Базанова Н.М. Опробование и контроль процессов обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

Для контроля крупности дробленой руды применя-

ется автоматический ситовый гранулометр — института Механобр

(рис. 27). Особенностью гранулометра является применение в нем

грохота спиралеобразной формы с двумя парами дебалансовых ви-

браторов, работающих поочередно. При этом включение одной па-

ры вибраторов обеспечивает движение материала по круговой по-

верхности сита и его просеивание, а включение другой пары вибра-

торов — изменение направления движения оставшегося надрешет-

ного продукта на противоположное и его разгрузку в бункер. По-

следовательность операций в работе прибора осуществляется ко-

мандным прибором.

При работе гранулометра контролируемая проба проходит че-

рез загрузочную воронку и попадает на сито грохота. После этого

включаются два дебалансовых вибратора, обеспечивающих просеи-

вание пробы. Подрешетный продукт попадает в бункер и взвешива-

ется. Затем включается другая пара вибраторов, в результате чего

надрешетный продукт разгружается в тот же бункер. После взве-

шивания подрешетного и надрешетного продуктов и выполнения

операции деления логическое устройство выдает результат анализа

на вторичный прибор, а бункер разгружается.

§ 2. Контроль работы грохотов

Работа грохотов характеризуется производительностью, расхо-

дом электроэнергии, крупностью продуктов, эффективностью грохо-

чения (или коэффициентом полезного действия), расходом сетки.

Производительность грохота определяется по показателям ав-

томатических весов, а при отсутствии их — по загрузке ленты кон-

вейера, питающего грохот, для чего по сигналу останавливают под

нагрузкой всю цепочку оборудования и с одного метра длины рабо-

тающего на этой цепочке конвейера отбирают пробу. Для надежно-

сти определения производят три замера.

Производительность Q (т/с) рассчитывают по формуле

Q =

mv,

где т —- масса пробы, взятой с 1 м конвейера, т; v — скорость кон-

вейера, м/с.

Для определения ситовой характеристики продуктов грохочения

отбирают две пробы — от верхнего и нижнего продуктов; характе-

ристика питания определяется по сумме масс продуктов грохочения.

Эффективность или коэффициент полезного действия грохотов

определяется как отношение массы нижнего класса к массе этого

же класса, содержащегося в поступающем на грохот материале.

Чем меньше количество зерен нижнего класса остается в верхнем

продукте, тем совершеннее работа грохота.

Эффективности грохочения е рассчитывается по формуле

где Mi и М

— масса соответственно полученного при грохочении

нижнего класса и исходного материала; р — содержание нижнего

класса в исходном материале, %.

Эффективность подсчитывается по всем классам ситового анализа.

Расход электроэнергии определяется по показаниям электро-

приборов, удельный расход пересчитывается на общее количество

переработанной руды.

В отделении дробления осуществляется контроль верхнего уров-

ня заполнения бункеров, забивания перегрузочных узлов, налипа-

ния руды на лентах с помощью электронного сигнализатора СНР-

1063М. Контроль нижнего уровня руды в бункерах производится

изотопным гамма-реле ГР-8.

При помощи реле скорости РС-67 с датчиком УПДС-2 произво-

дится контроль пробуксовывания лент конвейера.

Учет простоев и холостого хода агрегатов осуществляется элек-

троимпульсными датчиками БИС-62.

§ 3. Контроль процессов измельчения и классификации

Измельчение и классификация важны для последующих процес-

сов разделения минерального сырья, поэтому контроль за этими

процессами должен осуществляться непрерывно.

Показатели, характеризующие работу классификаторов, следу-

ющие: плотность слива, которая характеризует и крупность слива

классификатора, производительность общая и по готовому продук-

ту, выход песков, эффективность и энергетические затраты.

Производительность классификатора выражается в тоннах на

метр ширины по пескам и сливу в сутки. По данным опробования

подсчитывается суточная производительность и делится на ширину

[т/(м-сут)]. Эффективность классификации, или коэффициент по-

лезного действия (к.п.д), определяется как отношение количества

мелкого материала, выделенного из исходного продукта, к количест-

ву этого материала в исходном.

К.п.д. может быть рассчитан по мелкому классу, например

—0,074 мм 8i, и по крупному классу +0,074 мм ег; е

— рассчиты-

вается как разность ei—ег. К.п.д. по мелкому классу

ei=?iPlOO/7

к.п.д. по крупному классу

= Yi(

100

~-P) I00/Y

(100 — а),

где YI и у

— выход соответственно слива и питания классификато-

ра, %; (3 и а — содержание класса —0,074 мм соответственно

в сливе и питании, % •

Работу классифицирующих устройств характеризуют и по цир-

кулирующей нагрузке.

