Способ управления процессом флотации

(504 ВОЗ Р 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тельтитут емых тейн,Е ления ц по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Комплексный научно-исследовский и проектно-конструкторский инобогащения твердых горючих ископИОТТ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСОМ ФЛОТАЦИИ(57) Изобретение относится к областигашения полезных ископаемых. Цельретения - повышение точности управза счет учета распределения части 801395372 А 1 крупности. Определяют распределение частиц и ценных компонентов по флотируемости. Измеряют содержание твердого в пульпе. Определяют классы крупности твердого и распределение частиц и ценных компонентов по флот ируемости в каждом классе. Изменяют степень аэрации и время флотации пропорционально найденным величинам распределения частиц и ценных компонентов по флотируемости в каждом классе крупности. Способ обеспечивает управление гидродинамическими и аэрационными характеристиками в зависимости от крупности частиц и их флотоактивности с учетом содержания твердого в пульпе. Определение твердого в пульпе позволяет выявить условия наступления стесненной флотации, которая наблюдается при высокой плотности пульпы. Крупность частиц и содержание твердого влияют на интенсивность столкновений частиц с пузырьком. 1 чл.1395372 1Изобретение относится к области управления процессами флотации и может быть использовано при разработке и внедрении автоматизированных систем управления технологическими процессами на обогатительных фабриках угольной промышлен ности, цветной и черной металлургии, промышленности минеральных удобрений и строительных материлов и при флота цион ной водоочистке.Целью изобретения является повышение точности управления за счет учета распределения частиц по крупности.На чертеже приведена блок-схема устройства.Способ заключается в том, что определяют распределение частиц и ценных ком понентов по флотируемости, измеряют содержание твердого в пульпе, определяют классы крупности твердого и распределение частиц и ценных компонентов по флотируемости в каждом классе и изменяюп степень аэрации и время флотации пропорционально найденным величинам распределения частиц и ценных компонентов по флотируемости в каждом классе крупности.Способ обеспечивает управление гидро динамическими и аэрационными характеристиками в зависимости от крупности частиц и их флотоактивности с учетом содержания твердоо в пульпе.Крупность частиц и содержание твердого влияют на интенсивность столкновений час 30 тиц с пузырьком, вероятность отрыва, механический вынос, плавучесть пузырька, стесненность флотации. Повышение точности управления флотацией невозможно без учета этих факторов.Определение гранулометрического сос тава и распределения по флотируемости каждого класса крупности позволяет вычислить двумерное распределение материала 1,(г к) и ценного компонента 1,. (г, 1) по крупности г и флотоактивности К которое влияет на выбор структуры потоков в аппарате и необходимый расход воздуха.Экспериментальные исследования подтверждают применимость формулы 50 где С- - весовое содержание твердого впульпе, доли ед.;е ,г,Ь,Я) - извлечение частиц данного класса (1,г) рассчитанное для условий свободной флотации, впростейшем приближении е(1 с, 55 "Ь,5) = 1 - ехр(1 ЯЬ);Ь - время подъема пузырька в пульпе1(= Ксн Рсс = 1(/Р для расчета коэффициента захвата частиц Е (К - размер пузырька; Ър, Чв - скорость частицы и пузырька относительно потока соответственно), В соответствии с соотношением (1) при измерении гранулометрического состава питания целесообразно изменять дисперсность воздуха и ско рость пузырька. В механических аппаратах этого можно достичь изменением скорости врашения импеллера, а в флотомашинах пневмомеханического и пневматического типов - регулированием давления воздуха, подаваемого в камеру. 2Определение содержания твердого в пульпе позволяет выявить условия наступления так называемой стесненной флотации, которая наблюдается при высокой плотности пульпы (например, в перечистках) и большой глубине камеры, когда скорость процесса лимитируется ограниченностью свободной поверхности пузырьков, В этом случае при повышении содержания твердого или среднего значения флотируемости частиц необходимо увеличить аэрацию, так как в противном случае имеющаяся поверхность пузырьков окажется меньше требующейся для закрепления частиц с высоким содержанием флотоактивного компонента и часть ценного минерала попадает в хвосты, т.