Способ управления многостадийным процессом обогащения железных руд

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 О 15910 ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ ЕТ ко- лектфаб-. каР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Криворожский ордена ТрудовогоКрасного Знамени горнорудный институт(56) 1. Авилов-Карнаухов Б.Н Зибровский Г.Г. Метод определения эномических режимов потребления эроэнергии на рудообогатительныхриках. - Промышленная энергети9 4, 1979, с,.3-4.2. Авторское свидетельство СССРР .780889, кл. В 03 В 13/04, 1979(54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГО -СТАДИЙНЬМ ПРОЦЕССОМ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД,включающий стадии измель-.чения в шаровых мельницах, классификацци и магнитной сепарации, основанный на измерении производительностипроцесса, содержания готового классапо стадиям классификации и в концентрате, процентного содержанияжелеза в хвостах, расхода воды постадиям, определении динамическихкоэффициентов флуктуации производительности процесса, .содержанияготового класса по стадиям классификации и в концентрате и процентного содержания железа в хвостахи изменении расхода руды и воды,о т л и ч а ю щ и й с я ,тем, что,с целью повышения точности управления,дополнительно измеряют расход электроэнергии по каждой стадии и попроцессу в целом,.объемное заполнениешаровой мельницы первой стадии, давление пульпы на входе каждой стадии,определяют коэффициент измельчаемости по кажцой стадии как величину отношения расхода электроэнергии кпроизводительности стадии и содержанию готового класса по стадиямклассификации, динамические коэфФициенты Флуктуаций расхода электроэнергии по каждой стадии и процессу в целом, объемного заполнения ша"ровой мельницы, давления пульпы.навходе каждой стадии и задают пропорционально .величине коэффициентовизмельчаемости каждой стадии и всего процесса производительность процесса по стадиям, шаровую загрузкуи расход воды, а по динамическим коэффициентам флуктуации производи-. тельности процесса, объемного заполнения шаровой мельницы первой стадии, расхода электроэнергии пер вой стадии, содержания готового класса по первой стадии классификации, процентного содержания железа в хвостах корректируют задан" пффф ную производительность и расход во- (юфю ды в шаровую мельницу и в первую " стадию классификации, по динамичес- ф ким коэффициентам флуктуации давле- Яд ния пульпы на входе стадии, расхода электроэнергии и содержанию готово . ЙФ ,го класса соответственно цо второй вЫ и третьей стадиям и процентного содержания железа в хвостах корректи- виюле руют расход воды и заданную производи- . тельность каждой стадии, по динамическим коэффициентам содержания готового класса в концентрате и сум- ф, марного расхода электроэнергии по процессу в целом формируют расход электроэнергии процесса.Изобретение относится к автоматическому управлению многостадийнымпроцессом обогащения руд на обогатительных комбинатах в условиях обогащения труднообогатимых руд и изменяющегося состояния технологическогооборудования,Известен способ управления многостадийным процессом обогащенияруд, заключающийся в том, что удельные расходы электроэнергии опреде Оляются по величине шаровой загрузки и производительности мельницы 111.Недостатком такого способа управления рудообогатительной фабрикой 15по режимам энергопотребления является то, что в виду малой точностиопределения шарового заполнения имеют место частые отклонения парамет"ров технологического процесса от оптимальных значений и, как следствие,большие потери полезного компонента,малый выход и низкое качество концентрата, большие потери электроэнергии. 25Известен также способ управлениямногостадийным процессом обогащенияжелезных руд, включающий стадии измельчения в шаровых мельницах, классификации и магнитной сепарации, основанный на измерении производительности процесса, содержания готовогокласса но стадиям классификации и вконцентрате, процентного содержанияжелеза в хвостах, расхода воды постадиям, определении динамических 3-коэффициентов флуктуации производительности процесса, содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате и процентногосодержания железа в хвостах и изменении расхода руды и воды 2.