Базанова Н.М. Опробование и контроль процессов обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

Для определения концентрации водородных ионов, характери-

зующих кислотность или щелочность пульпы, используются рН-

метры, работа которых основана на измерении разности потенциа-

лов электродной пары. Наиболее распространенная пара — стек-

лянный и хлорсеребряный электроды.

Концентрация сульфидных ионов определяется с применением

сульфидсеребряного, оловянного и платинового электродов.

Окислительно-восстановительная способность пульпы оценива-

ется с помощью платинового электрода.

Циан-ионы в пульпе определяются с использованием медного,,

никелевого, серебряного, серебряно-амальгамированного элект-

родов.

В настоящее время серийно выпускается аргентитовый элект-

род ЭА-2, работающий при концентрации сернистого натрия в

пульпе 5—200 мг/л. Он может быть применен для определения

ионов ксантогената в случае отсутствия сульфидных и цианидных

ионов.

Потенциометрические методы просты и надежны. Их недоста-

ток— ограниченное число определяемых реагентов и влияние дру-

гих реагентов на результаты измерения.

Кондуктометрический метод основан на измерении электро-

проводности среды. Замеры ведутся с помощью кондуктомеров и

концентратомеров. Этот метод контроля применяется при pH>12„

когда невозможно применение потенциометрического метода.

Спектрофотометрическое определение концентрации реагентов

основано на избирательном поглощении определенного участка

светового спектра ионами реагентов. Ионы ксантогената наиболее

сильно поглощают световой спектр в ультрафиолетовой области

(3-Ю

-8

м), а ионы меди — в инфракрасной (8-Ю

-8

м).

Метод очень чувствителен и обладает избирательностью опре-

деления. Его недостаток—сложность и необходимость примене-

ния прозрачных фильтратов.

СКФ ВНИКИ ЦМА разработана автоматическая установка

«Реагент-2» для определения концентрации ионов ксантогената в.

пульпе.

Установка состоит из спектрофотометра «Квант-1», блока пи-

тания, фильтра, устанавливаемого в камеру флотационной маши-

ны, водоструйного насоса, камеры подготовки фильтрата, датчика

для измерения рН, рН-метра — рН-261, вторичного записываю-

щего прибора ПСР, микронасоса соляной кислоты для промыва-

ния кюветы фотометра и командного прибора КЭП-129.

Для измерения концентрации ионов меди в пульпах при обо-

гащении окисленных медных руд по методу Мостовича ВНИКИ

ЦМА разработан автоматический колориметрический концентра-

томер типа «Фотон-1». Концентратомер оснащен системой фильт-

рования и колориметром «Радуга-1». Пределы измерения кон-

центрации ионов меди 0—1 и 2—7 г/л. Потребляемая мощность

100 Вт.

§ 7. Автоматический контроль содержания металлов

в продуктах обогащения

Автоматический контроль содержания металлов в продуктах

обогащения осуществляется: рентгеноспектральным, радиоизотоп-

ным и оптико-спектральным методами.

Рентгеноспектральный метод основан на измерении интенсив-

ности спектральных линий флюоресцентного рентгеновского излу-

чения, возбужденного рентгеновскими лучами. Метод дает воз-

можность получать качественный и количественный состав анали-

зируемых продуктов в зависимости от вида и интенсивности

спектральных линий.

Рентгеновские спектрометры используются для сыпучих по-

рошкообразных проб руды и продуктов обогащения.

Автоматический рентгеноспектральный анализатор «Поток»

(ВНИКИ ЦМА) позволяет определять соотношение меди и нике-

ля непосредственно в потоке пульпы.

Анализатор фирмы «Оутокумпу» (Финляндия)—«Курьер-300»

состоит из восьмиканального спектрометра, вычислительного циф-

рового устройства для обработки получаемых данных; выходных

устройств печати, размножителя сигналов, самописцев и регуля-

торов. Он оборудован для отбора проб пульпы от 14 точек техно-

логического процесса. Каждые из 14 потоков пульпы анализиру-

ются один раз за 7 мин. Анализатор можно использовать для эле-

ментов с атомным номером 24 (хром) и выше.

