Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации

(22) Заявлено 05. 05,80 (21) 2921322/22-03с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 230132. Бюллетень Ио 3Дата опубликования описания 23.01.82 11 М 1(п 3 В 03 В 13/04 Государственный коинтет СССР ио делан изобретений и открытий(72) Авторь изобретения,Ю.П. АстаФьев, В.С. Моркун, В.П. Хорольскф и Ю.А, Хватов ЮХЕНТНОФ ффтйкннце:е 13 1 Криворожский ордена Трудового Красного Зн горнорудный институт Министерства высшего и среднего специального образования Украи(71) Заявитель скойЩОИ,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОММАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ Изобретение относится к автоматическому оптимальному управлению процессом обогащения Ферромагнитных материалов и может быть. использовано .при переработке.руд с изменяющимисяФизико-механическими и химико-минералогическими свойствами.Известен способ обогащения ферромагнитных материалов,. включающийпредварительную флокуляцию перерабатываемого сырья 11,Недостатком известного способаявляется то, что при неконтролируемыхпараметрах процесса Флокулообразования происходит, загрязнение образовавшихся флокул частицами пустойпороды и, как следствие, имеют местобольшие потери железомагнетита вхвостах обогатительного аппарата.Известен способ автоматическогоуправления процессом магнитной сепарации, основанный на измерении магнитной восприимчивости исходного материала и концентрата и изменениинапряженности магнитного поля и расхода воды в процессе 2,При изменении типа обогащаемогоматериала, отличающегося разностьюмагнитной восприимчивости входящих,в него минералов,.происходит умень-,. шение извлечения железамагнетита вконцентрат.Цель изобретения - повышение извлечения железомагнетита в концентрат.Поставленная цель достигается тем,что на исходный материал воздействуют ультразвуковыми колебаниями дополнительно измеряют магнитную восприимчивость, коэффициент. затуханияультразвуковых колебаний и скоростьего изменения в исходном материале,определяют разность величины магнитной восприимчивости.до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями, отношениевеличины магнитной, восприимчивостиконцентрата .и исходного .материала,отношение разности текущего и заданного значений .коэффициента затухания ультразвуковых колебаний .к зна"чению скорости изменения коэффициента затухания и по величине разности магнитной восприимчивости дои после воздействия на исходный ма териал ультразвуковыми колебаниямиизменяют интенсивность колебаний,по величине отношения магнитной восприимчивости концентрата и исходного,материала изменяют,:напряженность маг- ЗО нитного поля, а по величине.отношеия раз нОсти тек ущеГО и 3 адсйн НОГОзначений коэффициента затухания и.:корости его изменения корректируютрасход воды в процессе магнитной сепарации,На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления процессом магнитной сепарации,реализующей способ.Объектом управления. являются работающие параллельно обогатительныеаппараты 1. Система автоматическогоуправления процессом магнитной сепарации содержит магнитострикционныйпреобразователь 2, который подключенк выходу управляемого генератора3 мощных ультразвуковых колебаний,вход которого через регулятор 4 интенсивности ультразвуковых колебанийсвязан с выходом первой измерительной схемы 5,ко входу которой подключен первый датчик б магнитной восприимчивости, и одним из входов схемы 7 соотношения, другой вход которой через вторую измерительную схему 8 соединен со вторым датчиком 9магнитной восприимчивости, а выходсхемы 7 соотношения через последовательно соединенные экстремальный регулятор 10 напряжен 5 Ости магнитногополя и преобразователь 11 мощностисвязан с электромагнитной системой12, задавилй генератор 13, к которому подкдючен излучающий пьезоэлемент 14, приемный пьезоэлемент 15,связанный через приемник 1 б со входом г;.числительного блока 17, выходкоторого через последовательно сое,циненн.е регулятор 18 расхода водыи исполнительный механизм 19 связана клапаном 20 расхода воды в обогатительный аппарат 1,Система автоматического управления процессом магнитной сепарацииработает следующим образом.