Недостатком известного способаявляется то, что при изменении содержания труднообогатимых руд в исходной руде не учитывается измельчае;мость руды по стадиям. Кроме того,с изменением состояния мелющих тели футеровки мельниц ухудшается качество работы мельниц, а, следовательно, уменьшается производительность линии по исходной руде,происходит увеличение удельного расхода электропотребления процессомобогащения, что приводит .к снижениюточности управления и, как следствие, увеличению расхода электроэнергии и снижению производительностипроцесса.Целью изобретения является повышение точности управленияПоставленная цель достигается тем, 6 Очто согласно способу управления многостадийным процессом обогащения же.лезных руд, включающему стадии измельчения в шаровых мельницах, классификации и магнитной сепарации, ос у нованному на измерении производительности процесса, содержания готового класса по стадиям классификации и в концентрате, процентногосодержания железа в хвостах, расхода воды по стадиям, определениидинамических коэффициентов флуктуации производительности процесса,содержания готового класса по стадиям классификации и в концентратеи процентного содержания железа вхвостах и изменении расхода руды иводы, дополнительно измеряют расходэлектроэнергии по каждой стадии ипроцессу в целом, объемное заполнение шаровой мельницы первой стадии, давление пульпы на входе каждой стадии, определяют коэффициентизмельчаемости по каждой стадиикак величину отношения расхода электроэнергии к производительности стадии и содержанию готового класса постадиям классификации, динамическиекоэффициенты флуктуаций расходаэлектроэнергии по каждой стадии ипроцессу в целом, объемного заполнения шаровой мельнИцы давленияпульпы на входе каждой стадии и задают пропорционально величине коэфФициентов измельчаемости каждой стадии и всего процесса производительность процесса по стадиям, шаровуюзагрузку и расход воды, а по динамическим коэффициентам флуктуации производительности процесса, объемного заполнения шаровой мельницыпервой стадии, расхода электроэнергии перВой стадии, содержания готового класса по первой стадии клас"сификации, процентного содержанияжелеза в хвостах корректируют заданную производительность и.расходводы в шаровую мельницу и в первуюстадию классификации, по динамическим коэффициентам флуктуации давления пульпы на входе стадии, расхода электроэнергии и содержанию готового класса соответственно по второйи третьей стадиям и процентного содержания железа в хвостах корректируют расход воды и заданную производительность каждой стадии, по динамическим коэффициентам содержанияготового класса в концентрате и суммарного расхода электроэнергии попроцессу в целом формируют расходэлектроэнергии процесса. Таким образом, управление многостадийным процессом основано на следующих предпосылках. При обогащении руд с различными текстурными и физико-механическими свойствами и заданном раскрытии зерна по стадиям энергоемкость процесса и ее энергопотребление пропорционально приращению Р 0 0-1 р по стадиям и зависит от коэффиьиента измельчаемости.фэ.чКдод одфдР.оа 1 оо 65 При постоянных значениях производительности гранулометрического состана, шарового заполнения и объемного заполнения .рудой шаровой мельницы первой стадии .обогащения расход электроэнергии пропорционален коэффициентуизмельчаемости где йИ ч - расход электроэнергии,измеренный за периодвремени Т;д Я" изменение производительности процесса запериод времени Т 1 .Ьр.оооо - содержание класса0,070 мм в сливе классифицирующего аппарата 1Е - коэффициент, зависящийот установленной (дляданной обогатительнойфабрики) величины удельного расхода электроэнергии;Т - период стационарностипроцесса,. равный от 1 до 14 ч и зависящий от процентного содержания разновидностей руд, поступающих на.обогащение.При стабилизации производительности многостадийного процесса обогащения по исходной руде,коэффициент.К мЬжет служить косвенным параметром, характеризующим режим работы процесса и его стадий. В то же время, если на входе многостадийного процесса процентное содержание труднообогатимых руд изме, няется, то соответственно ему изменяются следующие параметры: объем" ного заполнения шаровой мельницы первой стадии, гранулометрический состав в сливах классифицирующих аппаратах 1, П и Ю стадий обогащения, процентное содержание магнитного железа в хвостах и расход электроэнергии по стадиям, т,е. динамика изменения во времени перечисленных параметров также может быть. положена в основу коррекции режимов .