Радиоизотопные методы анализов основаны на измерении эф-

фектов взаимодействия анализируемого вещества с излучением

альфа- и бета-частиц, нейтронов и гамма-квантов, величина ко-

торых определяется содержанием контролируемых элементов в

пробе.

Рентгенорадиометрический анализатор «Минерал-3», основан

на возбуждении характеристического рентгеновского излучения

определяемых в пробе элементов (флюоресцентный вариант) или

на измерении различия массового коэффициента, поглощения для

двух волн рентгеновского излучения, расположенных по разные

стороны спектра поглощения определяемого элемента (адсорбци-

онный вариант). В обоих случаях используется в качестве радио-

активного источника изотоп туллия 170 Ти.

Прибор состоит из датчика, сцинтилляционного и пропорцио-

нального детектров и пульта управления и регистрации. Прибор

предназначен для определения элементов с атомными номерами

от 25 до 60. На Тырныаузской фабрике прибор используется для

определения Мо. Пробы анализируются в виде прессованных таб-

леток. Продолжительность определения одного элемента 8—10

мин; общее число анализируемых проб в сутки до 200.

Полярографические методы анализа твердых продуктов тре-

буют предварительного растворения анализируемых проб. С их

помощью производится определение содержания меди, свинца и

иинка в рудах и хвостах обогатительных фабрик.

Для определения свинца используются установки ВНИКИ ЦМА

ПАС-1, а для определения соединений меди и цинка — установки

типа ПАМ-1 и ПАЦ-1. Нижний предел содержания анализируемых

компонентов 0,02 % и верхний — 5 %.

Оптико-спектральные методы основаны на измерении интен-

сивности линий спектра, характерных для контролируемых эле-

ментов (в ультрафиолетовом и инфракрасном участках). Оптико-

спектральные методы подразделяются на эмиссионные, адсорбци-

онные и люминесцентные.

Эмиссионный спектральный анализ при помощи фотоэлектри-

ческого стилометра ФЭС-1 и многоканальной установки ДФС-10

применяется для определения меди, свинца и цинка в руде и хво-

стах. Продолжительность определения одного элемента 5 мин.

Атомно-адсорбционный анализатор ВНИКИ ЦМА типа «Спектр»

позволяет определять кадмий, магний, цинк, железо, кобальт, ни-

кель и другие элементы в рудах и хвостах. Чувствительность ме-

тода 0,03—0,5 %. Люминесцентный анализ используется для оп-

ределения концентрации люминесцирующих минералов: шеелита,

виллемнита, циркона, сподумена. Применяемые приборы — спект-

рометр ИСП и фотометр — ИФТ-51.

§ 8. Контроль процессов приготовления реагентов

Контроль процессов приготовления реагентов осуществляется

с использованием кондуктометрических, спектрофотометрических,

весовых, ареометрических и других методов измерения.

Применяются следующие приборы: АКС-1—для растворов

кальцинированной соды концентрацией 70—120 г/л; КН-1—для

водных растворов серной кислоты и некоторых других соединений

с электропроводностью 1 —10~

Ом

-1

-см

-1

; АФ-И2 — спектрофото-

метрический концентратомер для растворов медного купороса кон-

центрацией 40—60 г/л; КИМ — весовой концентратомер для оп-

ределения концентрации известкового молока в пределах 90 —

120 г/л СаО; ДУВ-1, ДУВ-3 и ДУВ-ТК-Ю1 для водных растворов

солей, кислот, щелочей концентрацией 1 —1,8 г/см

; КФК-1—ди-

электрический концентратомер для водного раствора ксиленола

концентрацией 90—100 %.