Определение циркулирующей нагрузки (т/ч) песков классифи-

катора производится весовым методом. Для этого отсекается дели-

телем определенной ширины проба. За одно качание граблин за-

меряется число качаний последних. Параллельно отбирается проба

на определение влажности. После чего производится подсчет со-

Шржания твердого на всю ширину граблнн с учетом числа кача-

•нй. По С. И. Митрофанову, циркулирующая нагрузка песков X

(в % или т/ч) может быть вычислена по результатам ситового ана-

лиза по формулам

* = Q(Pi~P)/(P-p

); х = 100(р

— р)/(Э — р

где Q — производительность по исходной руде, т/ч; |3, |3i и р

—

содержание готового класса соответственно в выходе мельницы,

сливе классификатора и песках классификатора, %.

Основными данными, характеризующими работу мельниц, явля-

ются плотность загрузки, результаты ситового анализа продуктов,

производительность, расход электроэнергии, эффективность из-

мельчения, расход шаров, стержней и футеровки.

Различают производительности — общую, по вновь образован-

ному классу и на 1 м

объема мельницы.

При определении производительности по вновь образованному

классу Qi (т/сут), обычно классу —0,074 мм, учитываются количе-

ство переработанного в мельнице материала, выход класса, по ко-

торому ведется определение в питании и разгрузке мельницы:

Qi=[(QPi)-(QP)]/100,

где Q — производительность по пропущенному материалу, т/сут;

£: и (3

— содержание класса —0,074 мм в питании и разгрузке, %.

Производительность на 1 м

объема мельницы подсчитывают по

количеству исходной руды (в тоннах), прошедшей через мельницу,

Е по вновь образованному в процессе измельчения классу

—0,074 мм.

Эффективность измельчения определяют при делении произво-

дительности мельницы на единицу затраченной работы (т. е. на

I кВт-ч).

Величину вновь образованной поверхности определяют методом,

основанным на подсчете поверхности по результатам ситового и

дисперсионного анализов, или непосредственным замером.

Умножение величины удельной поверхности на массу-перераба-

тываемого материала в тоннах дает поверхность всего материала

в условных единицах «поверхность — тонн». Разность между за-

грузкой и питанием дает показатели прироста также в условных

единицах «поверхность — тонн».

Расход шаров определяется на 1 т переработанной руды. Так же

определяется расход футеровки и стержней.

§ 4. Автоматизация процессов мокрого измельчения

и классификации

В процессах измельчения и классификации предусматривается

автоматизация:

контроля производительности, гранулометрического состава

-тюдуктов измельчения, плотности пульпы, степени заполнения

. „льниц рудой.

Автоматизация ставит задачей стабилизацию и оптимизацию

производительности, плотности слива классификаторов и крупно-

сти готового продукта.

Контроль производительности по исходному мате-

риалу осуществляется конвейерными весами (ЛТ, ЛТМ), контроль

производительности по пульпе — расходомерами пульпы.

Гранулометрический состав пульпы определяется

гранулометрами, основанными на различных принципах действия.

Микрометрический гранулометр СКФ ВНКИ ЦМА (рис. 28) со-

стоит из щупа, совершающего возвратно-поступательные движения, *

Рис. 28. Схема микрометрического

гранулометра:

/ — Щуп; 2 — пульпа; 3 — пята-желоб;

4 — датчик-преобразователь

пяты-желоба, по которому течет пульпа, и дифференциально-тран-

сформаторного датчика — преобразователя.

Периодически щуп прижимается толкателем к пяте, при этом

твердые частицы пульпы, зажатые между щупом и пятой, оставля-

ют зазор, величина которого фиксируется датчиком и далее вторич-

ным измерительным прибором типа ЭПИД. Об усредненной круп-

ности верхнего класса в пульпе судят по средней величине зазора.

Гранулометр института ядерной физики АН КазССР основан на

измерении скорости изменения электрического сопротивления осад-

ка, выпадающего в процессе седиментации.

Магнитный гранулометр института Уралмеханобр применяется

при обогащении магнетитовых руд и основан на том, что имеется

связь между остаточной магнитной индукцией магнетитового про-

дукта и крупностью его частиц. Применяется в основном для ча-

стиц крупностью более 0,3 мм.

Измерение плотности пульп. Автоматический контроль

плотности пульп на обогатительных фабриках осуществляется ра-

диоактивным, пьезометрическим и весовым методами.

