Способ регулирования процесса гидравлической классификации Советский патент 1981 года по МПК B03B13/00 

(54) СПОСОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ

1

Изобретение относится к обогеицению полезных ископаемых и может быть использовано при автоматизации процесса гидравлической классификации фосфоритных и других руд, например в спиральных классификаторах.

Известен способ регулирования процесса гидравлической классификации измельченных минералов в спиральном Q классификаторе путем стабилизации плотности и расхода слива за счет изменения подачи исходной руды в мельницу и воды в ванну классификатора

Однако данный способ регулирова-

ния из-за большого транспортного запаздывания по каналам регулирующее воздействие - регулируемый параметр не обеспечивает качественную стабилизацию указанных параметров классифика-20 ции. Так, при стабилизации плотности или расхода слива изменением подачи исходной руды в мельницу транспортное запаздывание по каналу руда слив классификатора составляет 56 мин, а при стабилизации этих параметров изменением подачи воды в классификатор транспортное запазделвание по каналу вода классификатора - спив классификатора - 1-1,5 мин, Следова-iU

тельно, при колебаниях плотности,расхода и гранулометрического состава . исходной пульпы время отклонения плотности и расхода слива от заданных значений составляет величину, не менее времени запаздывания по указанным каналам. В случаях, когда период колебаний параметров исходной пульпы меньше времени транспортного запаздывания, стабилизировать плотность и расход слива изменением подачи руды в MeJjbницу и воды в классификатор невозможно. Таким образом,недостаточная точность стабилизации параметров слива не обеспечивает поддержание оптимального режима для разделения частиц в ванне классификатора по заданной крупности.

Известен также способ регулирования процесса гидравлической классификаций, основанный на измерении физических параметров слива, например крупности частиц, изменении удельного объемного расхода слива в зависимости от величины и знака отклонения крупности измеренного параметра. Этот способ позволяет сократить время транспортного запаздывания по каналам регулирующее воздействие - регулируемый параметр, довести его до 7-10 с вместо 1-1,5 мин и, как следствие этого, повысить точность регулирования разделения минералов по граничному классу и производител ность классификатора, уменьшить пот ри полезных материалов со сливами классификатора f2. Однако для измерения средней кру ности частиц в сливе, траектория дв жения которых в ванне классификатор имеет сложный характер, а крупность их по отдельным участкам слива принимает различные значения, необходимо датчик грансостава перемещать по всему фронту слива или устанавливать несколько датчиков по фронту слива, что значительно усложняет техническую реализацию способа и снижает на дежность процесса регулирования. Целью изобретения является повьше ние надежности процесса регулирования гидравлической классификации. Поставленная цель достигается тем что измеряют объемный расход пульпы подаваемой в ванну классификатора, и поддерживают его постоянным путем изменения подачи воды в ванну класси фикатора. При этом, в случае незначительных колебаний плотности исходной пульпы (менее 5% от среднего значения плотности) и наличия корреляционной связи между крупностью частиц слива и плотностью слива последний параилетр возможно стабилизировать изменением удельного объема расхода слива. При работе классификаторов в условиях значительных колебаний плотно сти исходной пульпы (более 5% от среднего значения параметра) разделение минералов по заданной крупности целесообразно осуществлять регули рованием удельного объемного расхода пропорционально изменению плотности . Вертикальная скорость движения частиц (скорость осаждения) в классификаторе , г --ШoC t), где Ц - скорость свободного падения, м/с; процентное содержание твердого в сливе, %; предельное содержание твердого при кубичесг.-й пространственной решетке, %. Горизонтальная скорость движения частиц g- 0;85Н где Н - напор, м; g - удельный секундный объем слива, , на один погонный метр, определяемый по формуле о- где d - часовая производительность классификатора, считая по твердой фазе слива, т/ч; В - ширина классификатора,м; р - вес единицы объема плотность слива, т/м На фиг.1-5 представлены векторные диаграммы скоростей для частиц граничной крупности в зоне сливного порога спирального классификатора, где W - вектор вертикальной скорости движения частиц;Ve - вектор горизонтальной скорости движения частиц; WP - вектор результирующей скорости движения частиц; на фиг.6 - спиральный классификатор, общий вид; на фиг.7 - блок-схема устройства. На фиг.1 приведена векторная диаграмма, соответствующая оптималь.ному режиму классификации, характеризунацаяся такими значениями и направлениями W и Vg , которые определяют направление результирующего вектора WP скорости движения частиц граничной крупности на уровне сливного порога. При колебаниях плотности и расхода исходной пульпы изменяются плотность и расход слива, а, следовательно, значения W и Vg и направление WP . При увеличении плотности пульпы значение Wp уменьшается (фиг.2) , Это приводит к изменению направления W значительно выше сливного порога и выходу более крупных частиц в слив. Уменьшение плотности пульпы увеличивает значение W . Вектор Wp направлен ниже сливного порога (фиг.З), и в слив поступают частицы меньшей крупности. При колебаниях расхода исходной пульпы изменяется значение Vg которое также приводит к изменению величины и направления Wt (фиг.4 и 5), Из векторных диаграмм ясно, что для оптимизации процесса классификации необходимо обеспечить постоянство направления Wp , которое поддерживается в предлагаемом способе стабилизацией расхода исходной пульпы, устраняющей возмущение на процесс со стороны этого параметра, и регулированием горизонтальной скорости движения частиц пропорционально их скорости осаждения. При этом стабилизацию расхода исходной пульпы обеспечивают изменением подачи воды в приемный желоб классификатора, а регулирование горизонтальной скорости движения - изменением удельного объемного расхода слива. Анализируя уравнения (2) и (3) видно, что горизонтальная скорость движения частиц Vg зависит от удельного объемного расхода слива д и напора Н, а удельный объемный расход 90 - от производительности по твердой фазе слива (0), ширины (В) классификатора, плотности (Р) и содержания твердого (Т) в сливе. Анализ этих уравнений показывает возможность ре гулирования удельного объемного рас хода слива и, следоватэльно, скорос ти горизонтального движения частиц за счет изменения ширины В классифи катора, точнее ширина слива классификатора фронта слива. Регулировани удельного объемного расхода за счет изменения ширины сливного порога це лесообразно в случаях работы класси фикатора с производительностью по сливу ниже оптимальной, В предлагаемом способе фронт сли ва изменяют за счет применения допо нительных сливных порогов, установленных на боковых стенках ванны односпиральных или двухспиральных кла сификаторов, так как в большинстве случаев эти классификаторы работают с максимальной производительностью по сливу. Если на боковых сливных порогах установить горизонтально перемещгиощиеся шибера или другие регулирующи органы и при помощи их изменять фро слива, то за счет изменения удельно го расхода слива возможно управлять горизонтальной скоростью движения частиц, т.е. изменять значение вектора таким образом, чтобы при возму щениях по плотности и содержанию твердого и в исходной пульпе направ ление результатирующегб вектора g было бы неизменным. Так, при увеличении плотности пульпы и уменьшении вектора Wp направление WP восстанавливают уменьшением вектора за счет уменьшения удельного объемного расхода слива, т.е. увеличения боково1о фронта сли ва. При этоь: время нахонщения части в ванне классификатора увеличивается, они успевают разделиться по гра ничной крупности при более высоком содержании твердого в горизонтальном потоке пульпы; и классификатор работает при увеличенной производительности по сливу.. При уменьшении плотности пульпы значение Wp увеличивается и направление W восстанавливают увеличением этого значения за счет увеличения удельного расхода, т.е. уменьшении бокового фронта слива. В этом случае время разделения частиц в классификаторе уменьшается. Таким образом, при стабильном рас ходе и колебаниях плотности, содержании твердого и гранулометрического состава исходной пульпы и, следовательно, производительности классификатора за счет регулирования скорости горизонтального движения частиц пропорционально скорости их осаж дения возможно стабилизировать направление вектора результирующей скорости, т.е. обеспечить разделе ние частиц по граничной крупности. При этом использование в качестве измеряемого параметра слива-плотности, по величине отклонения которого регулируют объемный расход слива, т.е. изменяют скорость горизонтального движения частиц, значительно повышает надежность процесса регулирования поскольку измерение плотности суспензии одним плотномером возможно осуществить не только по отдельным участкам слива, но и после всех сливн ах порогов, т.е. обеспечить интегральную оценку этого параметра слива. Примером реализации способа является классификатор односпиральный. Классификатор (фиг.6 и 7) содержит корпус 1, на котором предусмотрено боковое.окно с приемным желобом 2 для загрузки исходной пульпы, спираль 3, предназначенная для транспортировки песков к разгрузочному окну 4, фронтальный порог 5 для слива мелкой фракции, желоб 6 и разгрузочный патрубок 7. В классификаторе предусмотрены боковые пороги слива, образованные окнами 8 и 9, слив и скорость горизонтальных потоков через которые регулируются горизонтальными шиберами 10 и 11, установленными с внешней стороны корпуса 1 в направляющих 12 и перемещающихся при помощи исполнительного механизма 13. Для измерения плотности слива предусмотрен плотномер 14, а также регулирующий прибор 15, соединенный с задатчиком 16. Для стабилизации расхода исходной пульпы предусмотрены расходомер 17, регулирующий прибор 18, соединенный с задатчиком 19, исполнительный механизм 20, регулирующий клапан 21 и трубопровод 22 для подачи воды в приемный желоб классификатора. Исходная пульпа поступает в корпус 1 классифилсатора через приемный желоб 2, где происходит разделение частиц по граничной крупности. Частицы крупнее 0,5 мм осаждаются в пески и транспортируются спиралью 3 вверх к разгрузочному окну 4 по наклонном/ днищу корпуса 1, откуда они направляются на склад готовой продукции или в мельницу на доизмельчение. Частицы менее О,5 мм поступают в слив классификатора и через пороги 5,8 и 9 поступают в желоб 6 и через разгрузочный патрубок 7 удаляются из классификатора на дальнейшую обработку. При увеличении расхода исходной пульпы от заданного задатчиком 19 значения сигнал с расходомера 17 поступает на регулирующий прибор 18, который через исполнительный механизм 20 и регулирующий клапан 21 уменьшает подачу воды в желоб 2 классификатора. Анал.огично при уменьшении расхода ре.гулирующий прибор 18 увеличивает подачу воды и

восстанавливает заданное значение расхода. При этом запаздывание по каналу расход воды - расход пульпы составляет 5-7 с.

При увеличении плотности слива, измеряемой плотномером 14, регулирукадий прибор 15 через исполнительный механизм 13 одновременно перемещает горизонтальные uto6epa 10 и 11 в сторону увеличения фронта слива и уменьшения удельного расхода слива и горизонтальной скорости частиц.

Перемещение шиберов 10 и 11 в сторону увеличения фронта слива происходит до тех пор, пока сигнал обратной

связи (сое) 23, поступающий с исполнительного механизма 13 на регулирующий прибор 15, обеспечит компенсацию сигнала, поступающего с плотномера 14

При этом удельный объемный расход и скорость горизонтального движения частиц должны принять такие уменьшенные значения, которые соответствуI9T разделению частиц по граничной крупности 0,5 мм, но при большей плотности пульпы. При уменьшении плотности слива регулирующий прибор 15 перемещает горизонтальные шибера 10 и 11 в сторону уменьшения фронта слива и увеличения удельного о ъемного расхода и горизонтальной скорости движения частиц до тех пор, пока режим разделения будет соответствовать поступлению в слив частиц той же крупности. При этом запаздывание по каналу удельный объемный расход слива - плотность слива составляет 7-10 с, а надежность повышается более чем в два раза, так как для интегральной оценки крупности частиц в общем сливе необходиМО применить вместо одного плотномера не менее двух гранулометров.

Использование предлагаемого способа регулирования уменьшит выхбд класса 0,5 мм в слив классификатора в среднем с 3,5 до 1,5% и выхода класса 0,5 мм в пески с 13,6 до 5,5%. За счет этого повышается на 1-1,5% выход и содержание . в концентрате, а также производительность классификатора по сливу с 85 до 110 т/ч, т.е. на 30%.

Формула изобретения

Способ регулирования процесса гидравлической классификации в аппаратах с горизонтальным потоком,. основанный на измерении физических параметров слива, например крупности

частиц, изменении удельного объемного расхода слива в зависимости от величины и знака отклонения измеренного параметра, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности процесса регулирования, измеряют объемный расход пульпы, подаваемой в ванну классификатора, и поддерживают его постоянным путем изменения расхода воды в ванну классификатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

и гидроциклонов, М., ГНТИ, 1960, с.208.

кл. В 03 В 13/00, 1979 (прототип)

W

W