Расход реагентов определяется ротометрическими расходоме-

рами жидкости (рис. 35). Предел измерений достигает 25—

1600 л/ч. Используются также индукционные расходомеры. Рас-

ходомеры устанавливаются на выходе из расходных чанов и оп-

ределяют суммарный расход реагентов.

§ 9. Автоматическая стабилизация параметров

флотационного процесса

Автоматическая стабилизация уровня пульпы во флотацион-

ных машинах способствует нормальному ведению процесса фло-

тации при колебании производительности агрегатов. Стабилиза-

г и я пенного слоя создает благоприятные условия для автоматиза-

ции управления реагентным режимом. Стабилизация осуществля-

ется с помощью пьезометрического регулятора уровня пульпы ин-

ститута Механобр — 3-РУП (рис. 36).

При повышении уровня пульпы, установленного задатчиком

регулятора, на выходе последнего увеличивается давление, в ре-

Воздух

Жидкость

Рис. 35. Ротаметрический расходомер

жидкости:

1 — индуктивный или дифференциаль-

но-трансформаторный датчик; 2 —

поплавок; 3— конусообразная трубка

Рис. 36. Пьезометрический регулятор

уровня пульпы 3-РУП:

/ — камера флотационной машины; 2 —

пьезотрубка; 3 — дифманометр; 4 —

вторичный прибор; 5 — регулятор; 6 —

пневматический исполнительный меха-

низм; 7 — поворотная заслонка в хво-

стовом кармане флотационной машины

зультате чего открывается заслонка и увеличивается выпуск пуль-

пы из флотационной машины.

Для стабилизации расхода воздуха в пневмомеханических фло-

тационных машинах используют расходомер воздуха или мано-

метр, которые устанавливаются на входе воздушного коллектора,

расположенного вдоль флотационной машины, вторичный прибор,

регулятор и задвижку, которая располагается в том же коллекторе

впереди датчика.

Заполнение реагентных чанов регулируется дистанционно уп-

равляемыми соленоидными вентилями, которые включаются на-

жатием пусковой кнопки на щите управления, а отключаются ав-

томатически от датчика уровня, установленного в реагентных

чанах.

Для электропроводных растворов применяются датчики уров-

ня— электронный сигнализатор уровня ЭРСУ-2, а для неэлектро-

проводных— поплавковый сигнализатор РП-1065. Электрические

сигнализаторы СУ-1064 стабилизируют уровень пульпы в зумпфах

и управляют работой насосов.

Наиболее важным для флотационного процесса является авто-

матическое регулирование реагентного режима, которое может

осуществляться:

стабилизацией отношения — расход реагентов и производи-

тельность по потоку руды или пульпы, поступающей на обогати-

тельную фабрику;

стабилизацией остаточной концентрации реагентов в пульпе;

стабилизацией толщины слоя пены во флотационной машине;

дозированием реагентов по количеству металла, поступающего

на обогащение, и по содержанию его в продуктах переработки;

Реагенты

Пульпа

Рис. 37. Блок-схема стабилизации от-

ношения расход руды — расход ре-

агентов:

/ — датчик конвейерных весов; 2 — вто-

ричный прибор; 3 — блок соотношения;

4 — датчик расхода реагентов; 5 —

флотационая машина; 6 — дозатор

реагентов

Реагенты j

1г-^

/ *

«*—

'Г

Пульпа

Ч-

к"

Рис. 38. Блок-схема стабилизации ос-

таточной концентрации реагентов в

пульпе:

/ — дозатор реагентов; 2 — регулятор;

3 — задатчик; 4 — преобразователь; 5 -—

датчик

многосвязным управлением дозировкой реагентов, сочетающим

в себе различные способы регулирования.

Системы стабилизации, соотношения — расход руды и расход

реагентов (рис. 37) осуществляют автоматическое дозирование

реагентов во флотационную машину основной флотации, в мель-

ницу и классификатор, в другие точки флотационного процесса ре-

гулирование трудноосуществимо из-за влияния фактора запазды-

вания.