Весовой плотномер ИПВФ разработан Харьковским заводом

КИП (рис. 29). Он состоит из подвижного участка пульпопровода,

соединенного с основным пульпопроводом гибким рукавом. Труба,

опирающаяся на подпружиненную планку, может перемещаться

в зависимости от плотности пульпы. Изменение плотности пульпы

вызывает смещение пульпопровода и жестко связанного с ним плун-

жера индукционного датчика. Напряжение разбаланса, вызываемое

смещением плунжера, усиливается электронным усилителем и уп-

равляет работой электродвигателя. Электродвигатель проворачива-

ет лекало и опирающийся на него рычаг, который, перемещаясь,

Т777?

Рис. 29. Схема весового плотномера ИПВФ:

1 — пульпопроводы; 2 — рукав; 3 — регистрирующий прибор; 4 — электродвигатель;

5 — электронный усилитель; 6" — датчик; 7 — плунжер; 8 — лекало; 9 — рычаг; 10 —

пружина; 11 — планка; 12 — ферродинамические датчики

изменяет величину натяжения уравновешивающей пружины, воз-

вращая пульпопровод в нейтральное положение; с валом электро-

двигателя через редуктор связана стрелка показывающего прибора

рамки ферродинамических датчиков, служащих для передачи по-

казаний на вторичный регистрирующий прибор.

На рис. 30 представлена схема классификации стабилизирующих

систем автоматического регулирования процессов измельчения.

Поток руды в мель •

ницу

Управляющие

(входные)

воздействия

Поток воды в мель -

ницу

Поток воды вк л ас •

сисрикатор

Измельчительный

1. Производительность

рудопитателя

Z. ТО к (мощность) элек-

тродвигателя клас -

стрикатора

3. Шум мельницы

4. Шум(или ток)+поток

руды

Стабилизи-

руемые (вы-

ходные) вели-

чины

а грегат

1. Поток воды в мельни

иу

2. Плотность разгруз-

ки мельницы

3.Соотношение ло-

ток руды/или лес-

ков илируаы и

лесков) -вода

/. Плотность слива

классисрикатора

Z. Гранулометрический,

состав измельченно-

го материала

—О

Рис. 30. Схема классификации стабилизирующих систем автоматического регули-

рования процессов измельчения

Для измерения заполнения мельниц рудой используется изме-

рение акустических характеристик звукового излучения (шума)

мельниц — уровня шума в узкой полосе частот и средней (райсо-

вой) частоты шума. Увеличение загрузки мельницы уменьшает эти

величины.

Для этого используется акустический датчик (микрофон, дина-

мический громкоговоритель), шумовой сигнал эдс выпрямляется

и сглаживается, предварительно проходит полосовой фильтр либо

без выпрямления подается на частотомер. Стабилизировать содер-

жание твердого также можно по стабилизации расхода воды

Рис. 31. Блок-схема автоматической

стабилизации питания мельниц рудой:

/ — бункер; 2 — весы; 3 — конвейер;

4 — мельница; 5 — датчик; 6 — задат-

чик; 7 — регулятор; 8 — исполнитель-

ный механизм; 9 — питатель

в мельницу, что позволяет судить о содержании твердого: чем боль-

ше плотность (при стабильном потоке воды), тем больше нагрузка.

Косвенное определение количества материала в классификаторе

(циркулирующая нагрузка) производится по измерению тока или

мощности электродвигателя классификатора.

В процессе регулирования работы измельчительного агрегата

в замкнутом цикле основными являются три управляющих воздей-

ствия: расход руды в мельницу, расход воды в мельницу и расход

воды в классификатор.

Регулировка стабилизации расхода руды производится по про-

изводительности рудопитателя или количеству материала в мельни-

це в зависимости от изменения тока (мощности) электродвигателя

классификатора или шума мельницы.

Расход воды может поддерживаться постоянным или регулиро-

ваться с целью стабилизации плотности разгрузки мельницы или

соотношения дозируемого твердого материала и воды.

Расход воды в классификатор регулируется для стабилизации

плотности слива классификатора, так как последняя тесно связана

с гранулометрическим составом твердого в сливе. При помощи гра-

нулометров производятся прямое измерение и стабилизация грану-

лометрического состава слива классификатора.

Во всех системах стабилизируемая величина непрерывно изме-

ряется одним из указанных способов. Измеренный сигнал подается

на вход какого-либо типового регулятора. При отклонении от зада-

ния регулятор изменяет управляющее воздействие.

