Способ типизации рудного сырья при подготовке к обогащению


 


Владельцы патента RU 2565308:

Открытое акционерное общество "Союзцветметавтоматика" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при формировании сортов исходного рудного сырья, поступающего на обогащение. Цель - повышение производительности технологической линии обогащения, качества продуктов обогащения и снижение энергетических расходов и реактивов обогащения, а также расширение функциональных возможностей способа типизации руд различного состава и при одновременном упрощении реализации способа. Способ базируется на опережающем непрерывном комплексном автоматическом контроле минералогического и вещественного состава исходных руд и логически обоснованной частоте типизации поступающей по транспортерной ленте рудного сырья. Сочетание видеоимидж-анализа, базы данных для эталонных типов руд, заданных экспертами и оцифрованных данных прямого контроля фотовидеорадиологическими и передвижными рентгенофлуоресцентными приборами и последовательности операции по процессу типизации руд при сравнительной оценке контролируемых параметров поступающих на обогащение руд обеспечивают выполнение отмеченных целей и удовлетворительную точность типизации. Существенно повышается также эффективность реализации заявленного способа при использовании интеллектуальной САУ с ассоциативной памятью или идентификатором-наблюдателем за изменяющимися ситуациями с использованием кластеров эталона характеристик руд, коррелирующих со свойствами обогащаемых видов сырья. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к области типизации горнорудного сырья на стадиях его измельчения и дробления перед обогащением.

В условиях рыночной экономики типизация руд является одним из прогрессивных направлений снижения затрат на производство качественных рудных концентратов. Типизация по сортам представляет собой сложную проблему проведения опережающих анализов глубоких технологических и морфологических анализов исходного рудного сырья, требующего отбора пробы из потока руды, поступающего на обогащение. Отнесение или подготовка поступающего на обогащение рудного сырья к какому-либо типу или сорту позволяет выбрать рациональный реагентный режим процесса обогащения (флотации и т.д.), обеспечивающий производство качественных рудных концентратов при минимальных материальных и энергетических затратах.

Как отмечают ученые, специалисты (академик РАН Чантурия В.А. и профессор Башлыкова Т.В.), достоверность оценки обогатимости руды в значительной степени зависит от полноты изучения ее вещественного состава и точного определения ее технологически значимых параметров. К таким параметрам относятся минеральный и химический состав руды, текстурно-структурные и морфологические характеристики, физико-химические и поверхностные свойства минералов. При этом следует особо отметить, что последние - это наиболее динамичные показатели, изменяющиеся в широких пределах.

Известно также, что достоверная количественная оценка структурно-фазовых характеристик минерального сырья для раннего прогноза по обогатимости может быть сделана только на большом статистическом материале (до сотни, тысячи зерен) поступающей руды. Процессы типизации исходного сырья позволяют с опережением получить достоверную информацию о качественных показателях руды и выбрать рациональные режимы обогащения.

Большинство технологически значимых параметров определяют при помощи комплексных прямых и косвенных методов аналитической технологической минералогии: валовых элементных и химических анализов, оптического и рентгенофазового, радиомикрозондового анализов, а при изучении поверхностных характеристик - оптико-спектроскопическими методами.

Однако актуальная задача реализации упрощения и уменьшения количества операций, объемов работ по отбору проб, их подготовке и анализу, а также сокращения необходимого по времени опережения результатов анализа может быть решена за счет упрощения и автоматизации операций по типизации поступающих на обогащение руд.

Создание предлагаемого изобретения направлено на решение указанной актуальной задачи типизации руд в процессах дробления и классификации поступающих на обогащение руд.

Известен способ, аналогичный заявляемому, основанный на последовательной выемке горной массы (ГМ) с раздельным извлечением разнокачественных порций одноковшовым экскаватором (а.с. СССР 1631175 A1), МКИ: E21C 41/26, Бюлл. изобр. №8 от 28.02.1991). Изобретение осуществляется способом селективной выемки полезных ископаемых, включающим последовательную выемку горной массы с раздельным извлечением разнокачественных порций руды одноковшовым экскаватором и контроль качества горной массы с помощью установленных на ковше экскаватора датчиков, т.е. по существу по количеству разнящихся по качественным показателям (магнитным и др.) создают типы отгружаемых руд в объемах транспортных средств.