работы многостадийного процесса и трех ее стадий обогащения. Динамика флуктуации параметров, характеризующих режимы работы процесса, может быть определена следующим образом:Ч= -Елл Хгде 6 " максимальное значение модуля сигнала датчика, измеряющего контролируемую вед личину;Х - максимальное значение мо.- дуля производной сигнала ошибки этого датчика. Тогда динамический коэффициентизменения флуктуаций расхода элект",роэнергии эа время Т может быть косвенныа показателем, характеризующимкоэффициент измельчаемости и разно 5 видности руд, поступающих на измельчение - классификацию и обогащение.На чертеже схематически показанасхема автоматического управления процессом.Многостадийный процесс обогащенияжелезных руд включает три стадии из- мельчения в шаровых мельницах, тристадии классификации и магнитной сепарации.15 Система содержит шаровую мельницу 1 с приводом 2, в которую руда поступает системой конвейерных линий 3с приводом 4, классификатор 5 с при-,.водом б, магнитный сепаратор 7 с2 О приводом 8, зумпф 9. Эти технологические элементы линии используютсяна первой стадии измельчения - клас-.сификации и сепарации,Во второй стадчи обогащения.исполь 25 зуются насосный агрегат 10 с приво,цом 11, гидроциклон 12 диаметром100 мм, шаровая мельница 13 с приводом 14,. дешламатор 15, магнитные сепараторы 16, 17, зумпф 18.В третьей стадии обогащения рудиспользуются насосный агрегат 19 сприводом 20 гидроциклона 21 диаметром 350 мм, шаровая мельница 22, дешламатор 24 с приводом 23, магнит- ные сепараторы 25, 26.Система содержит цифровую комбинированную систему управления первой стадии обогащения, включающуюдатчик 27 автоматических конвейерных весов; датчик 28 объемной за 40 грузки шаровой мельницы 1 рудой,датчик 29 гранулометрического состава слива классификатора 5, микропроцессорный комплекс 30, исполнительный механизм 31, изменяющий45 воду в шаровую мельницу, исполни-тельный механизм 32, изменяющийводу в классификатор, датчик 33 процентйого содержания магнитного железа в хвостах, устройство 34 автома 5 О тической подачи шаров в мельницу 1.Цифровая комбинированная системауправления второй стадией обогаще-.ния включает датчик 35 давления,датчик 36 грануломет 1 ического состава слива гидроциклона диаметром500 ммдатчик 37 процентного содержания магнитйого железа сливадешламатора 15, исполнительный механизм 38, изменяющий воду в зумпф 9,микропроцессорный комплекс 39. Циф"60 ровая комбинированная система управления третьей стадии включает датчик40 давления, датчик 41 гранулометрического состава слива гидроциклона диаметром 350 мм, датчик 42 процентного содержания магнитного желе 1015910за слива дешламатора 24, исполнитель.ный механизм 43, изменяющий воду взумпф 18, микропроцессорный комплекс 44, датчик 45 процентного содержания гранулометрического составав концентрате. На гриводах 2,6,8,511 и т.д. обогатительных агрегатовустановлены счетчики расхода электрической энергии датчиков 46-56. Сигналы с датчиков поступают на сумма,тор 57, где сигналы обрабатываются 10и суммируются по каждой стадии 1,и по всей линии в целом. Сумматор 57 связан с компаратором 58,в котором устанавливается заданныйрасход электроэнергии, вычислительным микропроцессорным устройством 59,прогнозирующим расход электроэнергии на период Т 1, Т 2 и корректирующий работу цйфровых комбинированных систем управления 30, 39, 44. 20Управление многостадийным процессомобогащения руд по параметрам энергопотребления осуществляется путемвоздействия на производительностьпроцесса, путем изменения подачи 25шаров в мельницу 1, расхода воды вмельницу 1 и классификатор 5, расхода воды в зумпфы 9,.18,производительность,"деековых насосов 10,19.Оптимальное заполнение шаровоймельницы 1 рудой и водой поддержи-.,;вается путем,.цзменения скоростипривода 4 койвейерных питателей 3и изменения положения исполнительного механизма 31 с помощью цифровойкомбинированной системы управленияпервой стадией, построенной на микропроцессорном комплексе 30,Микропроцессорный комплекс 30 выра.