Способ регулирования процесса гидравлической классификации

ОПИСАНИЕ Союз СоветскихсоциалистическихРеспублик 1) Дополнительное 2) Заявлено 22. 06 т,св 79 (2 4480/22-03 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -03 В 13/00 осударственный комите СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 150981. Бюллетень МЯ Дата опубликования описания 15,0981 И) 43( 622;765Ява 2) Авторы изобретен Б.Канунников, И.Г.Кузнецов, О.В.Кануни В.А.Шепелев 1) Заявитель 54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАН ГИДРАВЛИЧЕСКОИ КЗА ПРОЦЕССИ ФИ КАЦИИ-2 Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при автоматизации процесса гидравлической классификации фосфоритных и других руд, например в спиральных классификаторах,Известен способ регулирования процесса гидравлической классификации измельченных минералов в спиральном классификаторе путем стабилизации плотности и расхода слива эа счет изменения подачи исходной руды в мельницу и воды в ванну классиФикатора 1.Однако данный способ регулирова ния иэ-эа большого транспортного запаздывания по каналам "регулирующее воздействие - регулируемый параметр" не обеспечивает качественную стабилизацию указанных параметров классифика 0 ции. Так, при стабилизации плотности или расхода слива изменением подачи исходной руды в мельницу транспортное запаздывание по каналу "руда- слив классификатора" составляет 5- 6 мин, а при стабилизации этих параметров изменением подачи воды в классификатор транспортное запаздывание по каналу ивода классификатора - слив классификатора" - 1-1,5 мин. Следовательно, при колебаниях плотности,расхода и гранулометрического составаисходной пульпы время отклонения плотности и расхода слива от заданных значений составляет величину, не менеевремени запаздывания по указанным каналам. В случаях, когда период колебаний параметров исходной пульпы меньшевремени транспортного запаздывания,стабилизировать плотность и расходслива изменением подачи руды в мельницу и воды в классификатор невозможно. Таким образом, недостаточная точность стабилизации параметров сливане обеспечивает поддержание оптимального режима для разделения частиц вванне классификатора по заданной крупнасти,Известен также способ регулирования процесса гидравлической классификации, основанный на измерениифизических параметров слива, например крупности частиц, изменении удельного объемного расхода слива в зависимости от величины и знака отклонения крупности измеренного параметра.Этот способ позволяет сократить времятранспортного запаздывания по каналам "регулирующее воздействие - регулируемый параметр", довести егодо 7-10 с вместо 1-1,5 мин и, какследствие этого, повысить точностьрегулирования разделения минераловпо граничному классу и производительность классификатора, уменьшить потери полезных материалов со сливамиклассификатора 2).Однако для измерения средней крупности частиц в сливе, траектория движения которых в ванне классификатораимеет сложный характер, а крупностьих по отдельным участкам слива принимает различные значения, необходимо датчик грансостава перемещать повсему фронту слива или устанавливатьнесколько датчиков по фронту слива,что значительно усложняет техническую реализацию способа и снижает надежность процесса регулирования.Целью изобретения является повышение надежности процесса регулирования гидравлической классификации.Поставленная цель достигается тем,что измеряют объемный расход пульпы,подаваемой в ванну классификатора, иподдерживают его постоянным путемизменения подачи воды в ванну классификатора.При этом, в случае незначительныхколебаний плотности исходной пульпы(менее 5 от средн.го значения плотности) и наличия корреляционной связи между крупностью частиц слива иплотностью слива последний параметрвозможно стабилизировать изменениемудельного объема расхода слива.При работе классификаторов в условиях значительных колебаний плотности исходной пульпы (более 5 отсреднего значения параметра) разделение минералов по заданной крупности целесообразно осуществлять регулированием удельного объемного расходапропорционально изменению плотностислива.Вертикальная скорость движениячастиц (скорость осаждения) в классификаторе,=щ ( - , )где Щ - скорость свободного падения, м/с;Т - процентное содержание твердого в сливе, Ъ;Т - предельное содержание тверМдого при кубичесг:,й пространственной решетке, В,Горизонтальная скорость движениячастиц"Е О,85 нгде Н - напор, м;9 - удельный секундный объем О .слива, м/с, на один погонный метр, определяемый по формулегде Я - часовая производительностьклассификатора, считая потвердой фазе слива, т/ч;8 - ширина классификатора,м;р - вес единицы объема плотность слива, т/мНа Фиг.1-5 представлены векторныедиаграммы скоростей для частиц граничной крупности в зоне сливного порога спирального классификатора, гдеР - вектор вертикальной скорости о движения частиц;Ч е - вектор горизонтальной скорости движения частиц;Р - вектор результирующей скоростидвижения частиц; на Фиг.