Козин В.З. Исследование руд на обогатимость
Подождите немного. Документ загружается.
229
• средства низовой автоматизации;
• средства сбора информации о процессе;
• средства обработки данных и расчета управляющих воздействий;
• система визуализации состояния технологического процесса;
• система архивирования данных технологического процесса;
• обеспечение интерфейса с локальными системами фирмы ДОБЕРСЕК
по управлению насосными и гидроциклонными установками и фирмы
НОРДБЕРГ по управлению дробилками.
На ТОФ реализованы следующие системы автоматического контроля
(САК) и системы автоматического регулирования (САР) технологических про-
цессов:
Дробильный комплекс
- САК количества поступающей руды с рудников;
- САК температуры подшипников дробилок, давления в
маслосистемах,
забивки течек;
- САК параметров аспирационных систем;
- САК наличия постели на пластинчатых питателях;
- САК параметров ТВС (температура, давление, расход теплоносителей,
воды, пара, воздуха);
- САК уровня пульпы в зумпфах дренажных насосов;
- САК количества руды, передаваемой в ИФЦ;
- САК времени работы основного оборудования (простои, коэффициент
движения, коэффициент использования).
Измельчительно-флотационный
цех (ИФЦ)
- САР количества руды, поступающей в ШМ (шаровые мельницы);
- САК гранулометрического состава на сливах гидроциклонов мельниц
второй стадии измельчения и общего продукта перед сгустителями;
- САК температуры подшипников ШМ;
- САК параметров маслосистем ШМ;
- САР уровня пульпы во флотомашинах;
- САР расхода воздуха во флотомашинах;
- САР расхода разгрузки сгустителей
(питание флотации);
- САР плотности разгрузки сгустителей (питание флотации);
- САР давления питания воздуха пневматических схем;
- САР давления воздуха во флотомашины (из отделения нагнетателей);
- САК параметров промышленного водопровода, оборотного водоснабже-
ния (температура, давление, расход, уровень);
- САК расхода сливов в пруд-накопитель;
- САК расхода и плотности пульпы земснаряда;
- САР дозирования
реагентов;
- САК уровня в чанах реагентов;
- САК уровня в растворных и расходных чанах реагентов в реагентном от-
делении;
- САК параметров в отделении нагнетателей (температура, давление);
230
- САК температуры обратного теплоносителя приточных вентиляционных
установок в ДЦ, ИФЦ, РО, АБК;
- САК учета времени работы основного оборудования (простои, причины,
коэффициент движения, коэффициент использования).
Пульпонасосная № 1
- САК расхода откачиваемых продуктов;
- САК плотности откачиваемых продуктов;
- САК давления в трубопроводах при откачке продуктов;
- САК температуры откачиваемых продуктов;
- САР уровня
в зумпфах ПНС;
- САК переливов в технологических зумпфах;
- САК параметров ТВС (расход, давление оборотной воды, сливов).
Оперативный контроль и управление технологическим процессом осу-
ществляются из операторских пунктов ДЦ (ОП-1), ИФЦ (ОП-2), диспетчерско-
го пункта в здании управления фабрики и операторского пункта ПНС.
Нижний уровень действующей системы:
• датчики, установленные непосредственно на процессе, имеющие ана-
логовые и дискретные сигналы и характеризующие параметры техно-
логического процесса в данный момент времени;
• исполнительные механизмы, предназначенные для непосредственного
воздействия на параметры технологического процесса.
Уровень сбора информации с процесса и выдачи управляющих сигналов
Полевые контроллеры фирмы, выполняющие следующие функции:
- прием информации с датчиков;
- первичная обработка принятой информации;
- проверка достоверности сигналов;
- передача информации в программируемый логический контроллер
(ПЛК);
- прием информации с ПЛК
для выдачи управляющих сигналов.
