Способ автоматического контроля и управления процессом комплексного обогащения золотосодержащих руд

Изобретение относится к области обогащения золотосодержащих руд и может быть использовано для оптимизации управления технологическими процессами в горнорудной промышленности. Способ автоматического контроля и управления процессом комплексного обогащения золотосодержащих руд включает анализ элементного состава поступающей на переработку руды и продуктов обогащения, измерение входных воздействий и внутренних параметров технологических процессов, оценку сортности поступающей на переработку руды, формирование на основе полученных данных архива информации, характеризующей эффективность производственного процесса для различных сортов руды, скользящее обновление архивов информации, идентификацию текущего массива данных с имеющимися архивными данными для сортов руды, аналогичных текущему и обеспечивающих достижение заданных критериев эффективности, и формирование на основе этой процедуры заданий системам регулирования. Дополнительно оценивают содержание золота в исходной руде путем построения корреляционных зависимостей содержания золота от сопутствующих элементов-индикаторов, с учетом вычисленного значения содержания золота и найденного соотношения компонентного элементного состава оценивают сортность поступающей на переработку руды. Для текущего сорта перерабатываемой руды вычисляют взаимные корреляционные функции связи содержаний компонентов элементного состава, имеющих наибольшую значимость в питании переделов рудоподготовки, обогащения, гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения с их содержаниями в выходных продуктах, находят времена сдвига фаз измерений τ1max, τ2max и τ3max, обеспечивающих достижение максимумов взаимных корреляционных функций, эквивалентных среднестатистической длительности протекания процессов, задают критерии, оценивающие эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом. Задают критерии, оценивающие эффективность работы каждого из технологических переделов, анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов флотации на стадии их цианирования в процессе гидрометаллургической доводки. С учетом найденной длительности процесса обогащения τ2max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в питании передела обогащения от элементного состава твердой фазы и содержания золота в жидкой фазе его хвостов. На основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в питании флотации и вычисляют % извлечения золота в концентрат. Далее анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов гидрометаллургической доводки промпродукта обогащения, с учетом найденной длительности процесса обогащения τ3max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в твердой фазе отвальных хвостов от элементного состава твердой фазы, содержания золота в жидкой фазе хвостов передела обогащения и содержания золота в жидкой фазе отвальных хвостов. На основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в твердой фазе хвостов, вычисляют суммарные потери золота в жидкой и твердой фазах хвостов, вычисляют % извлечения золота в концентрат гидрометаллургического передела. С учетом полученных данных вычисляют суммарное извлечение золота из исходной руды. В случае достижения заданных критериев эффективности для обогатительного комплекса в целом формируют массивы входных воздействий и внутренних параметров процессов, синхронизированных по времени с учетом найденных среднестатистических длительностей τ1max, τ2max и τ3max осуществления процессов, и фиксируют локальные показатели эффективности работы для всех составляющих переделов, после завершения формирования архивов массивов входных воздействий, внутренних параметров процессов для всего наблюдаемого спектра технологических сортов руд и накопления необходимого объема информации осуществляют построение контрольных карт Шухарта. В случае нахождения обогатительного комплекса в целом в зоне статистической управляемости технологический режим оставляют без изменений. При отрицательном результате анализируют соответствие текущих показателей локальным критериям эффективности последовательно для всех переделов, для неэффективно работающих переделов сравнивают заданные значения контурам регулирования с формируемыми по алгоритму управления. В случае их совпадения сравнивают заданные значения контурам регулирования с текущими значениями параметров и при обнаружении отклонений формируют аварийное сообщение, а при отсутствии отклонений инициируют цикл скользящего обновления архивов. Технический результат - повышение эффективности автоматического контроля и управления процессом обогащения золотосодержащих руд. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области обогащения золотосодержащих руд и может быть использовано для оптимизации управления технологическими процессами в горнорудной промышленности.

Одной из специфических особенностей золотосодержащих руд является крайне низкое содержание в них ценного компонента - золота. Чрезвычайно широкое разнообразие вещественного состава руд, сложный характер и многочисленность форм нахождения частиц золота в рудной массе, различные соотношения мелкого крупного и тонкодисперсного золота вызывают необходимость разработки индивидуальных технологических схем переработки, что обуславливает их многочисленное разнообразие. Выбор той или иной схемы зависит от таких факторов, как крупность вкраплений частичек золота, химический состав золотосодержащей руды, характер минералов, с которыми ассоциируется золото, присутствие в руде других ценных компонентов, а также наличие в руде компонентов, осложняющих технологию переработки.