б - спиральный классификатор, общий вид; нафиг.7 - блок-схема устройства.На фиг.1 приведена векторная диаграмма, соответствующая оптимальному режиму классификации, характеризующаяся такими значениями и направ О лениями Я и Че , которые определяютнаправление результирующего вектораЧ скорости движения частиц граничной крупности на уровне сливного поРрога. При колебаниях плотности и щ расхода исходной пульпы изменяютсяплотность и расход слива, а, следовательно, значения Ч и ЧВ и направление ЧПри увеличении плотности пульпызначение Я уменьшается (фиг.2),Это приводит к изменению направленияЯ значительно выше сливного порогаи выходу более крупных частиц в слив.Уменьшение плотности пульпы увеличивает значение Я . Вектор Чр направлен ниже сливного порога (фиг.З), ив слив поступают частицы меньшейкрупности. При колебаниях расхода исходной пульпы изменяется значение Чекоторое также приводит к изменению 4 О величины и направления Чр (фиг.4 и 5).Иэ векторных диаграмм ясно, чтодля оптимизации процесса классификации необходимо обеспечить постоянствонаправления Рр , которое поддерживается в предлагаемом способе стабилизацией расхода исходной пульпы, устраняющей возмущение на процесс состороны этого параметра, и регулированием горизонтальной скорости движения частиц пропорционально их скорости осаждения. При этом стабилизацию расхода исходной пульпы обеспечивают изменением подачи воды в прием"ный желоб классификатора, а регулирование горизонтальной скорости движения - изменением удельного объемного расхода слива.Анализируя уравнения (2) и (3)видно, что горизонтальная скоростьдвижения частиц ЧЕ зависит от удель- Щ ного объемного расхода слива ц инапора Н, а удельный объемный расходот производительности по твердой фазе слива (О), ширины (В) клас"сификатора,плотности (Р) и содержау ния твердого (Т) в сливе, Анализ этихизмеряемого параметра слива-плотности, по величине отклонения которогорегулируют объемный расход слива,т.е. изменяют скорость горизонтального движения частиц, значительно.повышает надежность процесса регулирования поскольку измерение плотности суспенэии одним плотномером возможно осуществить не только по отдельным участкам слива, но и после всехсливиных порогов, т.е. обеспечить интегральную оценку этого параметраслива.Примером реализации способа является классиФикатор односпиральный.- 15 Классификатор фиг.б и 7) содержит корпус 1, на котором предусмотрено боковое. окно с приемным желобом 2 для загрузки исходной пульпы,спираль 3, предназначенная для транЯ спортировки песков к разгрузочномуокну 4, фронтальный порог. 5 для слива мелкой Фракции, желоб б и разгрузочный патрубок 7. В классификаторепредусмотрены боковые пороги слива,образованные окнами 8 и 9, слив искорость горизонтальных потоков через которые регулируются горизонтальными шиберами 10 и 1"., Установленными с внешней стороны корпуса 1 в направляющих 12 и перемещающихся припомощи исполнительного механизма 13.Для измерения плотности слива предусмотрен плотномер 14, а также Регулирующий прибор 15, соединенный с задатчиком 16. Для стабилизации расхода исходной пульпы предусмотренырасходомер 17, регулирующий прибор18, соединенный с задатчиком 19, исполнительный механизм 20, регулирующий клапан 21 и трубопровод 22 для40 подачи воды в приемный желоб классиФикатора,Исходная пульпа поступает в корпус 1 классификатора через приемныйжелоб 2, где происходит разделение4 частиц по граничной кРУпности. Частицы крупнее 0,5 мм осаждаются в пески и транспортируются спиралью 3вверх к разгрузочному окну 4 по наклонному днищу корпуса 1, откуда ониО направляются на склад готовой продук.ции или в мельницу на доизмельчениеЧастицы менее 0,5 мм поступают вслив классификатора и через пороги5,8 и 9 поступают в желоб б и черезразгрузочный патрубок 7 удаляютсяиэ классификатора на дальнейшую обработку. При увеличении расхода исуравнений показывает воэможность регулирования удельного объемного расхода слива и, следовательно, скорости горизонтального движения частиц эа счет изменения ширины В классификатора, точнее ширина слива классификатора фронта слива. Регулирование удельного объемного расхода за счет изменения ширины сливного порога целесообразно в случаях работы классификатора с производительностью по сливу ниже оптимальной.В предлагаемом способе фронт слива изменяют за счет применения дополнительных сливных порогов, установленных на боковых стенках ванны односпиральных или двухспиральных клас сификаторов, так как в большинстве случаев эти классификаторы работают с максимальной производительностью по сливу.