батывает сигналы оптимального расхода руды и воды в мельницу по сигналу датчиков 27,28,29,33, посту,пающие на вход комплекса 30,При этом в микропроцессорном комплексе 30 по сигналам датчиков 27-30;рассчитывается в мо 4 ерты времениТ, Т 2 содержание готового класса Х в сливе классифицирующего,аппарага 5 первой "стадии, производительность линии йо исходно рудеХ, расход электроэнергии Х и по 50этим величинам по формуле т 1 5аках 00101рассчитывают коэффициент измельчаемости,Если коэффициент К.ФК д, топринятые значения загрузки шаровоймельницы шарами и заданное значениерасхода воды в шаровую мельницупервой стадии, принимается в соот.ветствии,с технологической картой,занесенной в память микропроцессорного комплекса 30.65 Если коэффициент КК., то принятые значения загрузки шаровой мельницы шарами и заданное значение расхода воды в шаровую мельницу первой стадии принимается по технологической карте для труднообогатимых рудЕсли коэффициент КсК ,то принятые значения загрузки шаровой мельницы. шарами и заданное значение расхода воды в шаровую мельницу первой стадии принимается по технологической карте для легкообогатимых РудеДля второй и третьей стадий обогащения микропроцессорные комплексы 39 и 44 по информации датчиков 36, 49, 50, 51, 52и 41 с 53 54 55 ю 56 определяют содержание готового класса в сливе классифицирующего аппарата Х О О второй стадии обога 12Й щения, расход электроэнергии Ф -ц вто-, рой стадии и аналогично определяютя%- по третьей стадии обогащения и рассчитывают коэффициенты,измельчаемости для второй и третьей стадийП эчТ ЕХП Х 12%Ик = эчЦРХ- ХЯ -ОО ОВеличины Х - и Х - определяются метоЯдом баланса или рассчитываются повеличине датчиков расходомеров, установленных на входных патрубкахгидроциклонов 12 и 21,В соответствии с технологическими картами, нанесенными в память микропроцессорных комплексов 39 и 44,Ппо коэфФициентам К К- К- )Кт" задф т задК-ск-; кЕК- к-)к- к-скП П Е В %й Жт зад, т . за 1 т зад .тс зсдвыбираются максимальные производи-тельности песковых насосов 10,19.Аналогичный микропроцессорныйкомплекс 59. по информации датчиков27, 45 и сумматора 57 рассчитываютследующим образом:ЛдЭ.Ч- 45й -ОО ОПо коэффициентам КК, К К"ал дК сК в соответствий с технологйческой картой задается оптимальное значение производительностимногостадийного процесса обогащения, Коррекция управляющих воздействий выполняется микропроцессорными комплексами 30, 39, 44, 59 по величинеи знаку, рассчитанных динамических коэффицйентов флуктуации сигналов, поступающих с датчиков27-29, 33,.35-37, 40-42 и суммирующего устройства 57 в следующейпоследовательности,Микропроцессорный комплекс. 30 поинформации датчиков 27, 28, сумматора 57, датчиков 29, 33 определяет .следующие динамические коэффициенты:производительности процесса,М - объемногс заполнения шаровоймельницы; з - расхода электроэнер-. 10гии первой стадии изМельчения классификации магнитной сепарации, М 4процентного содержания магнитногожелеза в хвостах.при изменении разновидности Руд, 15поступающих на измельчение, изменяются коэффициенты 1, М 2 , 4,Пусть на обогащение поступаюттолько вкрапленные руды (труднообогатимые). Суммарный коэффициент1 =1 +9+ 1 М д и микропроцессор 2 Зный комйлекс 30 выдает команду науменьшение производительности многостадийного процесса, Сигнал смикропроцессорного комплекса 30поступает на вход тиристорного преобразователя привода 4, которыйуменьшает обороты двигателя конвейерных линий 3. При изменении (увеличении) Содержания труднообогатимыхруд в исходной руде изменяется 30(уменьшается) содержание готовогокласса на сливе классификатора 5.При этом 4 1 , и микропроцессор 4 4 зсный комплекс 30 выдает команду наизменение подачи воды на классификатор 6 путем изменения положенияисполнительного механизма 32 такимобразом, чтобы ) =М. Так какразновидность руд может меняться втечение суток в широких пределах, 40то Вследствие этого изменяется,содержание . раскрытых зерен и увеличиваются потери железа в хвостах,При этом 1 ) М а, микропроцессорныйкомплекс 30 вйдает команду на изменение дополнительной подачи воды вмагнитный сепаратор 7 таким образом р чтОбы 1 - 1)5 за,При переходе от тонковкрапленных(труднообогатимых) руд к широковкрапленным рудам (легкообогатимым) увеличивается содержание готового класса в сливе классификатора 5. Вследствие этОГО 11("11 зад 1 )2 2 задМ с 4 ч зад и микропроцессор 3 3 ЗсФА ф 4ный комплекс .30 выдает команду наувеличение производительности много-стадийного процесса по исходной руде (увеличение скорости конвейерныхлиний 3) и выдает команду на коррекцию подачи воды в мельницу (исполнительный механизм 31) до 2=12 з,:4З З ЗаД4 4 ЭаДТакая коррекция позволяет оптимизировать режимы работы измельчительного комплекса первой стадии обо-. 