Известен также способ селективной выемки рудных полезных ископаемых по а.с. 1133400 A, МПК: E21C 41/00, опубликованный 07.01.1985 г. На основе этого изобретения тоже можно производить типизацию добываемой руды. Этот способ включает последовательную порционную выемку горной массы с раздельным извлечением разнокачественных порций одноковшовым экскаватором путем внедрения его ковша в забой и последующий контроль за качеством горной массы, с помощью установленных на ковше датчиков проводят опережающее опробование качества горной массы каждой порции черпания перед ковшом экскаватора, затем проводят корректировку положения указанного ковша, при этом контроль за качеством горной массы в процессе внедрения ковша ведут непрерывно, а в процессе извлечения горной массы проводят повторную корректировку положения ковша экскаватора в зоне выемки ГМ.

Общим недостатком для всех известных аналогов заявляемого технического решения является то, что процесс типизации осуществляется периодически для каждого типа руды, при этом:

- числом установленных датчиков ограничено количество параметров контроля, т.е. информация о показателях качества руды ограничена, это может привести к невыполнению задач типизации, т.е. невозможности оптимизации процесса подготовки и обогащения добываемого сырья по многокритериальным функциям;

- многократное усреднение контролируемых параметров в процессах загрузки добываемого сырья в транспортные средства и при разгрузке и формировании штабеля на усреднительном складе, а также при проведении других операций по подготовке сырья к обогащению приводят к росту ошибки контролируемых параметров при оценке сортности или типа руды;

- указанные недостатки обуславливают сложность проверки вычислительных процессов и средств компьютерной автоматики (блоков памяти, управления и т.д.), что снижает эффективность использования типизации подготовленного к обогащению рудного сырья;

- с помощью приведенных аналогов практически затруднена типизация руды при поступлении ее из различных месторождений или от поставщиков, а также появляются проблемы по обеспечению достоверности качественных показателей исходных руд к обогащению.

Известна также система оперативного контроля магнетитового железа в конвейерных потоках комплекса механизированной рудоразборки типа СКРП-КММР (разработка ООО «УралРудоАвтоматика», описание приведено на сайте этого предприятия www.uralrudoavtomatika.ru). Это техническое решение принято за прототип. Способ типизации руд, реализованный в система СКРП, предназначен для оперативного контроля массовой доли магнетитового железа, а также (при наличии устойчивой корреляционной связи между содержанием магнетитового железа и общего железа) массовой доли железа в дробленой руде на конвейерах комплекса для производства механизированной магнитной рудоразборки.

Недостатки этого способа:

- трудность реализации принципов типизации любого рудного сырья, поступающего из разных месторождений на обогащение;

- этот способ не может формировать с опережением типизацию руд, поступающих на обогащение, т.е. не позволяет эффективно решать оптимизационную задачу по нескольким критериям. Этот недостаток особенно усугубляется при производстве рудных концентратов из рудного сырья, поступающих из разных месторождений и поставщиков.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является изобретение по патенту №2165632 от 20.04.2001 г. на «Способ оценки технологических свойств и обогатимости минерального сырья». Это решение принято за прототип.

Недостаток прототипа состоит в том, что его функция ограничивается возможностью ускоренного проведения исследований по оценке проб рудного или минерального сырья на технологичность или обогатимость минерального сырья, включает выполнение более 30-ти операций и методик по определению прогнозных технологических показателей отдельно взятой пробы из потока, со склада или из месторождения. При этом, безусловно, приведенная погрешность может принять неприемлемые значения. Кроме того, прототип в реализации и эксплуатации сложен, а также затруднена своевременная корректировка результатов при непрерывной типизации минерального сырья или руд в действующих производствах подготовки сырья к обогащению с непрерывной оптимизацией режимов. Кроме того, прототип не сможет в темпе изменения свойств сырья обеспечить оптимизацию его обогащения, т.к. длительность оценки ситуации очень велика - многократно превышает реальную величину возможных изменений состава и свойств сырья.

Цель предлагаемого изобретения - обеспечение конструктивной простоты реализации способа, расширения функциональных возможностей с достаточной точностью и идентифицируемости результатов типизации непрерывно или с заданной частотой поступающего минерального сырья на подготовку к обогащению.