Тем не менее, технология переработки любой золотосодержащей руды предусматривает наличие несколько обязательных технологических операций, среди которых можно отметить следующие:

1. Подготовка руды к обогащению и дальнейшей переработке, в которую входят операции дробления, измельчения и классификации;

2. Обогатительные операции, включающие гравитационное и флотационное обогащение, электрическую или электромагнитную сепарации, специальные методы обогащения;

3. Гидрометаллургические операции, реализованные на основе амальгамации, цианирования, сорбционного или автоклавного выщелачивания и ряда других методов;

4. Доводочные операции по получению конечной продукции, включающие в зависимости от применяемой технологии переработку гравитационных концентратов на доводочном оборудовании, процессов десорбции, электролиза золота из растворов и т.п.

Таким образом, процесс обогащения золотосодержащей руды представляет собой комплекс взаимосвязанных операций и его эффективность в целом может быть обеспечена только с учетом согласованного взаимодействия всех его компонентов.

Однако известные технические решения направлены на осуществление задач автоматизации отдельных операций без связи с предшествующими или последующими технологическими процессами.

Известен способ контроля и управления отделением измельчения, схема цепи аппаратов которого состоит из последовательно включенных мельницы самоизмельчения и шаровой мельницы, работающих в замкнутых циклах с гидроциклонами (Морозов В.В. и др. «Разработка и применение автоматизированных систем управления процессами обогащения полезных ископаемых», М., из-во «Руда и металлы», 2013 г., с. 249-250). Способ предусматривает регулирование подачи исходной руды в мельницу самоизмельчения, расхода воды в мельницу самоизмельчения, шаровую мельницу и зумпфы гидроциклонов, контроль объемного заполнения барабана мельницы самоизмельчения, уровня пульпы в зумпфах, давления пульпы в питании гидроциклонов и крупности слива гидроциклона второй стадии измельчения, за счет чего обеспечивается достижение максимальной производительности по исходной руде при заданной крупности готового продукта.

Недостатком способа является отсутствие учета пропускной способности по объему перерабатываемого материала последующими технологическими переделами, а также отсутствие корректировки задания по крупности измельчения при изменении сорта перерабатываемой руды.

Известен комплекс для автоматического управления гравитационным процессом методом отсадки для любых типов отсадочных машин (http://www.anod-tech.ru/index.php/asu/asu-ostadochnoj-mashiny). Комплекс обеспечивает автоматический непрерывный контроль и стабилизацию уровня и разрыхленности постели, оптимизацию производительности отсадочной машины с учетом качественных показателей ее работы, оперативное изменение цикла пульсации постели, автоматическое управление подачей подрешетной воды. Автоматизированный комплекс обеспечивает максимальный выход готового продукта при минимальных потерях.

Недостатком комплекса является отсутствие учета влияния показателей гравитационного разделения на эффективность последующих процессов доводки качества получаемого концентрата.

Известен способ автоматического регулирования процесса флотации (Морозов В.В. и др. «Разработка и применение автоматизированных систем управления процессами обогащения полезных ископаемых», М., из-во «Руда и металлы», 2013 г., с. 258-259), включающий регулирование расхода технологического воздуха и уровня пульпы во флотомашинах, измерение количественных показателей процесса флотации - содержания ценных компонентов в продуктах обогащения или их извлечение, и изменение расхода подаваемых реагентов пропорционально измеренным отклонениям от заданных значений. Способ направлен на обеспечение стабилизации заданных величин извлечения ценных компонентов и стабилизацию качества получаемых концентратов.

Недостатком способа является невозможность обеспечения заданных величин извлечения и качества концентрата, устанавливаемых для некоторого усредненного вещественного состава перерабатываемой руды, при существенном изменении состава продукта питания флотации, требующего, как правило, изменение тонины помола и соответствующей корректировки режимной карты подачи реагентов.

Известен способ управления аммиачно-цианистым процессом переработки медистых золотосодержащих руд (Вестник ИрГТУ, №8(79), 2013, стр. 149-153, https://elibrary.ru/download/elibrary_20231541_90503365.pdf).. Способ предусматривает контроль и автоматическое регулирование концентрации цианида, аммиачно-цианистых комплексов меди, щелочи и кислорода в жидкой фазе пульпы по специальному алгоритму, построенному из расчета переработки материала с некоторыми усредненными характеристиками. Способ позволяет сэкономить расход реагентов, повысить интенсивность извлечения, стабилизировать процесс без увеличения потерь золота в хвосты.

К недостаткам способа следует отнести недостаточную эффективность управления вследствие отсутствия адаптации режима к изменяющимся характеристикам поступающего на переработку сырья

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического контроля и управления процессом флотации, включающий анализ элементного состава поступающей на переработку руды и продуктов обогащения, измерение входных воздействий и внутренних параметров технологических процессов, оценку сортности поступающей на переработку руды, формирование на основе полученных данных архива информации, характеризующей эффективность производственного процесса для различных сортов руды, скользящее обновление архивов информации, идентификацию текущего массива данных с имеющимися архивными данными для сортов руды, аналогичных текущему и обеспечивающих достижение заданных критериев эффективности, и формирование на основе этой процедуры заданий системам регулирования (RU, патент №2567330, кл. B03D 13/00, 2014 г.).

Существенным достоинством способа является представление всей технологической схемы в виде взаимосвязанных контуров управления, а критерии эффективности работы каждого контура задаются из условия обеспечения достижения положительного конечного результата.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность применительно к процессу обогащения золотосодержащих руд вследствие большой длительности выполнения анализов на определение содержания золота в руде и продуктах обогащения, что существенно снижает качество управления.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее техническое решение, заключается в повышении эффективности автоматического контроля и управления процессом обогащения золотосодержащих руд за счет учета влияния показателей работы отдельных технологических операций на эффективность обогатительного комплекса в целом, а также оперативной оценки содержания золота в руде и продуктах обогащения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе автоматического контроля и управления процессом комплексного обогащения золотосодержащих руд, включающем анализ элементного состава поступающей на переработку руды и продуктов обогащения, измерение входных воздействий и внутренних параметров технологических процессов, оценку сортности поступающей на переработку руды, формирование на основе полученных данных архива информации, характеризующей эффективность производственного процесса для различных сортов руды, скользящее обновление архивов информации, идентификацию текущего массива данных с имеющимися архивными данными для сортов руды, аналогичных текущему и обеспечивающих достижение заданных критериев эффективности, и формирование на основе этой процедуры заданий системам регулирования, дополнительно оценивают содержание золота в исходной руде путем построения корреляционных зависимостей содержания золота от сопутствующих элементов-индикаторов, с учетом вычисленного значения содержания золота и найденного соотношения компонентов элементного состава оценивают сортность поступающей на переработку руды, для текущего сорта перерабатываемой руды вычисляют взаимные корреляционные функции связи содержаний компонентов элементного состава, имеющих наибольшую значимость в питании переделов рудоподготовки, обогащения, гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения с их содержаниями в выходных продуктах, находят времена сдвига фаз измерений τ1max, τ2max и τ3max, обеспечивающих достижение максимумов взаимных корреляционных функций, эквивалентных среднестатистической длительности протекания процессов, задают критерии, оценивающие эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом, задают критерии, оценивающие эффективность работы каждого из технологических переделов, анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов флотации на стадии их цианирования в процессе гидрометаллургической доводки, с учетом найденной длительности процесса обогащения τ2max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в питании передела обогащения от элементного состава твердой фазы и содержания золота в жидкой фазе его хвостов, на основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в питании флотации и вычисляют % извлечения золота в концентрат, далее анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов гидрометаллургической доводки промпродукта обогащения, с учетом найденной длительности процесса обогащения τ3max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в твердой фазе отвальных хвостов от элементного состава твердой фазы, содержания золота в жидкой фазе хвостов передела обогащения и содержания золота в жидкой фазе отвальных хвостов, на основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в твердой фазе хвостов, вычисляют суммарные потери золота в жидкой и твердой фазах хвостов, вычисляют % извлечения золота в концентрат гидрометаллургического передела, с учетом полученных данных вычисляют суммарное извлечение золота из исходной руды, в случае достижения заданных критериев эффективности для обогатительного комплекса в целом формируют массивы входных воздействий и внутренних параметров процессов, синхронизированных по времени с учетом найденных среднестатистических длительностей τ1max, τ2max и τ3max осуществления процессов, и фиксируют локальные показатели эффективности работы для всех составляющих переделов, после завершения формирования архивов массивов входных воздействий, внутренних параметров процессов для всего наблюдаемого спектра технологических сортов руд и накопления необходимого объема информации, осуществляют построение контрольных карт Шухарта, и в случае нахождения обогатительного комплекса в целом в зоне статистической управляемости технологический режим оставляют без изменений, а при отрицательном результате анализируют соответствие текущих показателей локальным критериям эффективности последовательно для всех переделов, для неэффективно работающих переделов сравнивают заданные значения контурам регулирования с формируемыми по алгоритму управления, в случае их совпадения сравнивают заданные значения контурам регулирования с текущими значениями параметров и при обнаружении отклонений, формируют аварийное сообщение, а при отсутствии отклонений инициируют цикл скользящего обновления архивов.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве критериев, оценивающих эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом, заданы процент суммарного извлечения золота из исходной руды и максимально допустимое содержание золота в отвальных хвостах.

Кроме того технический результат достигается тем, что в качестве критериев, оценивающих эффективность функционирования отдельных технологических переделов заданы процентное содержание контрольного класса крупности -74 мкм в готовом продукте процесса рудоподготовки, процент извлечения золота в концентрат процесса обогащения, процент извлечения золота в концентрат процесса гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения при максимально допустимом содержании золота в отвальных хвостах.

Атак же тем, что необходимая для оперативного управления процессом дискретность опробования и аналитического контроля устанавливается по времени спада автокорреляционной функции для содержания определяемого элемента в твердой фазе пульпы или в раствор.

А так же тем, что анализ жидкой фазы пульпы хвостов флотации на стадии их цианирования в процессе гидрометаллургической доводки может быть выполнен атомно-абсорбционным методом.

