше- Щ1Ю их содержания в концентратах. Формула изобретения Способ автоматического управления процессом флотации, включающий изменение циркулиру1сяцих потоков по измеренному расходу твердого в них, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности управления процессом флотации с перечистнои и контрольной операциями, измеряют величину расхода циркулярунлцих потоков в перечистнои и контрольной операциях, сравнивают измеренные величины, при положительной разности уменьшают степень аэрации в контрольной операции и увеличивают в перечистнои, а при отрицательной разности степень аэрации по операциям изменяют на обратную. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М., Недра, 1979, с.256. 2.Авторское свидетельство СССР № 598643, кл. В 03D. 1/00, 1979.

r

Xp HO

to X-S,,K

.

.3

ОсноВная /iоптация

1Л

2,Q

I