Исходный материал, поступающий наОбогащение в обогатительные аппараты 1 подвергается воздействиюультразвуковых колебаний, вырабатываемых угравляемым генератором 3мощных ультразвуковых колебаний иизлучаемых в поток пульпы посредством магнитострикционного преобразователя 2. ферромагнитное тело состоит из множества областей - доменов, каждая из которых намагничена в некотором направлении до насыщения. В ненамагниченном материале векторы намагнич=нности доменов ориентированы беспорядочно по всем направлениям или каким-либо другим образом, но так, что намагниченности образца в целом не возникает. Внешнее поле изменяет лишь направление намагниченности.в данном объеме, не влияя на ее величину, Магнитный момент каждого из доменов определяется величиной и направлением намагниченности домена и его .объемом. Намагниченность ферромагнитного образца, частьюкоторого является домен, может изменяться за счет изменения направления намагниченности домена - "вращения" или изменения. объема домена"смещения границ" и определяетсявыражением 4: б"з 7)Х 5 зл 6 б"6 Савс 7)Я=1 Д 5 ЛПлЫлд 1л 1Щ= гдеи Ч - соответственно намагниченность и объем 15 и-го домена, 9 - уголмежду 3 т, и направлением поля;объем тела.Члены, содержащие оО относятсяк намагниченности, вызванной "вращением" домена, а включающие оЧ"смещением границ".Положение доменной границы приданной величине магнитного поля Нзависит от величины граничной энергии т определяемой уравнением где А - интеграл обмена;постоянная решетки;постоянная анизотропии;упругое напряжение;35ХЗ - постоянная магнитострикции;В - величина, зависящая от характера доменных соседств.Смещению доменной границы при изменении магнитного поля препятствуют4 О потенциальные барьеры, обусловленныеградиентом граничной энергии вдольнаправления х 1 движения границы, т.е,величиной . Понимая под 6 сумд 3"схму внутренних О; и внешних Д на"пряжений и дифференцируя (2) по хможно получить 66.3 , ГАИ 50 Отсюда видно, что при увеличениивнешних напряжений градиент граничной энергиидуменьшается, облегдх,чая тем самым движение. границы в направлении, обусловленном магнитнымполем.Магнитное обогащение. основано наразличном поведении минеральных зерен в магнитном поле в зависимостиот их магнитных свойств. При этом эффективность разделения полезного у компонента и пустой породы зависитот разности их магнитных восприимчивостей. И поскольку магнитная вос-приимчивость железосодержащих минералов колеблется в широком диапазоне,. а напряженность магнитного поля сепаратора является величиной постоянной, и потому оптимальной только для определенного минерала, имеют место большие потери полезного компонента в хвостах обогатительного аппарата.Отсюда следует, что целесообразно подавать наобогащение исходный материал, однородный с точки зрения разности магнитных свойств, составляющих его минералов.В то же время величина изменения 15 магнитной восприимчивости исходного материала под воздействием механических напряжений в поле ультразвуковых колебаний зависит от характера доменных соседств Э т.е. характе- Щ ра.вкрапленности полезного компонента,Таким образом, под воздействием ультразвуковых колебаний магнитострикционного преобразователя происходит разделение минералов (в случае неполного завершения этого процесса на предыдущих .стадиях технологического.процесса) и изменение магнитной восприимчивости железосодержащего минерала в исходном материале.Первый датчик б магнитной восприимчивости, включенный в первую измерительную схему 5, измеряет магнитную восприимчивость исходного материала Хпосле воздействия на него ультразвуковых колебаний.Разность измеренного текущего и базового значений магнитных восприимчивостей исходного материала с пер О вой измерительной схемы 5 поступает на регулятор 4 интенсивности ультразвуковых колебаний, который посредством управляемого генератора 3 мощных ультразвуковых колебаний поддерживает Х постоянной. Эффективность разделения минералов в магнитном поле обогатительных аппаратов 1 значительно возрастает в случае предварительной флокуляциичастиц полезного. компонента. Процесс флокуляции определяется напряженностью внешнего магнитного поля содержанием и магнитной восприимчивостью полезного компонента, а также плотностью исходного материала, случайные флуктуации этих параметров приводят к попаданию частиц пустой породы во флокулы и, как следствие, к уменьшению извлечения полезного 40 компонента в Концентрат. Управляемыми параметрами процесса магнитной флокуляции являются скорость флокулообразования и качество, т.