Наиболее полная стабилизация реагентного режима при фло-

тации обеспечивается системой стабилизации остаточной концент-

рации реагентов, количественного состава пульпы и расхода реа-

гентов, возвращающихся в процесс с оборотными продуктами.

Датчик остаточной концентрации реагентов в пульпе устанавлива-

ется непосредственно во флотационной машине (рис. 38), а необ-

ходимая концентрация реагентов устанавливается с помощью за-

датчика.

Система оптимального дозирования пульпы (рис. 39) является

совершенной при включении датчиков концентрации ионов водо-

рода, сульфида и ксантогената.

На основании результатов измерений концентрации водород-

ных и сульфидных ионов функциональный блок по заранее най-

денной зависимости (алгоритму) формирует оптимальное значе-

ние задания контуру стабилизации концентрации ионов ксантоге-

ната в пульпе.

Способ автоматического регулирования дозирования реагентов

по содержанию или количеству металла распространен за рубе-

жом и является наиболее перспективным.

Наиболее перспективными схемами стабилизации процесса фло-

тации необходимо считать комбинированные системы многосвязно-

ц-

Реагенты

Пульпа,

Рис. 39. Блок-схема оптимальной ста-

билизации остаточной концентрации

реагентов в пульпе:

1, 2 и 3 — датчики рН, сульфидных

ионов и концентрации ионов ксантогена-

та; 4 — высокоомные преобразователи;

5 — спектрофотометр; 6 — функциональ-

ный блок; 7 — регулятор; 8 — дозатор

ксантогената

Пульп® i

Рис. 40. Блок-схема комбинированной

системы управления дозированием ре-

агентов:

/ _ датчик объемной производительности

по потоку пульпы; 2—3 — датчики уров-

ня пены; 4 — регистрирующие приборы;

5 — блок соотношения; 6 — пропорцио-

нально-интегральный регулятор: 7 — про-

порциональный регулятор; 8 — задатчик;

9 —- дозаторы реагента; 10 и И — фло-

тационные машины основной и конт-

рольной флотации

го управления дозированием реагентов. Такая система управле-

ния дозированием реагентов применяется на Тырныаузской воль-

фрамо-молибденовой фабрике (рис. 40). Основное количество пе-

нообразователя (терпениол) дозируется пропорционально объем-

ной производительности по пульпе. Случайные воздействия в виде

пеногасящих примесей, содержащихся в питании, компенсируют-

ся замкнутым контуром стабилизации уровня пены посредством

независимого дозирования дополнительного количества реагента.

Изменения содержания молибдена в потоке пульпы, перерабаты-

ваемом в контрольной операции, оцениваются по цвету пены в

этой операции и используются для корректировки задания конту-

ру стабилизации величины пенообразования в основной флотации.

§ 10. Автоматический контроль и регулирование

гравитационных процессов обогащения

При автоматизации стабильной работы гравитационных уста-

новок требуются контроль и регулирование производительности и

плотности питания, стабилизация разрыхленности и уровня (тол-

щины) постели, контроль состава продуктов обогащения.

Для отсадочных машин существенным фактором работы яв-

ляется поддержание заданной толщины постели. Это осуществля-

ется посредством непрерывной разгрузки тяжелой фракции. Ам-

плитуда пульсаций и расходов воды, определяющие производи-

тельность отсадочных машин, настраиваются при наладочных ра-

ботах.

Для регулирования постели применяются поплавковые регуля-

торы и регуляторы с использованием радиоактивных изотопов.