На рис. 31 приводится блок-схема автоматической стабилизации

питания мельницы рудой. Дробленая руда из бункера через пита-

тель поступает на ленточный конвейер и в мельницу. Производи--

Вода.

z J

й*изд

9 <$?-

Ц 7 <*

тгт

Слий

тельность конвейера измеряется конвейерными весами с индукци-

онным датчиком. Датчик соединен с регулятором. Задатчиком за-

дается производительность по питанию. Выход регулятора соеди-

нен с исполнительным механизмом, восстанавливающим производи-

тельность питателя при отклонении количества поступающей в

мельницу руды от заданного значения. Изменение положения за-

датчика производится при измерении твердости руды, шаровой за-

грузки после замены футеровки и при изменениях необходмой круп-

ности измельченного продукта.

§ 5. Автоматический контроль и регулирование

процесса флотации

При автоматизации процесса флотации осуществляется конт-

роль потока пульпы, ионного состава жидкой фазы пульпы, вещест-

венного состава продуктов флотации; стабилизации потока: дози-

рование реагентов для поддержания

флотационного процесса в оптималь-

ном режиме. Основные показатели, ха-

рактеризующие работу флотационных

машин, — степень аэрации, характери-

стика крупности пузырьков воздуха,

продолжительность флотации; произ-

водительность, технологические пока-

затели обогащения; расход электро-

энергии.

Степень аэрации — один из глав-

ных параметров работы флотационной

машины. Степень аэрации характери-

зует аэрацию в единице горизонталь-

ного сечения ванны флотационной ма-

шины (л/м

) или в единице объема од-

Рис

ибо

Р Косилова для

' определения содержания возду-

ха в пульпе:

/ — крышка; 2 — боек, автома-

тически открывающий крышку;

3 — латунная обойма; 4 — огра-

: - в пульпе, к общему объему пульпы

воздуха во время работы машины,

Kz = V

/(V

+ V

где Vn+V

= SH~-V

— V

;

V = S

; V

= S(H — H

) — V

, Vn, V

и V

— объем соответственно воздуха в пульпе, пульпы,

пустот (например, объем воздухопроводящей трубы и металличе-

ских частей в пульпе), м

; 5 — площадь горизонтального сечения

камеры, м

; Н — высота части камеры, заполненной пульпой во

время работы (до слоя пены), м; Н

— высота слоя пульпы в каме-

I ре (расстояние от дна до уровня пульпы) после остановки маши-

1 БЫ, M.

ной ее камеры (л/м

Коэффициент аэрации К&, т. е. от-

ношение объема воздуха, находящего-

ничитель, уменьшающий ампли-

туду бойка; 5 — мерный литро-

вый цилиндр

Объемное содержание воздуха в камере флотационной машины

можно определять с помощью простейшего прибора Косилова.

Устройство прибора приведено на рис. 32. Наполнив цилиндр

водой и тщательно закрыв крышу, прибор опрокидывают и опуска-

ют в пульпу до среднего пояса обоймы. Одновременно с этим нажи-

мают на боек и пускают в ход секундомер. Крышка откидывается

и воздух, содержащийся в пульпе, поступает в цилиндр, вытесняя

воду. Затем, когда воздух достигает заданной отметки, по секундо-

меру фиксируют время, пошедшее на заполнение избранного объе-

ма.

Количество засасываемого воздуха а [л/см

-мин)] рассчитыва-

ется по формуле

a=V60/St,

где V — объем цилиндра, л; 5 — площадь цилиндра, см

;

t — время истечения воды из цилиндра, с.

Производительность флотационных машин выражается через

объем пропущенной пульпы в 1 мин. Для определения его необхо-

димо знать массу исходной сухой руды, выход промежуточного про-

дукта и плотность питания данной флотационной машины.

В практике работы флотационных машин различают: произво-

дительность (т/сут): общую на 1 м флотационной машины; на 1 м

объема флотационной машины.

Расход электроэнергии определяется по показаниям ампермет-

ра, вольтметра или ваттметра.

Во флотационном процессе различают относительную и абсо-

лютную скорости флотации.

Относительная скорость флотации

абсолютная скорость флотации

= ylt

где е — извлечение металла, %; t — время флотации, мин;

у — выход материала, %.

Время флотации

где V — объем флотационной машины; /С

— коэффициент аэра-

ции; Q — производительность.

Так как объем машины V= V\ n, то

t = V

n/K

где п — число камер машины; V! — объем одной камеры маши-

ны, м

Минутный объем пульпы

V' = Q(1 + 6/?)/24-606,

где б — плотность руды; R — отношение Ж: Т питания.