Уровень выполнения логических операций для анализа состояния процесса
и расчета управляющих воздействий
Программируемые логические контроллеры (ПЛК), выполняющие сле-
дующие функции:
- прием информации с полевых контроллеров;
- анализ состояния процесса;
- расчет минутных технико-экономических показателей (среднее за одну
минуту);
- расчет некоторых параметров (твердое в питании
флотации, твердое в
концентратах);
- расчет управляющих воздействий для выдачи на исполнительные меха-
низмы;
231
- передача управляющих воздействий полевым контроллерам;
- проверка состояния полевых устройств с выдачей диагностической ин-
формации в систему визуализации;
- передача информации о состоянии процесса в систему визуализации для
отображения на рабочих станциях операторов и для оперативного воздействия
на процесс;
- интерфейс с оператором-технологом для воздействия на технологический
процесс – ввод установок.
Система визуализации состояния технологического процесса
Система визуализации ПРОСКОН 2100NT, основанная на применении
SCADA системы, выполняющая следующие функции:
- прием информации с ПЛК;
- передача информации о процессе на рабочие станции оперативного тех-
нологического персонала;
- обеспечение интерфейса оператора-технолога с процессом – ввод устано-
вок;
- отображение состояния технологического процесса в виде технологиче-
ских схем
с указанием технологических параметров;
- диагностика состояния процесса в технологических схемах с использова-
нием анимации текущего значения;
- создание дисплея диагностических сообщений о состоянии процесса с
возможностью распределения тревожных сообщений по приоритетам;
- озвучивание наиболее важных тревожных сообщений;
- расчет средних технико-экономических показателей за 6 минут и за 1 час;
- запись информации в
базу данных для последующего анализа и создания
отчетных документов;
- формирование отчетных документов;
- обеспечение интерфейса с системой АСАК;
- обеспечение интерфейса с локальными САР и САК.
Система архивирования данных технологического процесса
База данных, предназначенная для хранения:
- среднеминутных значений 8 дней;
- средних значений за 6 минут 35 дней;
- среднечасовых значений 400 дней;
- тревожных
сообщений 40 дней;
- событий, фиксирующих действия операторов-технологов по вводу ус-
тановок, 40 дней;
- время работы основного технологического оборудования 400 дней.
232
15.6. Оперативный расчет схем обогащения по результатам опробования
Наличие результатов опробования продуктов обогащения позволяет
оперативно рассчитывать выхода всех продуктов и извлечения всех компонен-
тов во все продукты технологической схемы.
Такая же потребность возникает при конструировании технологической
схемы по результатам анализа продуктов обогащения после выполнения техно-
логических опытов в лаборатории.
Существует машинный метод расчета схем – матричный метод.
Матричный метод
расчета схем любой сложности по имеющимся зна-
чениям массовой доли в продуктах обогащения может быть формализован и
решен с помощью стандартной процедуры обращения и перемножения матриц
на персональном компьютере [105]. Ниже излагается рационализированная
схема метода.
Основа решения
Пусть схема (рис.15.12), содержит 4 неиз-
вестных выхода γ
1
, γ
2
, γ
3
и γ
4
и известны массовые
доли компонентов в продуктах обогащения α
1
, α
2
,
α
3
и α
4
и массовая доля α
и
и выход γ
и
исходного
продукта. тогда можно составить систему уравне-
ний
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=+
=+
+=+
+=+
.γαγαγα
;γγγ
;γαγαγαγα
;γγγγ
224433
243
33ии2211
3и21
Преобразуем ее так, чтобы в каждом уравнении были все неизвестные
выхода:
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=−−+
=−−+
−=++−−
−=++−−
0.γαγαγα0γ
0; γ γ γ 0γ
;γα 0γγαγαγα
;γ 0γ γ γ γ
4433221
4321
ии4332211
и4321
Полученную систему можно записать в матричной форме, считая γ
и
=1.
0
0
α
1
γ
γ
γ
γ
α α α 0
1 1 1 0
0 α α α
0 1 1 1
и
4
3
2
1
432
321
−
−
=×
−−+
−−+
+−−
+−−
Обозначив матрицы |А|, |γ| и |В| получим:
|А|×|γ|=|В|.
Достоинством такой записи является то, что записать матрицы |А| и |В|
можно, не составляя систему уравнений, используя лишь следующие правила:
1. Обозначим на схеме все неизвестные продукты от γ
1
до γ
4
.