В поплавковом регуляторе (рис. 41) по мере накопления тяже-

лой фракции на решете осадочной машины поплавок поднимается

От воздухосборника

Ч- отсадочной, машины

Рис. 41. Схема поплавкового

регулятора разгрузки тяжелой

фракции отсадочной машины

(секторный затвор поднят):

/ — поплавок; 2 — штанга; 3 —

клапаны; 4 и 8 — указывающие

стрелки; 5 — поршень; 6 — трех-

ходовые краны; 7 — воздухово-

ды; 9 — регулятор ручного управ-

ления секторной заслонки; 10 и

12 — рычаги; // — секторный за-

твор

и открывает верхний клапан пневматического цилиндра. Под воз-

действием сжатого воздуха поршень пневматического цилиндра

перемещается в крайнее верхнее положение и при помощи рычаж-

ного механизма открывает секторный затвор для разгрузки тяже-

лой фракции. После разгрузки поплавок опускается, верхний кла-

пан закрывается, а нижний клапан и секторный затвор открыва-

ются. Поплавковые регуляторы не обеспечивают достаточной точ-

ности в стабилизации толщины постели.

Использование радиоактивных изотопов позволяет осуществ-

лять более точную регулировку. В постель отсадочной машины по-

мещаются источник и приемник излучения, заключенные в предо-

хранительные трубки. Степень разрыхления постели определяется

величиной потока излучения, регистрируемого приемником. Сиг-

нал от приемника поступает через усилитель на пневмопривод, уп-

равляющий заслонкой.

§11. Автоматический контроль и регулирование

магнитного процесса обогащения

Автоматизация и контроль процессов сухой и мокрой сепарации

осуществляются различно. При сухой магнитной сепарации необ-

ходимо поддержание оптимальной производительности сепаратора.

На рис. 42 представлена блок-схема контроля и автоматиче-

ского регулирования сухой магнитной сепарации. Помимо тща-

тельного контроля производительности осуществляется контроль

уровня руды в бункерах и наличия руды на питателе, а также

контроль содержания железа в исходной руде и продуктах обога-

щения.

При автоматизации и контроле мокрых магнитных сепарато-

ров соблюдаются следующие условия: питание сепаратора по объ-

ему пульпы должно соответствовать оптимальной производитель-

j Хвосты

Концентрат

Рис. 42. Блок-схема контроля и авто-

матического регулирования сухой маг-

нитной сепарации:

/ — контроль подачи руды и концент-

рата; 2 — контроль верхнего уровня;

3 — контроль наличия руды в питате-

ле; 4 — магнитный сепаратор; 5 —

контроль содержания железа в продук-

тах; 6 — питатель

-пд.

.—-О

и*

•—п

Хвосты Концентрат

Рис. 43. Блок-схема контроля и авто-

матизации мокрой магнитной сепара-

ции (ММС):

/ — контроль подачи твердого; 2 —

контроль подачи пульпы; 3 — контроль

и регулирование плотности пульпы; 4 —

контроль содержания железа в исход-

ном и продуктах обогащения

ности сепаратора. Часто возникает необходимость в установке

расходомеров пульпы. Необходимо поддерживать постоянным со-

держание твердого в питании, которое регулируется изменением

подачи воды. Осуществляется контроль за поддержанием уровня

пульпы в ванне. Блок-схема контроля и автоматического регулиро-

вания мокрой магнитной сепарации (ММС) представлена на

рис. 43.

§ 12. Автоматизация работы суспензионных сепараторов

Автоматическое регулирование работы сепараторов заключа-

ется в поддержании постоянства плотности суспензии, регулирова-

нии объемного расхода и параметров регенерации суспензии.

На рис. 44 показана схема индукционного регулятора плотно-

сти тяжелой суспензии при помощи индукционного датчика. В тру-

бопровод, по которому подается суспензия, вмонтирована катуш-

ка. При изменении плотности изменяется индуктивное сопротивле-

ние катушки, и регулятор воздействует на исполнительный меха-

низм и через него на питатель, подающий утяжелитель или уплот-

ненную суспензию.

