Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации

 

Союз Советскнк

Соцнвлнстнческнд

Республик

<и 899131 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 05. 80 (21) 2921322/22-03 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 230132. Бюллетень Ио 3

Дата опубликования описания 23 .01.82

В 03 В 13/04

Государственный коиитет

СССР ио делан изобретений и открытий (331 УДК 622.725 (088. 8) (72) Авторь изобретения.

Ю.П. Астафьев, В.С. Моркун, В-П. Хорольскф и Ю.A. Хватов

0% ГЕНТУ

1 Ю @"тикнет.е:ц,е 13 1

Криворожский ордена Трудового Красного Зн горнорудный институт Министерства высшего и среднего специального образования украи (7t) Заявитель скойфЯ,"Я цп-t gi

{54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ

Изобретение относится к автоматическому оптимальному управлению процессом обогащения- ферромагнитных материалов и может быть. использовано . при переработке.руд с изменяющимися физико-механическими и химико-минералогическими свойствами.

Известен способ обогащения ферромагнитных материалов,. включающий предварительную флокуляцию перерабатываемого сырья (1) .

Недостатком известного способа является то, что при неконтролируемых параметрах процесса флокулообразования происходит .загрязнение образовавшихся флокул частицами пустой породы и, как следствие, имеют место. большие потери железомагнетита в хвостах обогатительного аппарата.

Известен способ автоматического управления процессом магнитной сепарации, основанный на измерении магнитной восприимчивости исходного материала и концентрата и изменении напряженности магнитного поля и расхода воды в процессе j2).

При изменении типа обогащаемого материала, отличающегося разностью магнитной восприимчивости входящих ,в него минералов,-происходит умень-,. шение извлечения железамагнетита в концентрат.

Цель изобретения — повышение извлечения железомагнетита-в концентрат.

Поставленная цель достигается тем, что на исходный материал воздействуют ультразвуковыми колебаниями дополнительно измеряют магнитную восприимчивость, коэффициент. затухания ультразвуковых колебаний и скорость его изменения в исходном материале, определяют разность величины магнитной восприимчивости-до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями, отношение величины магнитной. восприимчивости концентрата .и исходного .материала, отношение разности текущего н заданного значений .коэффициента затухания ультразвуковых колебаний .к .зна" чению скорости изменения.коэффициента затухания и по величине разности магнитной восприимчивости до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями изменяют интенсивность колебаний, по величине отношения магнитной восприимчивости концентрата.и исходного, материала изменяют,:напряженность магЗG нитного поля, а по величине.отноше899131

А!

= 4 - Л,S.t,), ),б Ь„

i! ия М>аз ности текущего и заданного значений коэффициента затухания и .:корости его изменения корректируют расход воды в процессе магнитной сепарации, На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления процессом магнитной сепарации, реализующей способ.

Объектом управления являются работающие параллельно обогатительные аппараты 1. Система автоматического управления процессом магнитной сепарации содержит магнитострикционный преобразователь 2, который подключен к выходу управляемого генератора

3 мощных ультразвуковых колебаний, вход которого через регулятор 4 интенсивности ультразвуковых колебаний связан с выходом первой измерительной схемы 5, ко входу которой подключен первый датчик б магнитной восприимчивости, и одним из входов схемы 7 соотношения, другой вход которой через вторую измерительную схему 8 соединен со вторым датчиком 9 магнитной восприимчивости, а выход схемы 7 соотношения через последовательно соединенные экстремальный регулятор 10 напряженности магнитного поля и преобразователь 11 мощности связан с электромагнитной системой

12, зада!в!!!и>! генератор 13, к которому подключен излучающий пьезоэлемент 14, приемный пьезоэлемент 15, связанный через приемник 1б со входом г.;.числительного блока 17, выход которого через последовательно сое,циненн.=:е регулятор 18 расхода воды и исполнительный механизм 19 связан а клапаном 20 расхода воды в обогатительный аппарат 1.

Система автоматического управления процессом магнитной сепарации работает следующим образом.