А так же тем, что корректировка расчетного содержания золота в твердой фазе пульпы питании флотации может быть выполнена по результатам классического пробирного анализа с гравиметрическим или атомно-абсорбционным окончанием.

А так же тем, что корректировка расчетного содержания золота в твердой фазе пульпы питании флотации может быть выполнена с применением микроволнового или автоклавного разложения твердой фазы пульпы с переводом ее в раствор и последующим анализом полученного раствора атомно-абсорбционным методом.

На фиг. 1 изображена схема системы для осуществления способа автоматического контроля и управления процессом комплексного обогащения золотосодержащих руд.

На фиг. 2 изображен график контроля статистической управляемости процесса по критерию «суммарное извлечения золота»

На фиг. 3 изображен график контроля статистической управляемости процесса по критерию «суммарное содержание золота в отвальных хвостах»

В качестве примера рассмотрен вариант осуществления процесса обогащения, включающий передел рудоподготовки, состоящий из операций дробления и измельчения, передел обогащения методом флотации и передел гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения на основе цианидного выщелачивания.

Система включает анализатор 1 вещественного состава исходного питания, датчики 2 внутренних параметров и локальные системы 3, реализующие управляющие воздействия передела рудоподготовки; пробоотборник 4 отбора пробы для анализа вещественного состава питания флотации, датчики 5 внутренних параметров , локальные системы 6, реализующие управляющие воздействия , пробоотборник 7 отбора пробы для анализа вещественного состава концентрата флотации; пробоотборник 8 отбора пробы для анализа вещественного состава хвостов флотации, являющихся питанием передела гидрометаллургической доводки, датчики 9 внутренних параметров локальные системы 10, реализующие управляющие воздействия пробоотборник 11 для подачи пробы в анализатор 12 для контроля вещественного состава жидкой фазы сгущенных хвостов флотации, подвергшихся цианированию, пробоотборник 13 отбора пробы для анализа вещественного состава отвальных хвостов, аналитический комплекс 14, программируемый контроллер 15 с операторской панелью 16.

Работа системы происходит в следующей последовательности.

С помощью анализаторов 1, 12, 14 осуществляют определение элементного состава соответствующих продуктов обогатительного комплекса.

Анализатор 1 производит определение элементного состава исходной руды. В качестве анализатора для данной позиции может быть применен, например, энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр Con-Х02, предназначенный для непрерывного анализа руды на конвейере (http://www.etr-russia.com/conx.pdf).

Оценивают содержание золота в исходной руде. В силу ограниченных возможностей вышеуказанного и других известных анализаторов, не позволяющих осуществить прямое экспрессное измерение содержание золота в руде, оценку его содержания осуществляют на основе построения корреляционных связей золота с сопутствующими элементами-индикаторами, например, As, Cu, Pb, Sb, Zn или другими, находящимися в анализируемой руде:

Au=f(α1i),

где:

α1i - содержание i- того химического элемента- индикатора в исходной руде, %;

I=1, 2, 3, … N - порядковый номер определяемого химического элемента-индикатора;

n - количество определяемых химических элементов-индикаторов.

Анализируют содержание золота в жидкой фазе сгущенных хвостов флотации, подвергшихся цианированию. Для чего с помощью вакуумного пробоотборника 11 отбирают пробу фильтрата, образовавшегося в результате обработки пульпы сгущенных хвостов операции флотации раствором цианистого натрия (NaCN).

В случае осуществления процесса гидрометаллургической доводки промпродукта флотации методом сорбционного выщелачивания, отбор пробы на анализ осуществляют в вертикальных реакторах, в точке, расположенной максимально близко к точке подачи сорбента.

При осуществлении процесса обогащения с использованием процесса интенсивного цианирования в модуле типа ACACIA отбор пробы осуществляют из жидкой фазы насыщенного раствора выщелачиваемого продукта питания в момент выхода на «плато» содержания в нем золота.

Аналогичные точки отбора проб для анализа содержания золота в жидкой фазе могут быть найдены и для других типов осуществления гидрометаллургических процессов.

Для оперативного определения содержания золота в качестве анализатора (позиции 12) могут быть применены, например, зарубежные атомно-абсорбционный спектрометры типа iCE 3300 с пламенной атомизацией, типа iCE 3400 с электротермической атомизацией (Журнал «Глобус», №1, 2017, с. 18) или отечественный атомно-абсорбционный спектрометр «СПЕКТР-5» с пламенной атомизацией (http://wvw.scma.ru/ru/products/1-1.html).

Анализ содержания ценных компонентов в опробуемых продуктах, отбираемых пересечными пробоотборниками 4, 7, 8, 13, может быть осуществлен с применением автоматического рентгеновского анализатора (позиция 14) пульп и растворов в потоке (RU, патент №2594646, кл. G01N 23/223, 2015 г.)

