Способ управления многостадийным процессом обогащения железных руд

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСТАДИЙНЫМ ПРОЦЕССОМ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД,включающий стадии измельчения в шаровых мельницах, классификации и магнитной сепарации, основанный на измерении производительности процесса, содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате , процентного содержания железа в хвостах, расхода воды по стадиям, определении динамических коэффициентов флуктуации произво . дительности процесса, .содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате и процентного содержания железа в хвостах и изменении расхода руды и воды, отличающийся .тем, что, с целью повышения точности управления, дополнительно измеряют расход электрюэнергии по каждой стадии и по процессу в целом,, объемное заполнение шаровой мельницы первой стадии, давление пульпы на входе каждой стадии, определяют коэффициент измельчаемости по каждой стадии как величину отношения расхода электроэнергии к производительности стадии и содержанию готового класса по стадиям классификации, динамические коэффициенты флуктуации расхода электроэнергии по каждой стадии и процессу в целом, объемного заполнения шаровой мельницы, давления пульпы.на входе каждой стадии и задают пропорционально .величине коэффициентов измельчаемости каждой стадии и всего процесса производительность процесса по стадиям, шаровую загрузку и расход воды, а по динамическим коэффициентам флуктуации производи (Л тельности процесса, объемного заполнения шароЁой мельницы первой стадии, расхода электроэнергии первой стадии, содержания готового класса по первой стадии классификации , процентного содержания железа в хвостах корректируют заданную производительность и расход воды в шаровую мельницу и в первую стадию классификации, по дингмичессл , КИМ коэффициентам флуктуации давления пульпы на входе стадии, расхода со электроэнергии и содержанию готовог .ЕО класса соответственно по ВТОРОЙ и третьей стадиям и процентного содержания железа в хвостах корректируют расход воды и заданную производительность каиэдой стадии, по динамическим коэффициентам содержания готового класса в концентрате и суммарйого расхода электроэнергии по процессу в целом формируют расход электроэнергии процесса.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3360611/22-03 (22) 08.12.81 (46) 07.05.83. Бюл. 9 17 (72) В.П.Хорольский и Л.A.Àíäðèåíêî (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горнорудный институт (53) 627.7(088.8) ..(56) 1. Авилов-Карнаухов Б.Н., Зибровский Г.Г. Метод определения экономических режимов потребления электроэнергии на рудообогатительных фаб-. риках. — . Промышленная энергетика, 9 4, 1979, с,.3-4.

2. Авторское свидетельство СССР

Р .780889, кл. В 03 В 13/04, 1979 (прототип). (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГО—

СТАДИЙНЬМ ПРОЦЕССОМ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД,включающий стадии измель-чения в шаровых мельницах, классификацци и магнитной сепарации, основанный на измерении производительности процесса, содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате, процентного содержания железа в хвостах, расхода воды по стадиям, определении динамических коэффициентов флуктуации производительности процесса, .содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате и процентного содержания железа в хвостах и изменении расхода руды и воды, отличающийся .тем, что, с целью повышения точности управления, дополнительно измеряют расход электроэнергии по каждой стадии и по процессу в целом,.объемное заполнение шаровой мельницы первой стадии, давÄÄSUÄÄ 1015919 А ление пульпы на входе каждой стадии, определяют коэффициент измельчаемости по каждой стадии как величину отношения расхода электроэнергии к производительности стадии и содержанию готового класса по стадиям классификации, динамические коэффициенты флуктуаций расхода электроэнергии по каждой стадии и процессу в целом, объемного заполнения шаровой мельницы, давления пульпы.на входе каждой стадии и задают пропорционально величине коэффициентов измельчаемости каждой стадии и всего процесса производительность процесса по стадиям, шаровую загрузку и расход воды, а по динамическим Щ коэффициентам флуктуации производйтельности процесса, объемного заполнения шаровой мельницы первой стадии, расхода электроэнергии пер- 5, вой стадии, содержания готового класса по первой стадии классификации, процентного содержания железа в хвостах корректируют заданную производительность и расход воды в шаровую мельницу и в первую " стадию классификации, по динамичес;ким коэффициентам флуктуации давле- Яд ния пульпы на входе стадии, расхода электроэнергии и содержанию готово 4IIJ ,го класса соответственно о второй иЫ и третьей стадиям и процентного содержания железа в хвостах корректи- ми руют расход воды и заданную производи- . тельность каждой стадии, по динамическим коэффициентам содержания готового класса в концентрате и сум- ф» марного расхода электроэнергии по процессу в целом формируют расход электроэнергии процесса.

1015910

Изобретение относится к автоматическому управлению многостадийным процессом обогащения руд на обогатительных комбинатах в условиях обогащения.труднообогатимых руд и изменяющегося состояния технологического оборудования.

Известен способ управления многостадийным процессом обогащения руд, заключающийся в том, что удельные расходы электроэнергии опреде- 10 ляются по величине шаровой загрузки и производительности мельницы I 17Недостатком такого способа управления рудообогатительной фабрикой . 15 по режимам энергопотребления является то, что в виду малой точности определения шарового заполнения имеют место частые отклонения параметров технологического процесса от оптимальных значений и, как следствие, большие потери полезного компонента, малый выход и низкое качество концентрата, большие потери электроэнергии. 25

Известен также способ управления многостадийным процессом обогащения железных руд, включающий стадии измельчения в шаровых мельницах, классификации и магнитной сепарации, основанный на измерении производительности процесса, содержания готового класса но стадиям классификации и в концентрате, процентного содержания железа в хвостах, расхода воды по стадиям, определении динамических коэффициентов флуктуации производительности процесса, содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате и процентного содержания железа в хвостах и изме- 40 нении расхода руды и воды (2).

Недостатком известного способа является то, что при изменении содержания труднообогатимых руд в исходной руде не учитывается измельчае- 45 мость руды по стадиям. Кроме того, с изменением состояния мелющих тел и футеровки мельниц ухудшается ка.чество работы мельниц, а, следовательно, уменьшается производительность линии по исходной руде, происходит увеличение удельного расхода электропотребления процессом обогащения, что приводит .к снижению точности управления и, как следствие, увеличению расхода электроэнергии и снижению производительности процесса.

Целью изобретения является повышение точности управления °

Поставленная цель достигается тем, 66 что согласно способу управления многостадийным процессом обогащения же.лезных руд, включающему стадии измельчения в шаровых мельницах, классификации и магнитной сепарации, ос нованному на измерении производительности процесса, содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате, процентного содержания железа в хвостах, расхода воды по стадиям, определении динамических коэффициентов флуктуации производительности процесса, содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате и процентного содержания железа в хвостах и изменении расхода руды и воды, дополнительно измеряют расход электроэнергии по каждой стадии и процессу в целом, объемное заполнение шаровой мельницы первой стадии, давление пульпы на входе каждой стадии, определяют коэффициент измельчаемости по каждой стадии как величину отношения расхода электроэнергии к производительности стадии и содержанию готового класса по стадиям классификации, динамические коэффициенты флуктуаций расхода электроэнергии по каждой стадии и процессу B целом, объемного заполнения шаровой мельнИцы давления пульпы на входе каждой стадии и задают пропорционально величине коэффициентов измельчаемости каждой стадии и всего процесса производительность процесса по стадиям, шаровую загрузку и расход воды, а по динамическим коэффициент \M флуктуации производительности процесса, объемного заполнения шаровой мельницы первс.й стадии, расхода электроэнергии первой стадии, содержания готового класса по первой стадии клас" сификации, процентного содержания железа в хвостах корректируют заданную производительность и .расход воды в шаровую мельницу и в первую стадию классификации, по динамическим коэффициентам флуктуации давления пульпы на входе стадии, расхода электроэнергии и содержанию готового класса соответственно по второй и третьей стадиям и процентного содержания железа в хвостах корректируют расход воды и заданную производительность каждой стадии, по динамическим коэффициентам содержания готового класса в концентрате и суммарного расхода электроэнергии по процессу s целом формируют расход электроэнергии процесса.