Время флотации в машинах импеллерного типа

t=UAVn&VPjQ,

-де 14,4 — переводной коэффициент; V

— объем пульпы в ячейке,

п — число ячеек; б — плотность руды; Р — массовое содержа-

с твердого в пульпе, %; Q — производительность по сухому ма-

териалу, т/сут.

Измерение расхода пульпы осуществляется для определения

контроля производительности флотационных машин и продолжи-

тельности флотации, оптимального распределения потоков пульпы

регулирования подачи реагентов.

Для измерения используются расходомеры переменного уровня,

есходомеры обтекания и электромагнитные.

Простейшие приборы для измерения расхода пульпы — щеле-

з;е расходомеры. Принцип работы щелевых расходомеров основан

г измерении высоты уровня жидкости в сосуде, в который она не-

ерывно поступает и из которого вытекает через калиброванное

.елевое отверстие. Такой расходомер (рис. 33) состоит из следую-

щих элементов: сосуда / с перегородкой 6 и отверстием истечения

щелью) 5 и измерителя уровня 4, связанного с датчиком переме-

щения 3. Поток контролируемой жидкости по трубе 2 поступает в

:суд, а вытекает через калиброванную щель 5 в стенке сосуда.

Скорость истечения пульпы через эту щель зависит от высоты на-

->ра Я.

Расход жидкости при этом

Q = k

l/2gH,

-ie k

— коэффициент расхода, равный при истечении через прямо-

эльную щель 0,6—0,7; So — площадь отверстия истечения, м

; g—•

:корение свободного падения.

В основу индукционных расходомеров положено возникновение

:с между парой электродов, пропорциональной скорости движения

льпы в магнитном поле. Расходомеры можно применять для из-

ерения расхода жидкостей и пульп электропроводностью не ме-

те 10~

Ом

-1

-см

-1

при температуре от 5 до 50°С и при условии

лного заполнения сечения расходомерной трубы.

ВНИКИ ЦМА разработан расходомер обтекания. Он состоит из

:тчика каплеобразной формы; устанавливается в трубопроводе,

тклонение положения датчика, зависящее от расхода пульпы,

жсируется вторичным прибором.

Для определения расхода воздуха в механических флотацион-

i:x машинах используются расходомерные насадки и измерители

куума. Установка РВ-308 ВНИКИ ЦМА состоит из кнопочного

евматического переключателя с тягомером ТВ-890 и измеритель-

:х насадок, устанавливаемых на всасывающих патрубках флота-

:онных машин. Предел измерений 0—637,4 Па, что соответствует

сходу воздуха 0—1,2 м

/мин.

Наиболее простым и надежным средством регулирования уров-

пульпы во флотационной машине являются поворотный с эла-

;;чной гибкой частью (рис. 34, а) и вертикальный шиберы (рис.

Поворотный шибер состоит из жесткой части листа стали 2

(см. рис. 34, а) и эластичной транспортной ленты 3. Лист стали со-

единен тягой / с исполнительным механизмом. Такой шибер не тре-

бует больших усилий исполнительного механизма, повседневного

обслуживания, прост в изготовлении.

Шибер с вертикальным перемещением заслонки 2, к которой

приварена тяга 1, соединенная с исполнительным механизмом, при-

жимается давлением пульпы к направляющим 3, которые находят-

Пульпа J

Рис. 33. Щелевой расходомер Рис. 34. Шиберы для регулирования

уровня пульпы во флотационных ма-

шинах

ся лишь с одной стороны шибера (см. рис. 34, б). Такие шиберы

ставят на крупных флотационных машинах.

Измерение уровня пульпы во флотационной машине осуществ-

ляется с помощью поплавкового либо пьезометрического датчика.

Температура пульпы является контролируемым параметром в опе-

рациях подогрева и пропарки при флотации некоторых руд. Для ав-

томатического контроля и регулирования температуры пульпы ис-

пользуются стандартные датчики, измерительные и регулирующие

приборы.

§ 6. Остаточная концентрация реагентов

Остаточная концентрация реагентов в пульпе определяет про-

цесс флотации и его показатели. Для измерения остаточной кон-

центрации различных реагентов используются потенциометриче-

ский, химический, кондуктометрический, спектрометрический, по-

лярографический и другие методы. Используемые методы позволя-

ют определять концентрации как в фильтратах, так и непосредст-

венно в пульпах.

Потенциометрический метод применяется для определения кон-

центрации водородных ионов, циан-ионов, окислительно-восстано-

вительного потенциала, сульфидных ионов и ионов ксантогената

с использованием различных электродов.