Далее контроллер 15 с заданной цикличностью опрашивает датчики внутренних параметров 2, 5, 9, уставки заданий локальным системам регулирования 3, 6, 10 и собирает по сети Ethernet информацию с выходов анализаторов 1, 12, 14.

Задание временных параметров циклов опроса, а также ввод и вывод необходимой информации из контроллера 15 осуществляют с помощью панели 16 оператора.

Необходимая для оперативного управления процессом дискретность опробования и аналитического контроля устанавливается по времени спада автокорреляционной функции для содержания определяемого элемента в твердой фазе пульпы и (или) растворе.

С учетом вычисленного значения содержания золота одним из известных способов, например, приведенном в прототипе, оценивают сортность поступающей на переработку руды.

Для текущего сорта перерабатываемой руды вычисляют взаимные корреляционные функции связи содержаний компонентов элементного состава, имеющих наибольшую значимость в питании передела рудоподготовки и его готовом продукте,

Rα'1iα'2i(τ)=М[α'1i(t)α'2i(t+τ)],

где:

R α'1iα'2i(τ) - взаимная корреляционная функция:

М - математическое ожидание;

α'1i - содержание компоненты элементного состава, имеющей наибольшую значимость в исходной руде;

α'2i - содержание компоненты элементного состава, имевшей наибольшую значимость в исходной руде, в готовом продукте передела рудоподготовки;

t - текущее время;

τ - время сдвига между анализами компоненты элементного состава α'1i на входе и выходе передела рудоподготовки.

Находят τ1max, обеспечивающее достижение максимума функции Rα'1iα'2i(τ), соответствующее среднестатистической длительности осуществления процесса рудоподготовки.

Для сорта перерабатываемой руды, поступающей на вход передела обогащения с учетом запаздывания τ1max по отношению к моменту его идентификации в питании передела рудоподготовки, вычисляют взаимные корреляционные функции связи содержаний компонентов элементного состава, имеющих наибольшую значимость в питании передела обогащения и его выходном продукте, являющемся питанием гидрометаллургического передела:

Rα'2iθ'2i(τ)=М[α'2i(t)θ'2i(t+τ)],

где:

α'2i - содержание компоненты элементного состава, имеющей наибольшую значимость в питании;

θ'2i - содержание компоненты элементного состава, имевшей наибольшую значимость в питании, в выходном продукте, являющемся питанием гидрометаллургического передела;

t - текущее время;

τ - время сдвига между анализами компоненты элементного состава α'2i на входе и выходе передела рудоподготовки.

Находят τ2max, обеспечивающее достижение максимума функции Rα'2iθ'2i(τ), соответствующее среднестатистической длительности осуществления процесса обогащения.

Для сорта перерабатываемой руды, поступающей на вход гидрометаллургического передела обогащения с учетом запаздывания (τ1max + τ2max) по отношению к моменту его идентификации в питании передела рудоподготовки, вычисляют взаимные корреляционные функции связи содержаний компонентов элементного состава, имеющих наибольшую значимость в питании гидрометаллургического передела и отвальных хвостах:

Rθ'2iθ'3i(τ)=М[θ'2i(t)θ'3i(t+τ)],

где:

θ'2i - содержание компоненты элементного состава, имеющей наибольшую значимость в питании гидрометаллургического передела;

θ'3i- содержание компоненты элементного состава, имевшей наибольшую значимость в питании гидрометаллургического передела, в отвальных хвостах;

Находят τ3max, обеспечивающее достижение максимума функции Rθ'2iθ'3i(τ), соответствующее среднестатистической длительности осуществления гидрометаллургического процесса обогащения.

Задают критерии, оценивающие эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом, например, % суммарного извлечения золота из исходной руды и максимально допустимое содержание золота в отвальных хвостах.

Задают критерии, оценивающие эффективность функционирования каждого из локальных контуров обогащения, например, процентное содержание контрольного класса крупности -74 мкм (β274) в готовом продукте передела рудоподготовки, % извлечения золота в концентрат передела обогащения (ε2Au), % извлечения золота в концентрат гидрометаллургического передела (ε3Au) при максимально допустимом содержании золота в отвальных хвостах θ3Au≤θ3Au max.

Оценивают эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом путем вычисления суммарного извлечения золота из исходной руды:

εΣAu=ε2Au+ε3Au,

где:

- извлечение золота в операции обогащения, %;

- извлечение золота в операции гидрометаллургической доводки промпродукта операции обогащения, %.

Для вычисления величины ε2Au находят значения α2 и β2, для чего с учетом найденной длительности процесса обогащения τ2max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота α2 в питании передела обогащения от элементного состава твердой фазы и содержания золота α3 в жидкой фазе сгущенных хвостов флотации, подвергшихся цианированию. На основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии:

где:

a1i - коэффициенты уравнения множественной регрессии, позволяющее рассчитать значение α2.