ии
,
α
γ
Операция 1
Операция 2
22
,
α
γ
11
,
α
γ
33
,
α
γ
44
,
α
γ
Рис. 15.12. К объяснению
формализации расчета схемы
233
2. Составим квадратную таблицу с числом строк и колонок, равную
числу неизвестных. Для каждой операции – две строки и два столбца.
3. В первой строчке каждой операции матрицы А запишем +1, если этот
продукт есть в данной операции на входе в нее, и -1, если этот про-
дукт выходит из данной операции. Если продукт не
связан с данной
операцией, в первой строчке записываем 0.
4. Во второй строчке каждой операции матрицы А вместо единиц запи-
сываем соответствующие продукту массовые доли, сохраняя знаки
единиц.
5. Входные продукты в матрице В записываются со знаком «минус». В
первой строчке матрицы В записываем со знаком «минус» известное
значение для исходного продукта
γ
и
= -1, а во второй строчке – мас-
совую долю компонента в этом продукте также со знаком минус. Для
операций, в которые известные продукты не входят, в матрице В
проставляются нули.
Следовательно, для рассматриваемой схемы решение должно выглядеть
так:
Операция 1
Операция 2
-1 -1 +1 0
0
2
α
+
1
α −
3
α
−
4
α −
2
α
−
3
α
+
0+1-1-1
0
1
γ
4
γ
2
γ
3
γ
-1
и
α −
0
0
известные
продукты
Матрица А Матрица В
Далее матрицы набираются в электронных таблицах Excel. Выполняется
обращение матрицы А, получаем |А|
-1
, умножаем ее на |В|
|γ|=|А|
-1
×|В|
В итоге будет получена матрица-столбец для выходов |γ|
1
γ
4
γ
2
γ
3
γ
Естественно, по известным формулам может быть найдено извлечение в
любой продукт.
234
Пример. Необходимо рассчитать схему из
двух операций (рис. 15.13). Даны результаты оп-
робования α
и
=2 %; α
1
=8 %; α
2
=0,1 %; α
3
=15 %;
α
4
=3 %, γ
и
=1 д. ед.
Обозначаем все неизвестные продукты γ
1
,
γ
2
, γ
3
и γ
4
Составляем матрицы: А и В
Матрица А Матрица В
γ
1
γ
2
γ
3
γ
4
-1 -1 0 +1 -1
Основная
операция
-8 -0,1 0 +3 -2
+1 0 -1 -1 0
Перечистная
операция
+8 0 -15 -3 0
Набираем матрицы в Excel. Находим обратную матрицу А
-1
. Она выгля-
дит так:
0,016107 -0,16107 -0,58389 0,0389262
-1,00671 0,067114 -1,00671 0,0671141
0,006711 -0,06711 0,006711 -0,067114
0,009396 -0,09396 -1,5906 0,1060403
Умножаем матрицу А
-1
на матрицу В. Получаем решение:
γ
1
0,306
γ
2
0,8725
γ
3
0,1275
γ
4
0,1785
Замечание: для того, чтобы обратить или перемножить матрицы, перед
выполняем операций в названия матриц перед буквой и цифрами следует вста-
вить значок $.
Особенности решения при расчете схем.
1. Каждую операцию следует рассчитывать по наиболее контрастно
разделяемому в ней компоненту. Так, медную флотацию следует
рассчитывать по массовой доле меди в продуктах обогащения
, цин-
ковую – цинка, классификацию – по массовой доле готового класса.
ии
α ,γ
Основная операция
2
γ
1
γ
4
γ
3
γ
Перечистная операция
1
α
2
α
3
α
4
α
Рис. 15.13. Рассчитываемая схе-
235
2. Все известные входные продукты заносятся в матрицу |В| в соот-
ветствующую операцию со знаком минус. При этом входные вели-
чины должны быть согласованы по размерностям и физической
сущности с определяемыми выходами. Так, если бы во вторую опе-
рацию (см. рис.15.12) добавлялся поток материала γ
2 вх
=0,2 с массо-
вой долей α
2 вх
, то в матрице |В| вместо двух нулей стояли бы вели-
чины 0,2 и 0,2
.
α
2 вх
.
3. Операции дробления и измельчения не изменяют количество мате-
риала (твердого), но добавляют некоторое количество готового
класса. Неизвестными для них являются выход измельченного про-
дукта и интенсивность J=β
гот
γ
вх
образования готового класса. Сле-
довательно, при расчете операции дробления или измельчения в
матрицу |А| в первой строчке (уравнения) для J проставляется нуль,
а во второй, так как мы не знаем относительное количество готово-
го класса, ставим +1. Формально это
выхгот
γβ
∆
, но может быть най-
дено и как
вх
Q
qV
J =
. Здесь
гот
β
∆
- дополнительная массовая доля гото-
вого класса в выходном продукте грохота или классификатора по-
сле прохождения его через мельницу; q – удельная производитель-
ность мельницы; V – ее объем; Q
вх
–производительность.
4. Если продукт делится в известной пропорции, то в соответствую-
щих продуктах вместо единиц записываются доли. Так как выхода
в точке деления не могут быть найдены расчетом по балансовым
уравнениям, то эти доли должны быть определены прямым измере-
нием.
5. Если в операции три и более выхода, то для нее
по указанным пра-
вилам записываются третья и более строчки по второму и больше-
му числу компонентов.
Во всех случаях нулевой компонент – твердое, а по первому компо-
ненту составляют второе уравнение (строчку).
Пример. Составим матрицы А и В для схемы рис.15.14.
Получены результаты опробования:
γ
и
=1 д. ед.; α
и
=3 %; β
и
=10 %; β
1
=60 %; β
2
=80 %; β
3
=30 %; α
4
=15 %;
α
5
=0,8 %; α
6
=10 %; α
7
=0,4 %; α
8
=2 %; α
9
=0,2 %; α
10
=23 %; α
11
=6 %;
α
доп
=0,6 %; γ
доп
=0,2 д. ед.
236
Измельчение
Классификация
Основная флотация
Делитель
I контр. флот.
II контр. флот.
Перечист. флот.
J
1
и
β
и
γ
и
α
1
γ
3
γ
3
β
2
γ
2
β
2
α
4
γ
5
α
5
γ
5
γ7,0
5
γ3,0
4
α
6
γ
6
α
7
γ
7
α
8
γ
8
α
9
γ
9
α
10
α
10
γ
11
γ
11
α
доп
γ
доп
α
1вх
γγ
=
Рис. 15.14. Пример сложной схемы для составления матриц
А и В
1. Обозначим на схеме неизвестные выхода от γ
1
до γ
11
. На выходе
делителя обозначаем найденные измерением доли выхода γ
5
–
0,3γ
5
и 0,7γ
5
.
2. Составим квадратную матрицу А и столбец-матрицу В. Далее в
таблицах Excel выполняем решение с получением выходов γ
1
до
γ
11
и потока J
1
готового класса, производимого в мельнице.
237
Матрица
А Матрица В
γ
1
J
1
γ
2
γ
3
γ
4
γ
5
γ
6
γ
7
γ
8
γ
9
γ
10
γ
11
Входные продукты
-1 0 0 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1
Мельница
-60 +1 0 +30 0 0 0 0 0 0 0 0 -10
+1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Классификация
+60 0 -80 -30 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 +1 0 -1 -1 0 0 +1 0 0 +1 0
Основная флотация
0 0 +3 0 -15 -0,8 0 0 +2 0 0 +6 0
0 0 0 0 0 +0,3 -1 -1 0 0 0 0 0 I контрольная
флотация
0 0 0 0 0 +0,24 -10 -0,4 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 +0,7 0 +1 -1 -1 0 0 -0,2 II контрольная
флотация
0 0 0 0 0 +0,56 0 +0,4 -2 -0,2 0 0 -0,12
0 0 0 0 +1 0 +1 0 0 0 -1 -1 0 Перечистная
флотация
0 0 0 0 +15 0 +10 0 0 0 -23 -6 0
Матрица
А
-1
γ
1
J
1
γ
2
γ
3
γ
4
γ
5
γ
6
γ
7
γ
8
γ
9
γ
10
γ
11
Матрица искомых
выходов
-1,667 0 -2,667 0,033 0 0 0 0 0 0 0 0 γ
1
1,667
Мельница
-80 1 -80 1 0 0 0 0 0 0 0 0
J
1
70
-1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
γ
2
1
Классификация
-0,667 0 -2,667 0,033 0 0 0 0 0 0 0 0 γ
3
0,667
-0,225 0 -0,225 0 -0,024 -0,083 -0,001 -0,036 0,016 -0,079 -0,642 0,028 γ
4
0,232 Основная флота-
ция
-1,215 0 -1,215 0 -1,397 0,061 -0,115 -0,067 0,142 -0,709 -1,397 0,061 γ
5
1,271
-0,015 0 -0,015 0 -0,017 0,001 0,040 -0,105 0,002 -0,009 -0,017 0,001 γ
6
0,016 I контрольная
флотация
-0,349 0 -0,349 0 -0,402 0,017 -1,075 0,085 0,041 -0,204 -0,402 0,017 γ
7
0,365
-0,322 0 -0,322 0 -0,371 0,016 -0,146 -0,006 0,149 -0,744 -0,371 0,016 γ
8
0,382 II контрольная
флотация
-0,877 0 -0,877 0 -1,009 0,044 -1,009 0,044 -1,009 0,044 -1,009 0,044 γ
9
1,074
-0,123 0 -0,123 0 -0,009 -0,044 -0,009 -0,044 0,009 -0,044 0,009 -0,044 γ
10
0,126 Перечистная
флотация
-0,118 0 -0,118 0 -0,002 -0,039 0,030 -0,097 0,009 -0,044 -1,669 0,073 γ
11
0,121
238
Решение – матрица |γ| - это выхода всех продуктов. Единственная осо-
бенность – решение J
1
для измельчения.
Так как
111
γβ ⋅∆=J , то можно найти
1
β
∆
:
1
β
∆
= % 92,41
67,1
70
γ
1
1
==
J
.
При известной производительности Q
и
и объеме мельниц может быть
найдена фактическая удельная производительность мельницы:
V
JQ
V
JQ
q
1и1
γ
==
.
Пример. Составим матрицу А и В для схемы 15.15. Так как в схеме име-
ется операция с тремя выходами, то необхо-
димы данные опробования по двум компо-
нентам. Пусть обогащается золото-серебряная
руда и α – массовая доля золота,г/т, β – массо-
вая доля серебра, г/т:
α
и
=5; β
и
=30;
α
1
=100 ; β
1
=525;
α
2
=20; β
2
=170;
α
3
=0,32; β
3
=3,3;
α
4
=50; β
4
=500;
α
5
=20; β
5
=130;
α
6
=4; β
6
=34.
Матрица А Матрица В
Операции γ
1
γ
2
γ
3
γ
4
γ
5
γ
6
-1 -1 -1 0 1 0 -1
-100 -20 -0,32 0 20 0 -5
Отсадка
-525 -170 -3,3 0 130 0 -30
0 1 0 -1 -1 -1 0
0 20 0 -50 -20 -4 0
Концентра-
ционный
стол
0 170 0 -500 -130 -34 0
Матрица искомых выходов
γ
1
0,042
γ
2
0,041
γ
3
0,933
γ
4
0,009
γ
5
0,016
γ
6
0,016
Возможность расчета схем по результатам оперативного опробования
предоставляет технологам новые возможности для управления технологиче-
скими процессами.
Отсадка
КС
3
γ
2
γ
2
β
1
γ
5
α
5
γ
1
α
4
γ
4
β
6
γ
6
α
и
α
1
β
2
α
3
α
3
β
и
β
4
α
5
β
6
β
41
γγ +
63
γγ +
1
и
=γ
Рис. 15.15. Схема с операциями,
имеющими выхода