Способ автоматического управления процессом флотации

 

Сото» Советских

Социалистических республик

ОПИСЛНИВ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>854449 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву(22) Заявлено 30. 11. 79 (21) 2845666/22-03 (5l)M. Кл. с присоелинением заявки М—

В 03D 1/00

Гееудеретеехньй кеаитет

СССР ее делла кзееретевих н етхратв11 (23) Приоритет— (53) УДК 622.76S (088.8) Опубликовано 1Т.08.Sl ° Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 17 .08.8 I (72) Авторы изобретения

О. Н. Тихонов, П. В. Кузнецов и Е. E.

2 т >

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской: Революции, и ордена Трудового Красного Знамени го>рный:инс>гитут, >> им. Г.В. Ппеханова (7I) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ФЛОТАЦИИ

Изобретение относится к управлению процессом флотации и может быть использовано прн разработке и внедрении автоматизированных систем управления флотационными технологическими процессами на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности.

Известен способ управления процессом флотации, основанный на изменении величины циркулирующих потоков. Этот способ обеспечивает оптимальную производительность флотации по руде и предотвращает перегрузки в цепи циркулирующей нагрузки свинцовой флотации k1).

Недостаток этого способа состоит в том, что в нем не предусмотрена регулировка циркулирующих потоковт ставящая своей целью достимение равенства циркулирующих в схеме нагрузок, что значительно снимает точность сепарации (разделения) минералов фло тацией .

Известен способ автоматического управления процессом флотации, включающий изменение циркулирующих т1отоS ков по измеренному расходу твердого в них. В указанном способе измеренный расход циркуляционной нагрузки изменяют путем одновременного и однонаправленного воздействия на пеногоны всех перечисток .(2).

Недостаток указанного способа заключается в отсутствии синхронизации работы основной и перечистных операций в стетсле равенства циркулирующих нагрузок, в результате чего полностью недоиспользуются сепарационные свойства процесса, снимается точность сепарации минералов флотацией и, как © следствие, технологические показатели процесса.

Цель изобретения — повышение точности управления процессом флотации с перечистиой и контрольной операциями.

854449

20

50

Поставленная цель достигается тем, что измеряют величину расхода циркулирующих потоков в перечистной и контрольньгх операциях, сравнивают измеренные величины, при положительной разности уменьшают степень аэрации в контрольной операции и увеличивают в перечистной, а при отрицательной разности степень аэрации по операциям изменяют на обратную.

На фиг. 1 приведена сепарационная характеристика отдельной флотомашины; на фиг.2"4 сепарационные харакI теристики собственно для синхронизированной схемы, и два варианта десинхронизации; на фиг.5 — структурная схема САР.

1 ассматривая флотацию как сепарационный (разделительный) процесс, протекающий при определенной степени измельчения частиц и обработке их поверхности реагентами, вносим понятие распределения (Ъ) минеральных частиц по флотируемосюи Ъ . Термин флотируемость определяет способность минеральных частиц "прилипать к пузырьку, т.е. закрепляться на его поверхности. При этом, чем с большей силой частица "прилипает" к пузырьку, тем больше вепичина фпотируемости, характеризующая флотируемость частицы и наоборот. Отсюда следует, что частицы, которые не извлекаются в процессе флотации, т.е. уходят в камерный продукт (хвосты), имеют величину флотируемости k =0. Частицы, нацело. извлекаемые в пенный продукт (концентрат), имеют максимальное значение величины «М %„ флотируемости. Таким образом, во-первых, в объеме фпотомашины величина флотируемости минеральных частиц принимает непрерывный ряд значений от % =0 до

1(Мщоу N ° Bo вторых всю принимае» мую обычно за единицу массу частиц можно разделить на весовые доли, причем каждая весовая доля имеет свой диапазон фиотируемостн, отличный от других, т.е. в измельченном и обработанном реагентами сырье существует распределение g (4) минеральных частиц по флотируемости. При этом распределение минеральяах частиц по флотируемости ®Щ31количественно характеризует весовую долю (илн объемную) частиц узкой фракции фпотируемости Ц(, k+ ЙЪ.1в рассматриваемой смеси частиц сырья. Возникает необходимость дать численную оценку величины флотнруемости. За меру флотируемости мономинеральных часТиц берут коэффициент скорости кинетики флотации (1g f определяемый из уравнения кинетики Белоглазова для где f» — извлечение в пенный продукт, весовая доля свободная поверхность пузырьков в единице объе„г/„. Э<ме степени аэрации); . — продолжительность флотации.

Флотируемость к численно равна средней скорости прибытия с закреплением минеральных частиц на границу раздела газ-жидкость при единичной концентрации их в пульпе и при S=

1 м /м и определяется эксперимент 5 тально через тангенс угла наклона касательной в начале кривой (1) кинетики флотации. При этом сепарирующие характеристики отдельной флотомашины или всего фпотационного процесса в целом можно оценивать функцией распределения извлечений узких фракций фпотируемости в концентрат Я „(11), которая численно равна отношению веса узкой фракции (%,g +$4) в концентрате к весу ее в исходном сырье:, где Q Q — производительность по кЫ иск

Ф концентрату и по исходному; (4),®; „(К)- функции распределения частиц по флотируемости для концентратов и сырья.

В простейшем случае, когда флотационная схема состоит из одной (основной) операции, о где Ч .ф- продолжительность флотации в данной операции, с; 1(— переменная флотируемость минеральных частиц, м/с.

854449 6 где Я1Щ6>(4i) > Е (.Ф ) — сепарационные характеристики контрольной и перечистной операт. ций; ф„и иС - .екундная мас са узкой фракции флотируемости в пере, чнстном и ис ходном продукте.

Сепарационные характеристики для

1S циркулирующих нагрузок получаются иэ уравнений баланса схемы по узким фракциям флотируемости fi(, К + dk J.

Из формулы (3 ) видно, что флотационная машина является неидеальным сепаратором, чувствительным к флотируемости минеральных частиц f(= МЦ1"

Ее сепарационная характеристика по каналу "исходное питание - пенный продукт" имеет экспоненциальный характер и отличается от характеристики идеального сепаратора уравнением ступенчатого звена вида

10 где Q — константа, определяемая как флотнруемость разделения.

Частицы сырья, обладающие флотируемостью разделения ф = 1(Р наполовину попадают в концентрат, наполовину в хвосты(частицы преимущественно попадают в концентрат, а частицы с

)(< )(p в хвосты).

Если время флотации E =CohSt и д

S= Canst, то различные по флотируемости фракции извлекаются в концентрат с разной долей, ибо k = VOl °

Из определения величины k p (флотируемость РазделениЯ) слеДУет, что Яков®=30

=0,5> откуда после логарифмирования формулы (3 ) находим. 3S

>9 t,q, иб. . б ф+. 1%,С©„и В т

)«%gO)N

Е (М) Еа(М)

Увеличение 4. или 5 ведет к уменьшению и, наоборот, значение

Р зависит от реагентной обработки

Р минералов и является характеристикой только флотомашины, поскольку величины 1«, и 5 параметры, характеризую" щие свойства данной флотомашины, а формула 3 — главная сепарационная характеристика этой машины.

Рассмотрим схему флотации.

Опуская вычисления по уравнениям баланса записывают сразу конечную формулу для результирующей сепарационной характеристики всей схемы, выржкенной через характеристики

На фиг.2 по формулам (5) -(?) построены графики Я рев (х) «f„ (X) и Е,„(x),r*e х= s,t,ф„.k для синхронизированной схемы, когда !

=6 4; =9 м Я„.=б,.=Е=1-Е

На фиг.3 показан типичный вариант десиихронизации при котором

4 а, на фиг.3 — другой типичный .вариант десинхронизации (в другую сторону), при котором

На фиг.4,штрихами показана криВая Й р на фиг.2.

Чтобы из данных анализа на фиг.3 получить практические выводы, следует указать, что производительность по Твердому . в указанном продукте равна„

1«вюзи )щ ч (тВ IQ„N) <=>cl„«(%)E«(«)dk, (B) 7 854449 где g,„ (4 )Дg= q .ъ- (g - характе. ризует о распределение Ь уз ких 5 фракций флотируемос ти Формула изобретения в питании схемы. «О

Из формулы 8 следует, что циркулирующая нагрузка Q "j) ЯМ ")сисис„Е gk тем больше, чем больше площадь под графиком Я„(Ф ) на фиг.3, то же

1 ко второй циркулирующей нагрузке Q6 = Ж . С учетом этого, из анализа кривых (фиг.2 ) можно сделать следующие выводы". в синхронизированном режиме производительности по твердому в обоих цирку- 20 лируюших нагрузках одинаковы 45 = Q@, при десинхронизации наоборо- Q fg в синхронизированном режимеE Е„;(М ) имеет максимальную крутизну в точке и ближе к идеальному ступенчатому закону Fö, = 1 (,k — t(p) чем в любых несинхронизированных режимах, Синхронизация, которая повьпиает точность сепарации минералов флотацией и, следовательно, технико-эко- Зо номические показатели, можно осуществить автоматически по следующему о Р4 (Р

= g p и необходимо не- изменять управГ ляющее воздействие. Если Q<< C1, то ф с 5 (. сБ Ь р необходимо увелиЦ«4 чйть г ф,, и уменьшить 5 +q».

Если Q > Q,, то «;« « 5 t >5 - необходимо уменьшить 5, и

Ъ + увеличить 6 4 q>

Из этого следует, что для выравнивания потоков (синхронизации схемы) необходимо воздействовать либо на степень аэрации Я1,либо на время флотации,ф

На степень аэрации можно воздействовать путем регулирования расхода воздуха, подаваемого в камеры флотомашины, а на время флотации — учитывая, что - « „= Ч1(14, изменяя расход р пульпы через флотомашину. Выбор того или иного способа зависит от того, какой из вариантов оказывается наиболее простым для данных конкретных условий. 5$

Структурная схема устройства автоматического управления (фиг.5), реализующая способ, содержит расходомеры 1 и 2 твердого в циркулирую«ш«х нагрузках перечистной H контрольнои перации, например щелевые расходомеры типа ИРТ, регулятор 3, напри«ер УВИ типа M-6000, исполнительные механизмы 4 и 5 подачи воздуха в камеры флотомашины перечистной и контрольной операции.

Работа устройства осуществляется следую«цим образом.

11иркулирующие нагрузки 6 и Qg автоматически измеряются расходомерами 1 и 2 твердого в пульпе. Измеренные сигналы сравниваются друг с другом в регуляторе 3. При 9 4 Q6 регулятор посредством исполнительных механизмов 4 и 5 дает команду на изменение подачи воздуха (и следо" вательно степени аэрации g u S )

3t в машинах перечистной и контрольной флотации в соответствии с вьппеизлоправилом» т.е. при Чр 7 gg уменьшается подача воздуха (значит и степень аэрации Sy)в контрольную эперацию(либо увеличиваются те величины в перечистной операции), при (. 1 Я регулятор дает обратные команды, если Q = Q6«òo регулирующие воздействия не изменяют.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность сепарации минеральных частиц, что ведет к увеличению извлечения в концентрат ценных компонентов и повыше«ьию их содержания в концентратах.

Способ автоматического управления процессом флотации, включающий изменение циркулируницих потоков по измеренному расходу твердого в них, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности управления процессом флотации с перечистной и контрольной операциями, измеряют величину расхода циркулируницих потоков в перечистной и контрольной операциях, сравнивают измеренные величины, при положительной разности уменьшают степень аэрации в контрольной операции и увеличивают в перечистной, а при отрицательной разности степень аэра ции по операциям изменяют на обратную.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Барский Л.А., Козин В.3. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. N., "Недра", !979, с.256.

2. Авторское свидетельство СССР

У 598643, кл. В 03 Э. 1/00, )9979.

854449

eSs4 Ê

Составитель В. Персиц

Техред А. Ач

Корректор С. Корниенко

Редактор Т. Веселова

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6557 9 Тираж 625

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5