е, снизится извлечение в пенный продукт. В то же время при свободной флотации при повышении средней величины флотируемости частиц возможно некоторое уменьшение аэрации, рассчитанной в соответствии с известной формулой в(1) =(1 - ехр( - 131) )1(Мс 11 с, (2)огде 1(1) - распределение материала по флотируемости (м/с);Я в удельн аэрация пульпы (величина поверхности пузырьков в единичном обьеме камеры);( - время флотации.Таким образом, управление аэрацией без учета плотности пульпы, определяю. щей стесненность флотации, может привести к воздействиям, противоположным оптимальным, и снижению конечных показателей. Предупреждение таких воздействий является одним им факторов, определяющих положительный эффект предлагаемого технического решения.Для предупреждения функционирования флотомашины в нежелательном режиме стесненной флотации предлагается следующая процедура: определяют необходимую для достижения заданных показателей аэрацию согласно соотношению (2; вычисляют степень занятости поверхности пузырька по формуле, полученной для условий идеал 1 ного перемешивания пульпы: 35 5 ь (1, г (, Я) - - 1 у (г, 1) с 11 х дг.о 0гс,.13953 72 3К.н -Е - интенсивность столкновенийчастиц с пузырьком;Ра,Р - вероятности закрепления частицы на пузырьке и удержа ния частицы в пенном слое: при Р;: 1 )х: )с;р., р, - плотность жидкой фазы пульпыи средняя плотность частиц соответственно.Если расчетное значение о превышает 1/2, то флотация при данных условиях про. 10 текает в стесненном режиме и следует увеличить аэрацию 5 до величины о=1/2, а затем рассчитать прогнозируемые показатели по формуле (2) или аналогичной ей зависимости. При значительном отличии расчетных показателей от заданных необходимо вести управление за счет других воздействий, например, добавлением воды в процесс с целью уменьшения плотности пульпы и пересчета предельной аэрации при новом значении С-. 20При управлении флотационным процессом посредством регулирования аэрации необходимо также иметь в виду, что при увеличении минерализации пузырька сверх некоторого критического значения он может быть увлечен потоком в камерный продукт ввиду высокой средней плотности агрегата пузырек - частицы. Для предельно нагруженного пузырька, движущегося в статических условиях, выполняется равенство гпод= Етяж, где Гоод = - Р 1 Д - подъемнаЯ1 з6 о о о о кы,сг 1 ьь К;на(г) 1 архимедова сила; Его = - (тс - 9 )К -до з6(8) где индексы л и и обозначают лабораторныеи промышленные условия соответственно,После этого необходимо провести проверкустесненности флотации по формуле (3) иплавучести пузырька по формуле (4).Необходимый объемный расход воздуха40 (при давлении, равном сумме атмосферного и гидростатического давления столба пульпы) определяется из соотношенияЬЯ .,ф= ф" 6 Ч 7 у (,9)45 где К - средний размер пузырька;Яо - объемный поток пульпы, поступающей во флотомашину.Способ реализуется устройством, которое работает следующим образом.Материал, поступающий на флота циюво флотомагину 1, проходит через расходомер 2 и плотномер пульпы 3. Проба материала отбиратся в блок 4 флотометрнче.ского анализа, соединенный с гранулометром 5. В результате определения грануло 55 метрического состава питания операции иконцентратов кинетического опыта в блоке4 флотометрического анализа вырабатыва.ются коэффициенты двумерного распределения материала по крупности и флотоакпузырька. в камерычастицы орого неплекса. В наряду с и потока пузырек -управлеподачеи вучить дляпузырькомазование фкрупность чскими паройчивость агму целевуюписать в вид оздухакаждойбез котлотокомастицыаметрамрегатафункцию я можно сила тяжести; и - число частиц; налипшихна рассматриваемый пузырек. После подстановки выражения для и и преобразований получено следующее уравнение для оценки минимальной величины аэрации лах гщх- 5 5 в с,г,Ь,5)1(г,)с) сгсй ( о о где К; - диаметр наименьшУправлениедолжно обеспстолкновение свозможно обрто же времягидродинамичевлияет на устчастицы, поэто г1(8)= е - оКон (г,З) Ь(г,)с о О з- гпах (5)при ограничении ЬооХ Ъ/(Р,. (г,1)1,) г 3) с)гс 11 д, 161 где заданное качество конценграта 1) определяется из технико-экономических вдовий или по результатам межконтурной оптимизации схемы обогащения.Для сокращения объема необходимых вычислений можно вести управление по упрощенной методике на основе расчета среднего размера частицы г. Если вероятность прилипания после соударения Р; слабо зависит от г, то с достаточной точностью выполняется равенство Ьно.хв=(1 - ехр ( - Кон (г 5)Р;о(1 х)1) ) )( О х 1(1 х) сс. (7)При неизменном реагентном режиме зависимость Рс) одинакова для лабораторной периодической машины, в которой проводится флотометрический анализ и промышленного аппарата, поэтому после вычисления согласно (2) необходимо для достижения заданных показателей времени флотации при имеющейся аэрации в лабораторной машине определять аэрацию в промышленном аппарате по формуле, вытекающей из (7)тивности, которые поступают в вычислительный блок 6, где определяется зависи. мость показателей непрерывного процесса от аэрации без учета ограниченности свободной поверхности пузырьков и их плавуче. сти. В вычислительном блоке 8 на основе параметров зависимости е(5), поступающих. из вычислительного блока 6, и заданного извлечения из запоминающего блока или системы управления верхнего уровня 9 ме. тодом итерации рассчитывается необходи. 10 мая аэрация пульпы. В вычислитльном блоке 1 О на основе формулы (3) определяется степень нагруженности поверхности пузырьков. Если эта величина превышает 1/2, то блок 13 сравнения включает в работу вычислительный блок 14, где определяется не,обходимая аэрация из условия о= 1/2. Исходя из этого значения аэрации в вычислительном блоке 15 прогнозируются показатели флотации, информация о которых поступает на терминал 16 оператора, При 0 сообщении оператора о возможности регулирования на полученном уровне показате лей, либо при занятости поверхности при первоначально рассчитанной аэрации менее, чем наполовину, включается вычислительный блок 11, где происходит проверка неравенства (4). Если оно не выполняется, вычислительный блок 17 увеличивает на основании невязки левой и правой частей неравенства (4) величину аэрации. Полученное значение передается в вычислительный блок 15 и затем на терминал 16 оператора. В вычислительные блоки 6, 10, 11 и 14 и в блок 4 флотометрического анализа передаются данные о содержании твердого из плотномера 3 и параметры зависимостей К . (г), Кси;(г), Р 5. (г,1 с) из запоминающего блока 7. Если неравенство (4) выполняется, то на основании величины удельной аэрации, поступающей из вычислительного блока 8, и объемного расхода пульпы, измеряемого расходомером 2, определяется расход воздуха. Эта операция прово дится вычислительным блоком 12, Получен. ное значение передается в регулятор 18, а оттуда на исполнительный механизм 19, изменяющий положение шибера воздухопровода.Пример. Управление расходом воздуха 4 при флотации сульфидной медной руды во флотомашине при минутном дебите пульпы 9 м/мин, проводят по упрощенной методике, основанной на соотношении (8). Лабораторная флотомашина, в которой проводят кинетичский опыт, характеризуется значением удельноф аэрации = 15 см 6При средней крупности пузырька воздуха 0,8 мм и 1,5 мм подстановка скорости осаждения частиц по Стоксу в формулу (2) дает следующую зависимость для лабораторной и промышленной машины К н(г)=г(800 + 40000) ( ) (15000+60000В результате гранулометрического анализа найдено, что средняя крупность частиц в питании флотации составляет 38 мкм, т.е. К(г) =1,25; К (г) =0.74, Для достижения заданного извлечения меди, равного 80 О 4 от операции, в лабораторной машине оказалось необходимо 1.= 5 мин. Подстановка найденных параметров в формулу (8) дает5 125 55 -5,45 см0,745Затем определяется, не будет ли в полученных условиях флотация проходить в стесненных условиях. Расчет по формуле (3) для частиц среднего размера дает ся=0,37, т.е. выполняются условия свободной флотации (время подъема пузырька найдено как отношение глубины камеры к средней скорости подъема по Стоксу).Подстановка измеренных и расчетных параметров показывает, что неравенство (4) справедливо при объемном газосодержании не менее 7 О. что выполняется при определенной величине удельной аэрации.Таким образом, значение 5= 8,45 см и рассчитанный согласно (9) расход воздуха Я = 2,4 м/мин обеспечивают необходимые показатели флотации.Форму,га изобретенияСпособ управления процессом флотации, включающий определение распределения частиц и ценных компонентов по флотируемости и изменение степени аэрации и времени флотации, от,гичаюигийся тем, что, с целью повышения точности управления за счет учета распределения частиц по крупности, измеряют содержание твердого в пульпе, определяют классы крупности твердого и распределение частиц и ценных компонентов по флотируемости в каждом классе крупности, а степень аэрации и время флотации корректируют пропорционально найденным величинам распределения частиц и ценных компонентов по флотируемости в каждом классе крупности.Составитель В. ПерсицРедактор О. Спесивых Техред И. Верес Корректор М. МаксимишинецЗаказ 954/12 Тираж 527 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45П оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, л. ро , ул. П оектная, 4Р