Исходный материал, поступающий на обогащение в обогатительные аппараты 1„ подвергается воздействию ультразвуковых колебаний, вырабатываемь.х угравляемым генератором 3 мощных ультразвуковых колебаний и излучаемых в поток пульпы посредством магнитострикционного преобразователя 2. ферромагнитное тело состоит из множества областей — доменов, каждая из которых намагничена в некотором направлении до насыщения. B ненамагниченном материале векторы намагнич>нности доменов ориентированы беспорядочно по всем направлениям или каким-либо другим образом, Но так, что намагниченности образца в целом не возникает. Внешнее поле изменяет лишь направление намагниченности.в данном объеме, не влияя на ее величину. Магнитный момент каждого из доменов определяется величиной и направлением намагниченности домена и его .объемом. Намагниченность ферромагнитного образца, частью которого является домен, может изменяться за счет изменения направления намагниченности- домена — "вращения" или изменения. объема домена

"смещения границ" и определяется выражением

П и

Л > б" (5 Q ) 2ц Х- lWv 5i>> 8 /84GC>S c> Щ и> 5щ .! ,(1)

f0

tTI=5 где „и Ч„„— соответственно намагниченность и объем

15 m-го домена, 9 — угол между 3!» и направлением поля; объем тела. . Члены, содержащие с 8 относятся к намагниченности, вызванной "вращением" домена, а включающие о V

"смещением границ".

Положение доменной границы при данной величине магнитного поля Н зависит от величины граничной энергии т определяемой уравнением где А — интеграл обмена; постоянная решетки; постоянная анизотропии; упругое напряжение;

ХЗ вЂ” постоянная магнитострикции;

 — величина, зависящая от характера доменных соседств.

Смещению доменной границы при изменении магнитного поля препятствуют

® потенциальные барьеры, обусловленные градиентом граничной энергии вдоль направления х.! движения границы, т.е. величиной . Понимая под б сумcl P

dx> му внутренних h. и внешних d< напряжений и дифференцируя (2) по х!. можно получить

85„„. . 8, ГА Б 6К

Отсюда видно, что при увеличении внешних напряжений градиент гранич55 ной энергии

cl it уменьшается, облегdxi. чая тем самым движение. границы в направлении, обусловленном магнитным полем.

Магнитное обогащение. основано на различном поведении минеральных зерен в магнитном поле в зависимости от их магнитных свойств. При этом эффективность разделения полезного у компонента и пустой породы зависит

899131 от разности их магнитных восприимчивостей. И поскольку магнитная вос- приимчивость железосодержащих минералов колеблется в широком диапазоне,. а напряженность магнитного поля сепаратора является величиной постоянной, и потому оптимальной только для определенного. минерала, имеют место большие потери полезного компонента в хвостах обогатительного аппарата.

Отсюда следует, что целесообразно подавать на обогащение исходный материал, однородный с точки зрения разности магнитных свойств, составляющих его минералов.

В то же время величина изменения 15 магнитной восприимчивости исходного материала под воздействием механических напряжений в поле ультразвуковых колебаний зависит от характера доменных соседств Э т.е. характе- Щ ра.вкрапленности полезного компонента.

Таким образом, под воздействием ультразвуковых колебаний магнитострикционного преобразователя происходит разделение минералов (в случае неполного завершения этого процесса на предыдущих .стадиях технологического.процесса) и изменение магнитной восприимчивости железосодержащего минерала в исходном материале.

Первый датчик б магнитной восприимчивости, включенный в первую измерительную схему 5, измеряет магнитную восприимчивость исходного материала Х „ после воздействия на него ультразвуковых колебаний.

Разность измеренного текущего и базового значений магнитных восприимчивостей исходного материала с пер- ® вой измерительной схемы 5 поступает на регулятор 4 интенсивности ультРазвуковых колебаний, который посредством управляемого генератора 3 мощных ультразвуковых колебаний поддерживает М„ постоянной.