Таким образом, управление многостадийным процессом основано на следующих предпосылках. При обогащении руд с различными текстурными и физико-механическими свойствами и заданном раскрытии зерна по стадиям энергоемкость процесса и ее энергопотребление пропорционально приращению Р00- р по стадиям и зависит от коэффициента измельчаемости.

-1 О 1 591 О

При постоянных значениях произвстдительности,, гранулометрического состана, шарового заполнения и объемного заполнения .Рудой шаровой мельницы первой стадии .обогащения расход электроэнергии пропорционален коэффициенту измельчаамости где d1 э ч — Расход .электроэнергии,. измеренный за период времени Т; . дЯ„ - изменение производительности процесса за период времени Т; . 1 э.оооо - содержание класса

0,070 мм в сливе классифицирующего аппарата1

Š— коэффициент, зависящий от установленной (для данной обогатительной фабрики) величины удельного расхода электроэнергии;

T — период стационарности процесса,.-равный от 1 до 14 ч и зависящий от процентного содержания разновидностей руд, поступающих на.обогащение.

При стабилизации производительности многостадийного процесса обогащения по исходной:руде .коэффициент.К„ манжет служить косвенным параметром, характеризующим режим работы процесса и его стадий.

В то же время, если на входе многостадийного процесса процентное содержание труднообогатимых руд изме. няется, то соответственно ему изменяются следующие параметры: объем" ного заполнения шаровой мельницы первой стадии, гранулометрический состав в сливах классифицирующих аппаратах 1, и и !П стадий обогащения, процентное содержание магнитного железа в хвостах и расход электроэнергии по стадиям, т.е. динамика изменения во времени перечисленных параметров также может быть положена в основу коррекции режимов .работы многостадийного процесса и трех ее стадий обогащения.

Динамика флуктуации параметров, .-характеризующих режимы работы процесса, может быть определена следую;щим образом:

Ч=—

Е п и Х где 6 - максимальное значение модуля сигнала датчика, измеряющего контролируемую вед личину;

Х - максимальное значение мо.дуля производной сигнала ошибки этого датчика.

Тогда динамический коэффициент изменения флуктуаций расхода элект,роэнергии эа время Т может быть косBBHHbM показателем, характеризующим коэффициент измельчаемости и разно5 .видности руд, поступающих на измельчение — классификацию и обогащение.

На чертеже схематически показана схема автоматического управления процессом.

Многостадийный процесс обогащения железных руд включает три стадии из мельчения в шаровых мельницах,-три стадии классификации и магнитной сепарации.

15 Система содержит шаровую мельницу 1 с приводом 2, в которую руда поступает системой конвейерных линий 3 с приводом 4, классификатор 5 с при-, .водом б, магнитный сепаратор 7 с приводом 8, зумпф 9. Эти технологические элементы линии используются .на первой стадии- измельчения — клас-. сификации и сепарации.

Во второй стадчи обогащения.исполь25 зуются насосный агрегат 10 с приво,цом 11, гидроциклон 1? диаметром

100 мм, шаровая мельница 13 с приводом 14,. дешламатор 15, магнитные сепараторы 16, 17, зумпф 18.

В третьей стадии обогащения руд используются насосный агрегат 19 с приводом 20 гидроциклона 21 диаметром 350 мм, шаровая мельница 22, дешламатор 24 с приводом 23, магнит ные сепараторы 25, 26.

Система содержит цифровую комбинированную систему управления первой стадии обогащения, включающую датчик 27 автоматических конвейерных весов; датчик 28 объемной за40 грузки шаровой мельницы 1 рудой, датчик 29 гранулометрического состава слива классификатора 5, микропроцессорный комплекс 30, исполнительный механизм 31, изменяющий

45 воду в шаровую мельницу, исполнительный механизм 32, изменяющий воду в классификатор, датчик 33 процентйого содержания магнитного железа в хвостах, устройство 34 автома5О тической подачи шаров в мельницу 1.

Цифровая комбинированная система управления второй стадией обогащения включает датчик 35 давления, датчик 36 грануломет1 ического состава слива гидроциклона диаметром

500 мм,,датчик 37 процентного содержания магнитйого железа слива дешламатора 15, исполнительный механизм 38, изменяющий воду в зумпф 9, микропроцессорный комплекс 39. Циф6О ровая комбинированная система управления третьей стадии включает датчик

40 давления, датчик 41 гранулометрического состава слива гидроциклона диаметром 350 мм, датчик 42 процентного содержания магнитного желе1015910 т

1 т акаХ 0010

1 рассчитывают коэффициент измельчаемости.

Если коэффициент К К, то принятые значения загрузки шаровой мельницы шарами и заданное значение расхода воды в шаровую мельницу первой стадии, принимается в соот.ветствии с технологической картой, занесенной в память микропроцессорного комплекса 30 .

65 за слива дешламатора 24, исполнительный механизм 43, изменяющий воду в зумпф 18, микропроцессорный комплекс 44, датчик 45 процентного содержания гранулометрического состава в концентрате. На rðèâoäàõ 2,6,8, 5

11 и т.д. обогатительных агрегатов установлены счетчики расхода электрической энергии датчиков 46-56. Сигналы с датчиков поступают на сумма,тор 57, где сигналы обрабатываются и суммируются по каждой стадии I, I1

III и по всей линии в целом. Сумматор 57 связан с компаратором 58, в котором устанавливается заданный расход электроэнергии, вычислитель- 15 ным микропроцессорным устройством 59, прогнозирующим расход электроэнергии на период Т1, T2... и корректирующий работу цйфровых комбинированных систем управления 30, 39, 44. 7П

Управление многостадийным процессом обогащения руд по параметрам энергопотребления осуществляется путем воздействия на производительность процесса, путем изменения подачи 25 шаров в мельницу 1 расхода воды в мельницу 1 и классификатор 5, расхода воды в зумпфы 9,.18,-..производительность,--.неековых насосов 10,19.

Оптимальное заполнение шаровой мельницы 1 рудой и водой поддержи-.

;,вается путем..юзменения скорости привода 4 койвейерных питателей 3 и изменения положения исполнительного механизма 31 с помощью цифровой комбинированной системы управления первой стадией, построенной на микропроцессорном комплексе 30.

Микропроцессорный комплекс 30 вырабатывает сигналы оптимального расхода руды и воды в мельницу по сиг- 40 налу датчиков 27,28,29,33, посту,пающие на вход комплекса 30, При этом в микропроцессорном комплексе 30 по сигналам датчиков 27-30, рассчитывается в моменты времени

Т„, Т ... содержание готового класса Х 0 в сливе классифицирующего ,аппарага 5 первой стадии, производительность линии йо исходно руде

Х@, расход электроэнергии Х и по gp этим величинам по формуле

Если коэффициент К К., то эoд принятые значения загрузки шаровой мельницы шарами и заданное значение расхода воды в шаровую мельницу первой стадии принимается по технологической карте для труднообогатимых руде

Если коэффициент К iКэ,то принятые значения загрузки шаровой мельницы. шарами и заданное значение расхода воды в шаровую мельницу первой стадии принимается по технологической карте для легкообогатимых

Руд °

Для второй и третьей стадий обогащения микропроцессорные комплексы

39 и 44 по информации датчиков (36, 49, 50, 51, 52) и (41, 53, 54, 55, 56) определяют содержание готового класса в сливе классифицирующего аппарата Х 0 второй стадии обога12

I Il щения, расход электроэнергии Ф -ч вто-, рой стадии и аналогично определяют

1П

Ю-„ по третьей стадии обогащения и рассчитывают коэффициенты,измельчаемости для второй и третьей стадий

1! и эч теХAAХ 2

Q -0 010

4/— !

И

К = Эч

i(I

РХ Х

Q -0,010

Величины Х - и Х вЂ” определяются метоII

Q дом баланса или рассчитываются по величине датчиков расходомеров, установленных на входных патрубках гидроциклонов 12 и 21.

В соответствии с технологическими картами, нанесенными в память микропроцессорных комплексов 39 и 44, и по коэффициентам К К- К >К т" зад т зад к ск-, к"-I к- к->к- к-акII, i1I „ill IiI ill

ТС зад, T . за* т зад zа з д выбираются максимальные производи- тельности песковых насосов 10,19.

Аналогичный микропроцессорный комплекс 59. по информации датчиков

27, 45 и сумматора 57 рассчитывают следующим образом:

h п

Э.Ч вЂ” 45

61 -0,0 0 эффи и п

К (К в соответствий с технологйческой картой задается оптимальное значение производительности многостадийного процесса обогащения. Коррекция управляющих воздействий выполняется микропроцессорными комплексами 30, 39, 44, 59 по величине и знаку, рассчитанных динамических коэффицйентов флуктуации сиг1015910 налов, поступающих с датчиков

27-29, 33,.35-37, 40-42 и суммирующего устройства 57 в следующей последовательности.

Микропроцессорный комплекс. 30 по информации датчиков 27, 28, суммато- 5 ра 57, датчиков 29, 33 определяет . следующие динамические коэффициенты:

1) — производительности процесса, М вЂ” объемногс заполнения шаровой мельницы < з — расхода электроэнер-. 10 гии первой стадии изМельчения классификации магнитной сепарации, М4 процентного содержания магнитного железа в хвостах.

При изменении разновидности Руд. поступающих на измельчение, изменяются коэффициенты . „,, 4

Пусть на обогащение поступают только вкрапленные руды (труднообогатимые). Суммарный коэффициент

1 =1) + 1„+ 4 >V д и .микропроцессорЕ 1 2 3 ный комйлекс 30 выдает команду на уменьшение производительности многостадийного.процесса, Сигнал с микропроцессорного комплекса 30 поступает на вход тиристорного преобразователя привода 4, который уменьшает обороты двигателя конвейерных линий 3.. При изменении (увеличении) содержания труднообогатимых руд в исходной руде изменяется 30 (уменьшается) содержание готового класса на сливе классификатора 5.

При этом 4 >V . и микропроцессор4 43а* ный комплекс 30 выдает команду на изменение подачи воды на классифи- З5 катор 6 путем изменения положения исполнительного механизма 32 таким образом, чтобы 1 =М „ . Так как разновидность руд может меняться в течение суток в широких пределах, 40 то вследствие этого изменяется,содержание, раскрытых зерен и увеличиваются потери железа в хвостах.

При этом ) М з, микропроцессорный. комплекс 30 вйдает команду на изме- 45 нение дополнительной подачи воды в магнитный сепаратор 7 таким обрачтобы 1 1)5 з,„А

При переходе от тонковкрапленных (труднообогатимых) руд к широковкрапленным рудам (легкообогатимым) увеличивается содержание готового класса в сливе классификатора 5. Вслед13 А 2 23аА

1) с 4<ч и микропроцессор3 33cAA 4 ный комплекс .30 выдает команду на увеличение производительности много- стадийного процесса по исходной руде (увеличение скорости конвейерных линий 3) и выдает команду на коррекцию подачи воды в мельницу (испол- 60 нительный механизм 31) до М =М ) =4

3 3 Заа 4 аэаД

Такая коррекция позволяет оптими.зировать режимы работы измельчительного комплекса первой стадии обо- 65 гашения по выходу.готового класса ,070.мм в сливе классификатора 5 и минимизировать потери магнитного железа в хвостах магнитного сепаратора 7.

Для поддержания в оптимальных пределах режима работы второй стадии обогащения микропроцессорного комплекса 39 по информации датчиков 35, 36, 37 и сигналов сумматора 57 определяют следующие динамические коэффициенты: ) — давления пульпы на входе пескового насоса 10, 1„ †. гранулометрического состава слива гид.— роциклона 12 диаметром 500 мм, ЧВ процентного содержания магнитного железа в хвостах слива дешламатора 15 и э — расхода электроэнергии второй стадии обогащения, суммарный экономический коэффициент стадии: 1 6+ 1+ 8

В случае переработки труднообо- гатимых тонковкрапленных руд1)„->1)- д, что свидетельствует о значительнбм нарушении режима работы второй стадии по выходу процентного содержания — 0,070 готового класса стадии и содержания магнитного железа в хвостах магнитного сепаратора 17 и "лике дешламатора 15. В этом случае микро. роцессорный комплекс 39 выдает команду на изменение давления на входе в гидроциклон 12 путем увеличения. воды в зумпф 9 изменением положения заслонки 38 и корректирует

:(увеличизает) обороты привода li пескового насоса 10 от номинальных.

Эффективность классификации (содержание готового класса — 0,070 мм в сливе гидроциклона диаметром

500 мм )соответствует норме. Увеличивается содержание класса — 0,070 в песках гидроциклона 12 от шаровой мельницы 13, увеличивается степеНЬ измелЬчеНия и ")9= 9 ЗаА Vg—

=Ve заАналогично регулируют. режимы работы в третьей стадии обогащения путем расчета микропроцессорным комплексом 44 динамических коэффициентов по информации датчиков 40-42 и сигналов сумматоров 57 °

Учитывая, что Ч„о - коэффициент давления на выходе пескового насоса

19, 1)„„ — гранулометрического состава слива батареи гидроциклона 21 диаметром 350 мм, 1 1 — процентного содержания магнитйого желеэа в хвостах слива дешламатора 24 и магнитного сепаратора 26, V<3 - расхода электроэнергии в третьей стадии обогащения и суммарный динамический коэффициент стадии,Q .=)„ +

11 12 13

При изменении текущего содержания готового класса — 0,070 мм в сливе батареи гидроциклона 21 от заДаннбго )„ 4,„ДЗад и )7, 33, 1015910

10 прогнозируемое значение расхода электроэнергии по линии, зависящее от коэффициента измельчаемости, заданной за период производительности, характер раскрытия зерна по

20 микропроцессорный комплекс 44 вЬщает команду на изменение (увеличение) подачи воды (путем изменения положения заслонки 43) в зумпф 18, корректируют (увеличивают) обороты привода 20 пескового насоса 19. 5 . Контроль расхода электроэнергии по стадиям обогащения и в целом по секции, управление электропотреблением осуществляется микропроцессорным комплексом 59 по сигналам датчи- 1О ков 46-56, поступающих на вход сумматора 57.

На вход сумматора поступает сигнал от компаратора, лимитирующего уровень расхода электроэнергии по 15 стадиям и линии в целом.

Микропроцессорный комплекс 59 определяет по формуле

ЮИссу — 0,070 мм в концентрате и коэффициента удельного расхода электроэнергии.

Рассчитанное значение Ю „ заносится в память микропроцессорного комплекса и является лимитирующим уровнем расхода электроэнергии по линии в компараторе 58.

Микропроцессор вычисляет динамические коэффициенты флуктуации содержания готового класса в концентрате Ч „, суммарного расхода электроэнергйи по линии Ч („ и их сумму

Ч„=Ч „+Ч и сравнивает с заданным л

Ч за*

Если Чзс„) Ч (случай переработки труднообогатимых руд) уровень расхода электроэнергии в компараторе увеличивают и в случае

Ч„зо <Ч„т (случай переработки легкообогатнмых руд) уровень расхода электроэнергии в компараторе 58 уменьшают.

Использование изобретения позволяет повысить выход концентрата, уменьшить потери железа в хвостах и расход электроэнергии.

l0l59l0

ВНИИПИ Закаэ 3264/4

ТиРаж 580 Подписное

Филиал ППП "Патент", r,Ужгород,ул.Проектная,4