Сущность заявленного технического решения

По заявляемому способу типизации рудного сырья при подготовке к обогащению одновременно измеряют химический, минеральный и гранулометрический состав руды исходной крупности и гранулометрический состав продукта дробленого или измельченного до крупности максимальной степени раскрытия ценных компонентов и распределения сростков минералов. Оценивают структурно-фазовые характеристики минерального сырья, определяют физические свойства минералов (например, магнитные) и прогнозных технологических показателей. До начала типизации поступающих на участок подготовки руд из потока сначала берут одноразовую пробу на контроль соответствия паспортным данным транспортируемой руды путем автоматического имидж-анализа изображений этой пробы, по всем характеристикам паспортных данных поступившей партии руды, подвергают их качественные и количественные показатели кластеризации и оцифровке или кодированию, затем вводят эти кластеры в ассоциативную базу данных компьютера, далее фото- и видеообъективом получают в реальном времени изображения раскрытых частиц поступающих видов руды и с использованием известных алгоритмов определяют размер (метрику) каждой частицы S (кв. мкм), длину H (мкм), ширину N (мкм), периметр P (мкм), а также измеряют метрические параметры каждого элемента из выделенных на изображении частиц, проводят весовой, дифференциальный, интегральный и корреляционный анализы любых из значений любого количества выделенных изображений минеральных элементов в частицах, находящихся под контролирующим объективом, затем для их совокупности в качестве базовых принимают соответствующие средние (Scp, Hcp, Ncp, Pcp), минимальные (Smin, Hmin, Nmin, Pmin) и максимальные (Smax, Hmax, Nmax, Pmax) значения, а морфологические параметры выделенных химических элементов (зерен) на изображениях частиц - удлиненность U=H/N и фактор формы C=4πS/P2, с использованием специального программного обеспечения автоматически вычисляют по значениям принятых базовых метрических параметров, полученные результаты сопоставляют с характеристиками типовых руд, имеющимися в ассоциативной базе данных компьютера, и по наиболее близко совпадающим технологическим характеристикам, сравниваемым с эталонными и текущими значениями базовых метрик частиц, - присваивают руде один из наиболее близких типов руды в кластере данных.

Технические результаты по п. 1 (формулы изобретения)

Совокупность заявляемых операций и последовательность их выполнения, включая идентификацию результатов паспортных данных или химических анализов с результатами имидж-анализа изображений в начале процесса типизации руд, затем непрерывный поиск и сравнение базовых характеристик типизируемого сырья с текущими характеристиками поступающего сырья уменьшили число операций с 20-ти (для примера) до 4-5-ти операций, - упрощает реализацию способа и повышает точность определения метрик до требуемых средних или точность лабораторных исследований.

Кроме того, способ типизации рудного сырья при подготовке к обогащению, результаты имидж-анализа изображений частиц минералов корректируют посредством одного из известных методов оценки текущих значений метрических параметров частиц под объективом в пределах максимального и минимального их базовых значений или подвергают тестированию результаты имидж-анализа изображений прямыми измерениями характерных параметров известными очень дорогими, но точными автоматическими приборами, например комплексным прибором по патенту РФ №2373527 от 23.04.2008 г. (VGR G01/№27/001).

Технический результат такого тестирования - обеспечение (поддержание) заданной точности типизации недорогой ценой, т.к. тестирующий прибор может обслуживать десятки систем мониторинга и оценки производственных ситуаций.

А также дополнительно предлагается способ типизации рудного сырья при подготовке к обогащению, заключающийся в том, что тип поступающих на обогащение руд определяют с частотой, превышающей частоту динамического изменения химических и структурно-технологических и/или структурно-фазовых характеристик поступающего на обогащение минерального сырья.

Численные значения частоты типизации сырья при подготовке к обогащению устанавливают или адаптируют путем конкретного учета динамики изменения характеристик подготавливаемой руды к обогащению. Это играет особую роль при опережающем согласовании выбора многокритериальных оптимальных или рациональных режимов обогащения непрерывно поступающего сырья. В связи с этим в настоящее время появился относительно новый термин «идентификатор-наблюдатель» за изменяющимися производственными ситуациями.