Корректировка расчетного содержания золота в твердой фазе пульпы питании флотации может быть выполнена, например, по результатам классического пробирного анализа с гравиметрическим или атомно-абсорбционным окончанием (Пробоотбирание и анализ благородных материалов. Справочник. 2-е изд. М., Металлургия, 1978.432 с. Барышников И.Ф., Попова Н.Н., Оробинская В.А. и др.) или с применением микроволнового (автоклавного) разложения твердой фазы пульпы с переводом ее в раствор и последующим анализом полученного раствора атомно-абсорбционным методом (Журнал «Глобус», №1, 2017, с. 18). Значение параметра (32 находят из соотношения:

где:

Yкф - выход концентрата операции флотации, определяемый из технологического баланса металлов передела обогащения, %.

Для вычисления величины ε3Au находят значения содержания Au в концентрате гидрометаллургического передела (β3) и в отвальных хвостах (θ3), для чего определяют содержание золота в жидкой фазе отвальных хвостов θ3ж, с учетом найденной длительности процесса обогащения τ3max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в твердой фазе отвальных хвостов θ3т от элементного состава твердой фазы , содержания золота α3 в жидкой фазе сгущенных хвостов флотации, подвергшихся цианированию и содержания золота в жидкой фазе отвальных хвостов θ3ж. На основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии:

где:

a2i- коэффициенты уравнения множественной регрессии, позволяющее рассчитать значениеθ3т.

Находят значение потерь золота с отвальными хвостами:

θ3=θ3ж+θ3т.

Значение параметра β3 находят из соотношения:

где: Yкг - выход концентрата гидрометаллургической доводки промпродукта операции обогащения, %.

В случае достижения заданных критериев эффективности для обогатительного комплекса в целом формируют массивы входных воздействий и внутренних параметров процессов, синхронизированных по времени с учетом найденных среднестатистических длительностей τ1max, τ2max, τ3max осуществления составляющих процессов, и соответствующих критериев эффективности:

где

J=1, 2, 3 … - порядковый номер текущего сорта руды;

β274J, ε2 AuJ, (ε3 AuJ, θ3)J - значения локальных критериев эффективности для J-того сорта руды;

- массивы данных, описывающих ситуации, сопутствующие переработке J - того сорта руды на момент достижения заданных критериев эффективности для обогатительного комплекса в целом.

После завершения процесса формирования архивов массивов входных воздействий, внутренних параметров процессов для всего наблюдаемого спектра технологических сортов и накопления необходимого объема информации осуществляют построение критериев статистической управляемости процесса согласно известным статистическим методам (ГОСТ Р 50779.42-99 (ISO 8258-91) Статистические методы. Контрольные карты Шухарта. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999), Для чего рассчитывают среднее значение CL(εAuiJ) суммарного извлечения золота для каждого из выделенных J-тых технологических сортов руды:

и нижнюю статистические границу допустимых отклонений суммарного извлечения золота:

где:

σ - стандартное отклонение.

Аналогично находят критерий статистической управляемости процесса по параметру суммарное содержание золота в отвальных хвостах:

и верхнюю статистическую границы допустимых отклонений суммарного содержания золота в отвальных хвостах:

Графическая иллюстрация построения критериев приведена на фиг. 2, 3. Точки А и В соответствуют моментам потери статистической управляемости процесса.

В случае нахождения процесса в зоне статистической управляемости технологический режим оставляют без изменений, а при отрицательном результате анализируют факт достижения локальных критериев эффективности последовательно для всех участков комплекса, для неэффективно работающих участков сравнивают заданные значения контурам регулирования с формируемыми по алгоритму управления, в случае их совпадения сравнивают заданные значения контурам регулирования с текущими значениями параметров и при обнаружении отклонений, формируют аварийное сообщение, а при отсутствии отклонений инициируют цикл скользящего обновления архивов.

Таким образом, оперативная оценка содержания золота на всех стадиях процесса обогащения и расчет эффективности протекания процессов с учетом полученных оценок содержания золота, формирование архивов данных с учетом реальной длительности протекания технологических процессов, оценка статистической управляемости процессов на основе применения контрольных карт Шухарта позволяют повысить точность и надежность вычисления оптимальных значений управляющих воздействий и, как следствие, существенно повысить эффективность автоматического контроля и управления процессом обогащения золотосодержащих руд.

Предложенный способ автоматического контроля и управления процессом комплексного обогащения золотосодержащих руд является универсальным, не зависит от типа используемого технологического оборудования и характера технологических процессов и может быть использовано для управления технологическими процессами рудоподготовки на базе мельниц самоизмельчения и шаровых мельниц, спиральных классификаторов и гидроциклонных установок, процессами гравитационного и флотационного обогащения, гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения на основе применения процессов выщелачивания, электрической или электромагнитной сепарации и других специальных методов обогащения.