При снижении содержания утяжелителя и циркулирующей

суспензии ниже допустимой нормы часть суспензии выводится при

помощи регулятора, в котором в качестве датчика используется

магнитометр, измеряющий содержание магнетита или ферросили-

Рис. 44. Схема индукционного регуля-

тора плотности тяжелой суспензии:

/ — катушка индуктивности; 2 — трубо-

провод; 3 — регулятор; 4

ныи механизм;

исполнитель-

5 — питатель

оН>0

лия в суспензии при заданной плотности. Уменьшение объема сус-

пензии в процессе компенсируется водой, подаваемой в зумпф-ме-

шалку. Разбавление суспензии водой ведет к изменению ее плот-

ности, что приводит в действие систему регулирования плотности

суспензии. Регулирование объемного расхода суспензии осущест-

вляется регулятором на трубопроводе рабочей суспензии. Избыток

:успензии отводится в зумпф-мешалку.

§ 13. Автоматизация процессов обезвоживания концентратов

В сгустителях концентратов контролируются плотность сгущен-

ного продукта, содержание твердого в сливе и перегрузка сгусти-

теля.

Контроль и стабилизация плотности осуществляются пьезомет-

рическими или весовыми плотномерами, устанавливаемыми у пе-

регрузочных узлов сгущенного продукта.

При использовании радиоизотопных плотномеров они устанав-

ливаются на трубопроводах сгущенного продукта. При отклоне-

нии плотности от заданного значения регулятор изменяет скорость

разгрузки сгущенного продукта, меняя частоту вращения электро-

двигателей насосов для откачивания сгущенного продукта или

проходное сечение выпускной трубы сгустителя.

Контроль содержания твердого в сливе сгустителей осуществ-

ляется фотоэлектрическим мутномером МФ-363 (рис. 45).

Через кювету 1 прибора пропускается часть слива сгустителя.

3 зависимости от содержания твердого в сливе световой поток,

воспринимаемый фотоэлементом 4, изменяется. Выходной сигнал

Ьотоэлемента усиливается усилителем 5 и измеряется микроампер-

метром 6. Лампа накаливания 14 питается стабилизированным на-

пряжением от источника 8. Световой поток от кюветы к фотоэле-

менту прерывается обтюратором 2 с частотой 250 Гц. Обтюратор

вращается электродвигателем 3. Оптический компенсатор 12 ком-

пенсирует изменение побочных параметров путем диафрагмирова-

ния выходного светового потока. Подвижная стенка кюветы /

электродвигателем 13 перемещается до минимального зазора меж-

ду стеклами кюветы, при этом прекращается прохождение слива

сгустителя через кювету.

На диодный модулятор 9 поступают усиленный выходной сиг-

нал фотоэлемента 4 и сигнал источника образцового напряжения 7.

При разбалансировании между

этими сигналами выходное на-

пряжение диодного модулято-

ра усиливается усилителем 10

и приводит в действие балан-

сирующий электродвигатель 11,

который изменяет диафрагму

оптического компенсатора до

ликвидации разбалансирова-

ния между сигналами фотокас-

када и источника образцового

напряжения. Пределы измере-

ния мутномера МФ-363 от не-

скольких миллиграммов до 1—

2 г твердого на 1 л.

Специальное сигнальное

устройство предупреждает перегрузку сгустителя с центральным

приводом, при этом включаются звуковой и световой сигналы.

Одновременно включается подъемный механизм, поднимающий

грабли выше слоя сгущенного продукта до тех пор, пока нагруз-

ка не снизится до нормальной. По мере откачивания сгущенного

продукта грабли постепенно опускаются.

Для сгустителей с периферическим приводом в качестве дат-

чика перегрузки используется величина потребляемой мощности

или ток электродвигателя.

На обогатительной фабрике Алмалыкского горно-металлурги-

ческого комбината осуществлена схема, построенная на измерении

времени одного оборота фермы сгустителя (увеличение этого вре-

мени свидетельствует о наличии пробуксовки фермы и ее пере-

грузке).

Рис. 45. Блок-схема фотометрического

мутномера МФ-363

§ 14. Автоматизированные системы управления

технологическими процессами

Для обогатительной фабрики создается автоматизированная

система управления технологическими процессами (АСУТП), ос-

новными задачами которой являются оперативный контроль произ-

водства, оптимизация технологических процессов.