е. чистота флокул. 65 При этом максимальное увеличение железомагнетика в концентрате достигается при неизменной скорости флокулообразования и определенном размере флокул, что достигается соответственно управлением плотностью пульпы и напряженностью магнитного поля воздействующего на исходный матЬ- риал.С этой целью задающий генератор.13 вырабатывает видеоимпульсы синусоидальных электромагнитных колебаний, которые излучающим пьезоэлементом 14 преобразуются в упругие колебания среды ультразвуковой час- . тоты. Длина волны ультразвуковых колебаний выбирается соизмеримой с размером гранул исходного материала. Приемный пьезоэлемент 15 принимает прошедшие через поток пульпы ультразвукОвые колебания, а.приемник 16 усиливает принятый сигнал и определяет коэффициент затухания М ульт- развуковых колебаний как отношение амплитуды излучаемого А и приня 1того сигналов А 1АхА 1Вычислительный блок 17 осуществляет вычисление величины 9А= х1 "Ъю"где 1. - текущее значениекоэффициента. затухания ультразвуковыхколебаний;базовое значение коэфЪфициента затуханияультразвуковых колебаний;х= - реальная производнаядавеличина б т.е.скорость измененияВычисленное значение 9характеризующее динамику изменения размеров флокул, поступает на регулятор 18 расхода воды, который управляя посредством исполнительного механизма 19 положением. клапана 20 расхода воды в обогатительный аппарат 1,стабилизирует скорость процесса флокулообразования.Одновременно схема 7 соотношения ,определяет отношение о", магнитной восприимчивости концентрата Х измененной вторым датчиком 9 магнитной восприимчивости включением во вторую измерительную. схему 8 и магнитной восприимчивости,.исходного материала Х после воздействия на него ультразвуковых колебанийуф3 Т 1ХВ зависимости от величиныо, экстремальный регулятор 10 напряжен 899131ности магнитного поля посредствомпреобразователя мощности 11 и электромагнитной системы 12 управляетнапряженностью магнитного поля,воздействующего на исходный материалтаким образом, чтобы обеспечить оптимальное с точки, зрения соотношения чистоты и размеров образующихсяфлокул его значение и, тем самым,обеспечить максимальный выход полезного компонента в концентрат.Способ автоматического управления процессбм магнитной сепарациипозволяет повысить извлечение железомагнетика в концентрат на О;50,6,Формула изобретенияСпособ автоматического управления процессом магнитной сепарации, основанный на измерении магнитной восприимчивости исходного материала и концентрата и изменении напряженности магнитного поля и расхода води в процессе, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения извлечения железомагнетита в концентрат, на исходный материал воздействуют ультразвуковыми колебаниями, дополнительно измеряют магнитную восприимчивость коэффициент затухания ультразвуковых колебаний и скорость его изменения в исходном материале, определяют разность величин магнитной восприимчивости до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями, отношение величин магнитной восприимчивости концентрата.и исходного материала, отношение разности текущего и заданного значений коэффициента затухания ультразвуковых колебаний к значению скорости изменения коэфФициента затухания и по величине разности магнитной восприимчивости до и после воздействия на исходный материал .ультразвуковыми колебаниями изменяют интенсивность колебаний,по величине отношения магнитной воспри имчивости концентрата и исходногоматериала изменяют напряженность магнитного поля, а по величине отношения разности текущего и заданного значений коэффициента затухания и ;Щ скорости его изменения корректируютрасход воды в процессе магнитной сепарации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кармазин В.В. Исследованиемагнитоадгеэионной сепарации пород,Диссертация на соискание степенид-ра техн, наук, М., 1975, с. 21.2. Марюта А Н. Автоматическая30 оптимизация процесса обогащения рудна магнитообогатительных Фабриках,М., "Недра", 1975, с. 198 (прототип)899131 оставитель В, Персицехред Ж. Кастелевич Корр актор А. Иандо Синицка каз 12002/ фи ент", г. Ужгород, Ул. Проектна ППП ВНИИП по 3035, 93 твенного обретенийТиражГосударелам изосква,Подписное омитета ССС открытий кая наб., д