1. Способ типизации рудного сырья при подготовке к обогащению, включающий одновременное измерение химического, минерального и гранулометрического состава руды исходной крупности и гранулометрического состава продукта дробления, дробленого или измельченного до крупности максимальной степени раскрытия ценных компонентов, оценку структурно-фазовых характеристик минерального сырья, определение физических свойств минералов и прогнозных технологических показателей, отличающийся тем, что до начала типизации поступающих на участок подготовки к обогащению руд, в соответствии с паспортными характеристиками транспортируемой руды, путем автоматического имидж-анализа изображений одноразово отобранных проб, соответствию паспортным данным поступившей партии руды подвергают их качественные и количественные показатели кластеризации и оцифровке или кодированию и вводят кластеры в ассоциативную базу данных компьютера, затем фото- и видеообъективом получают в реальном времени изображения частиц поступающих видов руды, с использованием известных алгоритмов определяют площадь S (кв. мкм), длину H (мкм), ширину N (мкм), периметр P (мкм) каждой раскрытой дроблением частицы и известными методами измеряют метрические параметры для каждого химического элемента из выделенных на изображении частиц, проводят весовой, дифференциальный, интегральный и корреляционный анализы любых из значений параметров любого количества выделенных изображений минеральных элементов частиц под объективом, затем для их совокупности в качестве базовых принимают соответствующие средние (Scp, Hcp, Ncp, Pcp), минимальные (Smin, Hmin, Nmin, Pmin) и максимальные (Smax, Hmax, Nmax, Pmax) значения, а морфологические параметры выделенных химических элементов (зерен) на изображениях частиц - удлиненность U=H/N и фактор формы C=4πS/P2, с использованием специальной программы автоматически вычисляют по значениям принятых базовых параметров, полученные результаты сопоставляют с характеристиками типовых руд, имеющимися в ассоциативной базе данных компьютера, и по совокупности наиболее близко совпадающих технологических характеристик сравниваемых эталонных и текущих значений базовых метрик частиц относят руду к определенному типу, наиболее близкому типу в кластере данных.

2. Способ типизации рудного сырья при подготовке к обогащению по п. 1, отличающийся тем, что в случае получения неудовлетворительных результатов обогатительного процесса результаты имидж-анализа изображений корректируют путем изменения текущих значений метрических измерений частиц под объективом в пределах максимального и минимального их базовых значений.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к методам прямых геохимических поисков и может быть использовано для определения участков, перспективных для поиска месторождений углеводородов.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при изучении сейсмогенерирующих структур. В способе обнаружения «живущих» разломов в зоне разлома устанавливают акустическую мониторинговую станцию и выполняют суточный мониторинг зоны разлома.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для краткосрочного прогнозирования локальной магнитуды землетрясения. Сущность: вычисляют спектры Фурье от волновых форм внешних землетрясений, зарегистрированных двумя сейсмическими станциями.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для оценки концентрации растворенного метана в областях его пузырьковой разгрузки. Сущность: излучают в направлении морского дна акустический сигнал.

Изобретение относится к оптическим методам исследований вещества и может быть использовано для исследования нерастворимой части органического вещества осадочных пород при определении уровня зрелости органического вещества этих пород.

Использование: для определения изменений параметров пористой среды под действием загрязнителя. Сущность изобретения заключается в том, что размещают излучатель и приемник акустических волн на противоположных поверхностях образца пористой среды, осуществляют первое облучение по меньшей мере одной части образца пористой среды акустическими волнами и измеряют скорость распространения продольных акустических волн, на основе пористости и характера насыщения образца выбирают эмпирическую взаимосвязь между скоростью продольной акустической волны и пористостью для данного типа пористой среды, осуществляют фильтрационный эксперимент по прокачке раствора загрязнителя через образец пористой среды, осуществляют второе облучение той же части образца акустическими волнами и измеряют скорость распространения продольных акустических волн и, используя выбранную эмпирическую взаимосвязь, определяют изменение пористости в этой части образца пористой среды исходя из скоростей продольной акустической волны, измеренных до и после прокачки загрязнителя.

Изобретение относится к области геохимии и может быть использовано для поиска геохимических аномалий донных отложений рек. Сущность: проводят геоинформационный анализ исследуемой территории.

Использование: для определения изменения свойств околоскважинной зоны пласта-коллектора под воздействием бурового раствора. Сущность изобретения заключается в том, что отбирают керн из стенки скважины и откалывают от керна по меньшей мере одну часть.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при моделировании геологических объектов. Предложен способ (варианты) определения репрезентативных элементов площадей и объемов в пористой среде.