Эффективность разделения минералов в магнитном поле обогатительных аппаратов 1 значительно возрастает в случае предварительной флокуляции частиц полезного. компонента. Процесс флокуляции определяется напряженностью внешнего магнитного поля содержанием и магнитной восприимчивостью полезного компонента, а также плотностью исходного материала, случайные флуктуации этих параметров приводят к попаданию частиц пустой породы во флокулы и, как следствие, к уменьшению извлечения полезного Я) компонента в Концентрат. управляемыми параметрами процесса магнитной флокуляции являются скорость флокулообразования .и качество, т.е. чистота флокул. 65

При этом максимальное увеличение железомагнетика в концентрате достигается при неизменной скорости флокулообразования и определенном размере флокул, что достигается соответственно управлением плотностью пульпы и напряженностью магнитного поля воздействующего .на исходный материал.

С этой целью задающий генератор.

13 вырабатывает видеоимпульсы синусоидальных электромагнитных колебаний, которые излучающим пьезоэлементом 14 преобразуются в упругие колебания среды ультразвуковой частоты. Длина волны ультразвуковых колебаний выбирается соизмеримой с размером гранул исходного материала.

Приемный пьезоэлемент 15 принимает прошедшие через поток пульпы ультразвукОвые колебания, а приемник 16 усиливает принятый сигнал и определяет коэффициент затухания k> ульт- развуковых колебаний как отношение амплитуды излучаемого A и приняT того сигналов A 1А

А 1l

Вычислительный блок 17 осуществляет вычисление величины 9

Е, Д= х

Э1 bo где k> - текущее значение коэффициента. затухания ультразвуковых колебаний; базовое значение коэфЭ< фициента затухания ультразвуковых колебаний;

x=d — реальная производная .да() величина б т. е. скорость изменения

Вычисленное значение 8-д, характеризующее динамику изменения размеров флокул, поступает .на регулятор

18 расхода воды, который управляя посредством исполнительного механизма 19 положением-клапана 20 расхода воды в обогатительный аппарат 1,стабилизирует скорость процесса флокулообразования.

Одновременно схема 7 соотношения ,определяет отношение о",„ магнитной восприимчивости концентрата Х измененной вторым датчиком 9 магнитной восприимчивости включенИем во вторую измерительную схему 8 и магнитной восприимчивости,.исходного материала X после воздействия на него ультразвуковых колебаний

x„

О"

le

Х„

В зависимости от величиныа „, экстремальный регулятор 10 напряжен899131 ности магнитного поля посредством преобразователя мощности 11 и электромагнитной системы 12 управляет напряженностью магнитного поля,воздействующего на исходный материал таким образом, чтобы обеспечить оптимальное с точки, зрения соотношения чистоты и размеров образующихся флокул его значение и, тем самым, обеспечить максимальный выход полезного компонента в концентрат.

Способ автоматического управления процессбм магнитной сепарации позволяет повысить извлечение железомагнетика в концентрат на 0;5

0,6%.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации, основанный на измерении магнитной восприимчивости исходного материала и концентрата и изменении напряженности магнитного поля и расхода води в процессе, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения извлечения железомагнетита в концентрат, на исходный материал воздействуют ультразвуковыми колебаниями, дополнительно измеряют магнитную восприимчивость коэффициент затухания ультразвуковых колебаний и скорость.его изменения в исходном материале, определяют раз ность величин магнитной восприимчивос-.и до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями, отношение величин магнитной восприимчивости концентрата.и исходного материала, отношение разности текущего и заданного значений коэффициента затухания ультразвуковых колебаний к значению скорости изменения коэфФициента затухания и по величине разности магнитной восприимчива гти до и после воздействия на исходный материал .ультразвуковыми колебаниями изменяют интенсивность колебаний,по величине отношения магнитной восприимчивости концентрата и исходного материала изменяют напряженность магнитного поля, а по величине отношения разности текущего и заданного значений коэффициента затухания и

;Щ скорости его изменения корректируют расход воды в процессе магнитной сепарации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кармазин В.В. Исследование магнитоадгеэионной сепарации пород .

Диссертация на соискание степени д-ра техн. наук. М., 1975, с. 21.

2. Марюта A.Н. Автоматическая

30 оптимизация процесса обогащения руд на магнитообогатительных фабриках.

N. "Недра", 1975, с. 198 (прототип) 899131

Составитель В. Персиц

Редактор A. Иандор ТехредЖ.Кастелевич Корректор B. Синицкая, Заказ 12002/9 Тираж 593 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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