65 гашения по вьходу.готового класса ,070,мм в сливе классификатора 5 и минимизировать потери магнитного железа в хвостах магнитного сепаратора 7.Для поддержания в оптимальных пределах режима работы второй стадии обогащения микропроцессорного комплекса 39 по информации датчиков 35, 36, 37 и сигналов сумматора 57 определяют следующие динамические коэффициенты: ) - давления пульпы на входе пескового насоса 10, Ч в , гранулометрического состава слива гидроциклона 12 диаметром 500 мм, ЧВ процентного содержания магнитного железа в хвостах слива дешламатора 15 и э - расхода электроэнергии второй стадии обогащения, суммарный экономический коэффициент стадии: ) Й ь+ф+ 8В случае переработки труднообо- Гатимых тонковкРапленных РУДМ-и)- ад, что свидетельствует о значительнбм нарушении режима работы второй стадии по выходу процентного содержания - 0,070 готового класса стадии и содержания магнитного железа в хвостах магнитного сепаратора 17 и "лике дешламатора 15. В этом случае микропроцессорный комплекс 39 выдает команду на изменение давления на входе в гидроциклон 12 путем увеличения. воды в зумпф 9 изменением положения заслонки 38 и коррестирует :(увеличизает) обороты привода 11 пескового насоса 10 от номинальных. Эффективность классификации (содержание готового класса - 0,070 мм в сливе гидроциклона диаметром 500 мм )соответствует норме. Увеличивается содержание класса - 0,070 в песках гидроциклона 12 от шаровой мельницы 13, увеличивается степень измельчения и 19=19 Зад 1 Е = -В зад.Аналогично регулируют. режимы работы в третьей стадии обогащения путем расчета микропроцессорным комплексом 44 динамических коэффициентов по информации датчиков 40-42 и сигналов сумматоров 57Учитывая, что Чо - коэффициент давления на выходе пескового насоса 19, ) - гранулометрического состава слива батареи гидроциклона 21 диаметром 350 мм, 1 - процентного содержания магнитйого желеэа в хвостах слива дешламатора 24 и магнитного сепаратора 26, )1 з - расхода электроэнергиив третьей стадии обогащения и суммарный динамический коэффициент стадии,Н- = ) +11 42 13При изменении текущего содержания готового класса - 0,070 мм в сливе батареи гидроциклона 21 от заданного 1 М За и );Ф 4;, З, 1015910 10прогнозируемое значение расходаэлектроэнергии по линии, зависящее от коэффициента измельчаемости, заданной за период производительности, характер раскрытия зерна по 20 микропроцессорный комплекс 44 вЬщает команду на изменение (увеличение) подачи воды (путем изменения положения заслонки 43) в зумпф 18, корректируют (увеличивают) обороты привода 20 пескового насоса 19. 5Контроль расхода электроэнергии по стадиям обогащения и в целом по секции, управление электропотреблением осуществляется микропроцессорным комплексом 59 по сигналам датчи О ков 46-56, поступающих на вход сумма" тора 57.На вход сумматора поступает сигнал от компаратора, лимитирующего уровень расхода электроэнергии по 15 стадиям и линии в целом.Микропроцессорный комплекс 59 определяет по формуле ЮИссу - 0,070 мм в концентрате икоэффициента удельного расходаэлектроэнергии.Рассчитанное значение Юзаносится в память микропроцессорного комплекса и является лимитирующимуровнем расхода электроэнергии полинии в компараторе 58,Микропроцессор вычисляет динамические коэффициенты Флуктуации содержания готового класса в концентрате Мз , суммарного расхода электроэнергйи по линии Ч( и их суммуЧ=1 вк+4 ч и сравнивает с заданнымлфЛЭаЕсли фзбн) 4, (случай переработки труднообогатимых руд)уровень расхода электроэнергии вкомпараторе увеличивают и в случаелзад(лт (случай переработки легкообогатнмых руд) уровень расходаэлектроэнергии в компараторе 58уменьшают.Использование изобретения позволя.ет повысить выход концентрата,уменьшить потери железа в хвостахи расход электроэнергии.1015910ВНИИПИ Закаэ 3264 Тираж 580 Подписн Фнлнал ППП "Патентф, г.ужгород,ул,Проектная,4