Изобретение относится к области бурения подземных буровых скважин и измерения в них. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение информативности исследований.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземного обогащения руды при разработке рудных месторождений. Подземная обогатительная фабрика состоит из комплекса дробления и грохочения и комплекса обогащения.

Изобретение предназначено для комплексной очистки почвогрунтов, загрязненных ртутью (амальгамой) или/и радионуклидами. Способ очистки почвогрунта от загрязнений включает приготовление пульпы путем перемешивания почвогрунта с водой на месте отбора почвогрунта с отделением фракции с размером фрагментов более 100 мм в модуле приготовления пульпы, дезинтеграцию пульпы и почвенных агрегатов в модуле дезинтеграции с выделением растительных остатков и фракции с размером фрагментов более 10 мм.

Изобретение относится к переработке золотосодержащих руд месторождений сланцевой формации сухоложского типа. Заявленный комплекс для переработки руд включает связанные между собой по ходу технологического процесса модули дробления, измельчительно-гравитационный модуль, флотационный модуль и металлургический модуль.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке молибденсодержащих руд. Способ добычи и переработки молибденсодержащих руд включает районирование карьерного поля, оконтуривание различных по технологическим свойствам участков рудного массива, селективную выемку на оконтуренных участках с выделением в самостоятельный поток руд из зон с повышенным окислением молибденита и направлением его на люминесцентную сепарацию.

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для обработки золотосодержащих концентратов, преимущественно кварцевых, осуществляемой перед гравитационным обогащением.

Группа изобретений относится к области обработки грунта выемки, извлеченного с помощью земснаряда. Способ транспортировки грунта выемки от областей извлечения к расположенной на большом расстоянии от них области повторного использования включает в себя этапы, на которых осуществляют постановку на стоянку вблизи области извлечения морского транспортного судна со значительно большими размерами, чем земснаряд, выполненного с возможностью приема большого количества грунта выемки в пригодном для транспортировки состоянии, извлечение грунта выемки, используя по меньшей мере один земснаряд, доведение грунта выемки до пригодного для транспортировки состояния посредством подачи грунта выемки от земснаряда к центробежному сепаратору, разделяющему грунт выемки на влажную фракцию и сухую фракцию, при этом сухую фракцию собирают и подают к гравитационному сепаратору, дополнительно разделяющему собранную сухую фракцию на более сухую и более влажную фракции, в сравнении с сухой фракцией, в котором более сухую фракцию собирают в транспортном судне, выполненном с возможностью приема более сухой фракции грунта выемки и транспортировку более сухой фракции к области повторного использования, используя транспортное судно, постановку на стоянку транспортного судна в области повторного использования и выгрузку более сухой фракции из транспортного судна в области повторного использования.

Изобретение может быть использовано при получении железооксидных пигментов. Способ комплексной переработки мартит-гидрогематитовой руды включает грохочение руды, магнитную сепарацию с получением магнитной и немагнитной фракций, измельчение, гидравлическую классификацию, сгущение и сушку.

Изобретение относится к области разделения сыпучих порошкообразных материалов на фракции согласно их размерам, форме и плотности и может быть использовано для жидкостной классификации зерен абразивных материалов, применяемых при изготовлении абразивных инструментов.

Изобретение может быть использовано для получения газообразного, жидкого и твердого топлив, строительных материалов, извлечения металлов из отходов обогатительных фабрик.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых, в частности мелкого золота, других благородных металлов и сопутствующих минеральных комплексов из россыпей и техногенных отложений различного происхождения.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения урана и молибдена из ураномолибденовых руд на горно-химических предприятиях. Поточная линия для извлечения урана и молибдена из ураномолибденовых руд содержит последовательно соединенные комплекс сортировки руды, радиометрический сепаратор, дробильный комплекс, технологическую площадку, комплекс измельчения руды, комплекс классификации, состоящий из спиральных классификаторов, гидроциклонов и сгустителя, комплекс аппаратов выщелачивания, состоящий из колонны сорбции молибдена, колонны десорбции молибдена, комплекс получения готовой продукции. Линия дополнительно снабжена радиометрическим сепаратором, установленным после дробильного комплекса, реагентной станцией для подачи реагента-активатора, установленной перед комплексом измельчения руды, и колонной десорбции урана, установленной после колонны десорбции молибдена. Технический результат - повышение эффективности извлечения урана. 1 ил.
Наверх