Если на боковых сливных порогах установить горизонтально перемещающиеся шибера или другие регулирующие органы и при помощи их изменять фрон слива, то за счет изменения удельного расхода слива возможно управлять горизонтальной скоростью движения частиц, т.е. изменять значение вектора таким образом, чтобы при возмущениях по плотности и содержанию твердого и в исходной пульпе направление реэультатирующего вектора 7 было бы неизменным.Так, при увеличении плотности пульпы и уменьшении вектора Ыр направление Я восстанавливают уменьРшением вектора эа счет уменьшения удельного объемного расхода слива, т.е. увеличения бокового Фронта слива. При этом время нахождения частиц в ванне классификатора увеличивается, они успевают разделиться по граничной крупности при более высоком содержании твердого в горизонтальном потоке пульпы, и классификатор работает при увеличенной производительности по сливу.При уменьшении плотности пульпы значение Ч увеличивается и направРление И восстанавливают увеличением этого значения за счет увеличения удельного расхода, т.е. уменьшении бокового Фронта слива. В этом случае время разделения частиц в классификаторе уменьшается.Таким образом, при стабильном рас ходе и колебаниях плотности, содержании твердого и гранулометрического состава исходной пульпы и, следовательно, производительности классификатора за счет регулирования скорости горизонтального движения частиц пропорционально скорости их осаж" дения возможно стабилизировать на-правление вектора результирукзцей скорости, т.е. обеспечить разделе" ние частиц по граничной крупности. При этом использование в качестве ходной пульпы от заданного эадатчиком 19 значения сигнал с расходомера 17 поступает на регулирующий прибор 18, который через исполнительный механизм 20 и регулирующий клапан 21 уменьшает подачу воды в желоб 2 классификатора, Ана."лгично при уменьшении расхода регулирующийу прибор 18 увеличивает подачу воды ивосстанавливает заданное значение расхода. При этом запаздывание по каналу "расход воды - расход пульпы" составляет 5-7 с,.При увеличении плотности слива, измеряемой плотномером 14, регулирующий прибор 15 через исполнительный механизм 13 одновременно перемещает горнэонтальные шибера 10 и 11 в сторону увеличения фронта слива и уменьшения удельного расхода слива и го ризонтальной скорости частиц.Перемещение шиберов 10 и 11 в сторону увеличения фронта слива происходит до тех пор, пока сигнал обратной связи (СО 23, поступающий с исполнительного механизма 13 на регулирую щий прибор 15, обеспечит компенсацию сигнала, поступающего с плотномера 14,При этом удельный объемный расход и скорость горизонтального движения частиц должны принять такие умень шенные значения, которые соответствуют разделению частиц по граничной крупности 0,5 мм, но при большейплотности пульпы. При уменьшенииплотности слива регулирующий прибор р 15 перемещает горизонтальные шибера 10 и 11 в сторону уменьшения фронта слива и увеличения удельного объемного расхода и горизонтальной-скорости движения частиц до тех пор, пока режим разделения будет соответствовать поступлению в слив частиц той же крупности. При этом запаздывание по каналу "удельный объемный расход слива - плотность слива" составляет 7-10 с, а надежность повышается более чем в два раза, таккак для интегральной оценки крупности частиц в общем сливе необходимо применить вместо одного плотномера не менее двух гранулометров.Использование предлагаемого способа регулирования уменьшит выход класса 0,5 мм в слив классификатора в среднем с 3,5 до 1,5 и выхода класса 0,5 мм в пески с 13,6 до 5,5, За счет этого повышается на 1-1,5 выход и содержание Р О . в концентрате, а также производительность классификатора по сливу с 85 до 110 т/ч, т.е. на 30.Формула изобретенияСпособ регулирования процессагидравлической классификации в аппаратах с горизонтальным потоком,.основанный на измерении физическихпараметров слива, например крупностичастиц, изменении удельного объемного расхода слива в зависимости отвеличины и знака отклонения измеренного параметра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности процесса регулирования, измеряют объемный расход пульпы, подаваемой в ванну классификатора, иподдерживают его постоянным путем изменения расхода воды в ванну классификатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Олевский. Конструкции и .расчет механических классификаторови гидроциклонов, М., ГНТИ, 1960,с.208.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2729870/22-03,кл. В 03 В 13/00, 1979 (прототип)сн 4 лиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул,Проектная,4 каз 7631/7 Тираж 628 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра