Способ регулирования процесса гидравлической классификации Советский патент 1985 года по МПК B03B13/00 

со

о

О)

о

() Изобретение относится к автоматическому регулированию процесса классификации пульпы, протекающего с одновременной отмывкой растворимого ве щества в вертикальном потоке. Этот процесс находит применение в гидроме таллургии редких и цветных металлов и, как правило, следует за процессом выщелачивания ценных компонентов из измельченных руд и предшествует процессу сорбции из пульп. Известен способ автоматического регулирования процесса гидравлической классификации (без отмывки ценных растворимых веществ от песков), протекающего в гидроклассификаторах путем изменения регулировки нижнего слива, расхода классифицирующей жидкости, разгрузку крупных фракций, которые осуществляют is зависимости от значений концентраций твердого, измеренных по высоте аппарата, и изменяют задание твердого и жидкости в зависимости .от текущего значения величины потока верхнего слива из аппарата lj. Известен способ регулирования процесса гидравлической классификации пульпы с растворимым веществом путем изменения расхода классифицирующей жидкости в зависимости от плотности пульпы слива 21. Известные способы автоматического регулирования имеют ряд недостатков не позволяют в случае изменения ситовой характеристики твердого в пульпе исходного питания получить в верхнем сливе пульпу с определенным количеством крупных классов; измерение значений концентраций твердой фазы по высоте аппарата встречает на практике значительные трудностиjсвязанные еще и.с наличием различных циркуляционных потоков, вследствие чего распределение порозности по высоте слоя не имеет постоянного значе кия, не предназначен для управления процессом отмывки растворимых вещест от песков, и, естественно, не поз воляет обеспечить высокой эффективности отмывки ценного компонента. Целью изобретения является повышение точности регулирования процесса гидравлической классификации пульпы с отмывкой растворимого вещества. Поставленная цель достигается тем что измеряют концентрацию растворимо го вещества в пульпе и положение гра ницы раздела фаз в рабочей зоне классификации и корректируют расход классифицирующем- жидкости, поддерживая измеренные-параметры на заданном уровне. В результате.экспериментальных исследований было установлено, что полученной плотности пульпы верхнего слива соответствует вполне ойределенное содержание твердых частиц крупных классов. Поэтому представляется естественным установить в результате предварительных опытов зависимость плотности пульпы верхнего слива от процентного содержания в ней крупных классов, а затем сравнить заданную величину допустимого содержания частиц крупных классов с полученным содержанием их в пульпе верхнего слива и ее плотностью, на основании которой представляется возможным относительно легко регулировать процесс классификации. Отрегулировав датчик (например, пьезометрические трубки) в верхнем сливе на плотность, соответствующую заданному количеству крупных классов, представляется возможным по этому показателю (при постоянном расходе пульпы переменного состава) регулировать расход жидкой .фазы. Это позволяет обеспечить одно из важнейших требований процесса - обеспечение минимального содержания крупных классов в верхнем сливе (обычно не более 3-5% класса +0,15 мм), т.е. добиться высокой эффективности процесса классификации. Кроме этого, с целью оптимального проведения двух .одновременно протекающих процессов , регулирование расхода классифицирующей (и одновременно промывной) жидкости Должно осуществляться и незаданной концентрации растворимого вещества, содержащегося во влаге промытых песков. Поэтому используя полученную величину плотности пульпы верхнего слива и заданную концентрацию растворимого вещества в качестве программы экстремальному регулятору (например, ЭВМ) представ ляется возможным, найти оптимальный расход промывной жидкости, обеспечиваиядий требующиеся показатели процесса. Одновременно с этим в результате экспериментов бьто установлено, что высокая эффективность отмывки, при которой содержание ценного компонента во влаге промытых песков получается минимальными, достигается лишь в том случае, когда в рабочей зоне anrtapara создается граница раздела подвижный плотный слой песков - взвешенный слой, которая поддерживается в течение всего продесса. В случае поддерживания границы раздела ниже рабочей зоны (в зоне уплотнения промытьп4 песков) при тех же расходах исходной пульпы и промывной жидкости эффективность отмывки резко снижается. Резкое повышение эффективности отмывки в случае поддерживания границы в рабочей зоне связано с тем обстоятельством, что плотный подвижный слой песков создает затвор, препятствующий поступлении в нижнюю отстойную зону тонких взвесей, от которых значитель но хуже осуществляется отмывка,, чем от песков, В свою очередь, создание четкой границы раздела позволяет использовать различие физико-химических особенностей двух сред для установки датчиков, регулирующих разгрузку песков.. Было также установлено, что для получения минимальной (заданной) концентрации растворимого веществ.а во влаге промытых песков необходимо поддерживать определенную высоту плотного подвижного слоя. В случае незначительной высоты слоя эф фективность отмь1вки получается недос таточно высокой, йри увеличении высоты слоя сверх необходимой величины будет возрастать сопротивление слоя. Поэтому по всей высоте рабочей зоны вертикального потока с определенным интервалом, например 1м, устанавлива датчики, переключение которых и подключение нужного из них осущест вляется от экстремального регулятора команду для которого дает, например, концентратомер, установленный на линии разгрузки промытых цесков. В слу i чае, если в процессе достигается заданная концентрация растворимого вещества, экстремальный регулятор автоматически .подключает необходимый Ьатчик, установленный на такой высв те от зоны отстаивания, которая обес йечивает создание мииимально необходя мого слоя плотных песков. Таким образом, создание положительного эффек та - повышения эффективности двух одновременно протекающих процессов обеспечивается путем использования предварительно.установленной величины плотности пульпы верхнего слива и заданной концентрации растворимогр вещества для воз/т.ействия на экстремальный регулятор, управляющий процессом, а также путем поддерживания границы раздела в рабочей зоне. В свою очередь, поддерживание определенной грани1Ц 1 раздела позволяет использовать иной более простой тип датчика, позволяющего упростить регулирование. Снижение сопротивления вертикального потока достигается в результате кор-. рекции положения границы раздела фаз в рабочей зоне вертикального потока. На чертеже изображено устройство, поясняющее предлагаемый способ. Устройство включает датчик плотности верхнего слива 1 (например, пьезометрические трубки), который через экстремальный регулятор 2 связан с регулирующим клапаном 3, установленным на линии подачи .классифицирующей- жидкости. На границе раздела установлен датчик 4, который через тот же экстремальный регулятор воздействует на регулирующий клапан 5, установленный на линии разгрузки песков. В качестве датчика границы раз- дела используется система электродов, закрепленных внутри аппарата изолированно от его корпуса. Электроды включаются в измерительную сх.ему таким образом, чтобы образовался измерительный мост. Электроды закреплены на диэлектрической планке по высоте колонны внутри .аппарата Подключается та группа электродов, которая будет определять границу раздела. Электроды подключены к пороговому устройству 6, в задачу которого входит усиление сигнала, его интегрирование во времени, что позволит исключить мгновенное изменение границы уровня, кипение слоя. Пороговое устройство связано с экстремальным регулятором. Концентрация растворенного вещества во влаге промытых Песков измеряется с помощью концентратомера 7. Работа системы автоматического регулирования процесса осуществляется следующим образом. После предварительных испытаний определяется зависимость содержания крупных классов в верхнем сливе от плотности пульпы и по заданному содержанию крупных классов, исходя иэ требований последующего технологического процесс-а - сорбции, устанавл ается заданная.плотность пульпы, величина которой используется в качестве программы для экстремального

регулятора. Одновременно с этим программируется управление регулирующим клапаном 3 от величины заданной концентрации растворимого вещества во влаге промытых песков. В свою очередь, программируется управление клапаном 5 в зависимости от положения границы раздела, В случае поступления исходнрй пульпы с большим содержанием песков начинает увеличиваться плотность пульпы верхнего слива и соответственно возрастает содержание в ней крупных классов. Система регулирования начинает увеличивать расход, промывной жидкости, что приводит к разбавлению пульпы верхнего слива до необходимой плотности (при разбавлении пульпы происходит выпадение песков) и снижение количества песков в сливе. Это достигается взаимосвязанной работой датчика 1, экстремального регулятора 2 и клапана 3. Одновременно с поступлением большего количества песков начинает подниматься граница раздела в рабочей зоне. От первоначального уровня датчик 4 через экстремальный регулятор 2 подает команду на большее открытие клапана 5. При этом, если концентрация растворенного вещества во влаге промытых песков (по пока.занию концентратомера 7) не превышает заданную концентрацию, автоматически регулятор 2 переключает схему на ниже расположенные датчики, устанавливая оптимальную высоту плотного подвижного слоя песков. При большем открытии клапана 5 с песками в нижний слив выходит, несколько большее количество жидкой фазы однако ее поступление в нижний слив компенсируется общим увеличением расхода жидкости в процесс. То есть удельный расход промывной жидкости (определенHue количество жидкойфазы, м , на единицу твердого, т) остается прежним, что является основным условием эффективной отмывки растворимого вещества.

Классификации и одновременной отмывке ценного компонента (молибдена подвергалась пульпа, плотность которой после операции выщелачивания колеблется в широких пределах 14601650 кг/м. Исходная пульпа характеризуется также, изменяющейся ситовой характеристикой. Содерж.ание песков

(частиц крупнее класса +0,15 мм) в пульпе колеблется от 30 до 45%. Исходя из условий последующего процесса-сорбции, верхний слив пульпы процесса классификации должен содержать к-рупных частиц -t-0,15 мм не более 3% (во избежание забивки решеток сорбционных аппаратов, истирания смолы и т.д.). Классификация пульпы и отмывк растворимого вещества с выделением песков в отвал осуществлялась в колонном аппарате. Аппарат имел общую высоту 14 м. Аппарат представлял собой колонну, рабочая зона которой бьта секционирована контактными устройствами. Дпя повьшения эффективности обоих процессов в аппарате осуществлялось возвратно-поступательное колебательное движение среды с частотой 24 имп/мин и амплитудой 10 мм. Исходная пульпа поступала в аппарат с расходом 15 м/ч, снизу в аппарат подавалась вода, расход которой регулировался в соответствии с предложенной системой автоматического регулирования процесса. Промытые уплотненные пески разгружались из нижней отстойной зоны. Предварительно при параметрах, близких к оптимальным, при различных расходах жидкости осуществлялся процесс классификации и отмывки. При этом получался слив, имеющий различную плотность. Каждой плотности полученного слива соответствовало определенное содержание Песковых фракций (см. таблицу).

Из данных таблицы следует, что в соответствии с требованиями о содержании в сливе не более 3%. класса +0,15 мм, необходимо поддерживать плотность пульпы верхнего слива 1200 кг/м. В результате экспериментальных исследований бьто установлено, что высокая эффективность отмывки, при которой содержание молибдена во влаге промытых песков составляет ,001-0,002 г/л, достигается лишь в том случае, когда граница раздела поддерживается выше отстойной зоны уплотненных песков на 2 м. В аппарате система электродов устанавливалась .по всей высоте рабочей зоны с интервалом 1 м. В качестве датчика плотности верхнего слнва использовались пьезометрические трубки ДПМ, работающие в паре с дифманометром ДП-1. В качестве экстремального регулятора использовалась Уже существующая на предприятии промышленная система АСУТП с ЭВМ типа М-6000. В качестве датчика концентратомера использовали селективную электромеханическую систему на молибден,.В.,резул тате предложенная система надежно осуществляла регулирование процесса, обеспечивая нёобход1учые технологические показатели как по классификации, так и по отмывке. В верхнем сливе получалась пульпа, имеющая плотность 1200 кг/м, содержание молибдена во влаге промытых песков составляло 0,001-0,002 г/л, а граница раздела поддерживалась на расстоянии 2 м от нижней отстойной зоны.

Процентное содержание твердьрс частиц в пульпе верхнего

Способ .обеспечивает вБюокие технологические показатели процесса отмывки, что в свою очередь снижает потери ценных компонентов с отвальными песками, снижается содержание песков в верхнем сливе, поступающего на сорбционное извлечение ценных компонентов. Меньшее содержание песков в пульпе верхнего слива значительно облегчает проведение последующей операции сорбции, так как снижает количество энергии, необходимой на перемешивание пульпы,уменьшает забивку песками сорбционного аппарата, снижает эффект истирания, дорогостоящей смолы.

слоя

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ пульиеяеЗы ндмпа пы с растворимым веществом путем изменения расхода классифицирующей жидкости в зависимости от плотности пульпы слива, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования процесса гидравлической классификации пульпы с.отмывкой растворимого вещества, измеряют и задают концентрацию растворимого вещества в пульпе и положение границы раздела фаз в рабочей зоне классификации и корректируют расход классифицирующей жидкости, поддерживая измеренные параметры на заданном уровне.,. (Л