1. Способ автоматического контроля и управления процессом комплексного обогащения золотосодержащих руд, включающий анализ элементного состава поступающей на переработку руды и продуктов обогащения, измерение входных воздействий и внутренних параметров технологических процессов, оценку сортности поступающей на переработку руды, формирование на основе полученных данных архива информации, характеризующей эффективность производственного процесса для различных сортов руды, скользящее обновление архивов информации, идентификацию текущего массива данных с имеющимися архивными данными для сортов руды, аналогичных текущему и обеспечивающих достижение заданных критериев эффективности, и формирование на основе этой процедуры заданий системам регулирования, при этом дополнительно оценивают содержание золота в исходной руде путем построения корреляционных зависимостей содержания золота от сопутствующих элементов-индикаторов, с учетом вычисленного значения содержания золота и найденного соотношения компонентного элементного состава оценивают сортность поступающей на переработку руды, для текущего сорта перерабатываемой руды вычисляют взаимные корреляционные функции связи содержаний компонентов элементного состава, имеющих наибольшую значимость в питании переделов рудоподготовки, обогащения, гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения с их содержаниями в выходных продуктах, находят времена сдвига фаз измерений τ1max, τ2max и τ3max, обеспечивающих достижение максимумов взаимных корреляционных функций, эквивалентных среднестатистической длительности протекания процессов, задают критерии, оценивающие эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом, задают критерии, оценивающие эффективность работы каждого из технологических переделов, анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов флотации на стадии их цианирования в процессе гидрометаллургической доводки, с учетом найденной длительности процесса обогащения τ2max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в питании передела обогащения от элементного состава твердой фазы и содержания золота в жидкой фазе его хвостов, на основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в питании флотации и вычисляют % извлечения золота в концентрат, далее анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов гидрометаллургической доводки промпродукта обогащения, с учетом найденной длительности процесса обогащения τ3max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в твердой фазе отвальных хвостов от элементного состава твердой фазы, содержания золота в жидкой фазе хвостов передела обогащения и содержания золота в жидкой фазе отвальных хвостов, на основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в твердой фазе хвостов, вычисляют суммарные потери золота в жидкой и твердой фазах хвостов, вычисляют % извлечения золота в концентрат гидрометаллургического передела, с учетом полученных данных вычисляют суммарное извлечение золота из исходной руды, в случае достижения заданных критериев эффективности для обогатительного комплекса в целом формируют массивы входных воздействий и внутренних параметров процессов, синхронизированных по времени с учетом найденных среднестатистических длительностей τ1max, τ2max и τ3max осуществления процессов, и фиксируют локальные показатели эффективности работы для всех составляющих переделов, после завершения формирования архивов массивов входных воздействий, внутренних параметров процессов для всего наблюдаемого спектра технологических сортов руд и накопления необходимого объема информации осуществляют построение контрольных карт Шухарта и в случае нахождения обогатительного комплекса в целом в зоне статистической управляемости технологический режим оставляют без изменений, а при отрицательном результате анализируют соответствие текущих показателей локальным критериям эффективности последовательно для всех переделов, для неэффективно работающих переделов сравнивают заданные значения контурам регулирования с формируемыми по алгоритму управления, в случае их совпадения сравнивают заданные значения контурам регулирования с текущими значениями параметров и при обнаружении отклонений формируют аварийное сообщение, а при отсутствии отклонений инициируют цикл скользящего обновления архивов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве критериев, оценивающих эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом, заданы процент суммарного извлечения золота из исходной руды и максимально допустимое содержание золота в отвальных хвостах.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве критериев, оценивающих эффективность функционирования отдельных технологических переделов заданы процентное содержание контрольного класса крупности -74 мкм в готовом продукте процесса рудоподготовки, процент извлечения золота в концентрат процесса обогащения, процент извлечения золота в концентрат процесса гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения при максимально допустимом содержании золота в отвальных хвостах.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что необходимая для оперативного управления процессом дискретность опробования и аналитического контроля устанавливается по времени спада автокорреляционной функции для содержания определяемого элемента в твердой фазе пульпы или в растворе.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анализ жидкой фазы хвостов флотации на стадии их цианирования в процессе гидрометаллургической доводки выполняют атомно-абсорбционным методом.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что корректировку расчетного содержания золота в твердой фазе пульпы питании флотации выполняют по результатам классического пробирного анализа с гравиметрическим или атомно-абсорбционным окончанием.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что корректировку расчетного содержания золота в твердой фазе пульпы питании флотации выполняют с применением микроволнового или автоклавного разложения твердой фазы пульпы с переводом ее в раствор и последующим анализом полученного раствора атомно-абсорбционным методом.



 

Похожие патенты:

Предложенная группа изобретений относится к системе разделения множества частиц, содержащихся в пульпе, может быть использована в горнодобывающей промышленности для классификации и разделения по плотности во взвешенном слое.

Изобретение предназначено для визиометрического анализа качества руды в процессах обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для контроля состава продуктов в металлургии и химии.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к системам автоматизированного регулирования процессов пенной флотации и флотоклассификации.

Изобретение относится к способу регулирования селективной флотации, включающему разделение минералов с помощью реагентов-депрессоров, дозировка которых корректируется по электрохимическому потенциалу пульпы.

Изобретение относится к способу регулирования селективной флотации. Способ регулирования процесса селективной флотации включает дозировку сульфидизатора, активаторов, депрессирующих реагентов и собирателей по электрохимическим параметрам пульпы.

Изобретение относится к автоматическому непрерывному мониторингу качественных и количественных характеристик потока руды в процессе подготовки ее к обогащению.

Изобретение относится к области полезных ископаемых и может быть использовано для управления технологическим процессом флотации для повышения его эффективности.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и, в частности, к разработке золото-платиносодержащих россыпных месторождений с содержанием мелких и тонких частиц.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки автоматизированных систем управления технологическими процессами обогащения рудных полезных ископаемых.

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано при гравитационных способах обогащения железорудного сырья гидравлическими способами.

Изобретение относится к области обогащения золотосодержащих руд и может быть использовано для оптимизации управления технологическими процессами в горнорудной промышленности. Способ автоматического контроля и управления процессом комплексного обогащения золотосодержащих руд включает анализ элементного состава поступающей на переработку руды и продуктов обогащения, измерение входных воздействий и внутренних параметров технологических процессов, оценку сортности поступающей на переработку руды, формирование на основе полученных данных архива информации, характеризующей эффективность производственного процесса для различных сортов руды, скользящее обновление архивов информации, идентификацию текущего массива данных с имеющимися архивными данными для сортов руды, аналогичных текущему и обеспечивающих достижение заданных критериев эффективности, и формирование на основе этой процедуры заданий системам регулирования. Дополнительно оценивают содержание золота в исходной руде путем построения корреляционных зависимостей содержания золота от сопутствующих элементов-индикаторов, с учетом вычисленного значения содержания золота и найденного соотношения компонентного элементного состава оценивают сортность поступающей на переработку руды. Для текущего сорта перерабатываемой руды вычисляют взаимные корреляционные функции связи содержаний компонентов элементного состава, имеющих наибольшую значимость в питании переделов рудоподготовки, обогащения, гидрометаллургической доводки промпродуктов обогащения с их содержаниями в выходных продуктах, находят времена сдвига фаз измерений τ1max, τ2max и τ3max, обеспечивающих достижение максимумов взаимных корреляционных функций, эквивалентных среднестатистической длительности протекания процессов, задают критерии, оценивающие эффективность функционирования обогатительного комплекса в целом. Задают критерии, оценивающие эффективность работы каждого из технологических переделов, анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов флотации на стадии их цианирования в процессе гидрометаллургической доводки. С учетом найденной длительности процесса обогащения τ2max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в питании передела обогащения от элементного состава твердой фазы и содержания золота в жидкой фазе его хвостов. На основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в питании флотации и вычисляют извлечения золота в концентрат. Далее анализируют содержание золота в жидкой фазе хвостов гидрометаллургической доводки промпродукта обогащения, с учетом найденной длительности процесса обогащения τ3max формируют массив данных, характеризующих зависимость содержания золота в твердой фазе отвальных хвостов от элементного состава твердой фазы, содержания золота в жидкой фазе хвостов передела обогащения и содержания золота в жидкой фазе отвальных хвостов. На основе сформированных массивов данных строят уравнение множественной регрессии, по найденному уравнению множественной регрессии оценивают содержание золота в твердой фазе хвостов, вычисляют суммарные потери золота в жидкой и твердой фазах хвостов, вычисляют извлечения золота в концентрат гидрометаллургического передела. С учетом полученных данных вычисляют суммарное извлечение золота из исходной руды. В случае достижения заданных критериев эффективности для обогатительного комплекса в целом формируют массивы входных воздействий и внутренних параметров процессов, синхронизированных по времени с учетом найденных среднестатистических длительностей τ1max, τ2max и τ3max осуществления процессов, и фиксируют локальные показатели эффективности работы для всех составляющих переделов, после завершения формирования архивов массивов входных воздействий, внутренних параметров процессов для всего наблюдаемого спектра технологических сортов руд и накопления необходимого объема информации осуществляют построение контрольных карт Шухарта. В случае нахождения обогатительного комплекса в целом в зоне статистической управляемости технологический режим оставляют без изменений. При отрицательном результате анализируют соответствие текущих показателей локальным критериям эффективности последовательно для всех переделов, для неэффективно работающих переделов сравнивают заданные значения контурам регулирования с формируемыми по алгоритму управления. В случае их совпадения сравнивают заданные значения контурам регулирования с текущими значениями параметров и при обнаружении отклонений формируют аварийное сообщение, а при отсутствии отклонений инициируют цикл скользящего обновления архивов. Технический результат - повышение эффективности автоматического контроля и управления процессом обогащения золотосодержащих руд. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх