Способ контроля процесса помола в шаровой мельнице

СООЗ СОПЕ СгХ СОЦИАГ 1 ИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК О 2 С 25/00 ОПИ Т И 4(У ,О Изобрет управлению ми на фабри ческой про контролю пр НИЦдх, КОТО ным процес Цель изо рение процесНа черте спектры аку мельницы в з ускостотные шаровой и помообозна- ники чаГОСУДА РСТ Е Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии(56) Авторское свидетельство СССРМ 580900, кл. В 02 С 25/00, 1976,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ПОМОЛА В ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЕ(57) Изобретение относится к горно-руднойи горно-химической промышленности ипредназначено для контроля процесса помола в шаровых мельницах. Цель изобретения - упрощение и ускорение процессаконтроля, С помощью датчика шума и подключенного к нему анализатора спектра чаение относится к контролю и производственными процессаках горно-рудной и горно-химимышленности, в частности к оцесса помола в шаровых мельрый относится к подготовительсам обогащения руд бретения - упрощениеса контроля.же представлены частических сигналовависимости от времен Позициями 1, 2, 3. 4 на чертежечены положения центральной гармастотного спектра сигнала. 671350 А 1 стот СКЧзаписывают частотные спектры акустического сигнала мельницы, Определяют номер централлй гармоники ч в каждый момент врем"и, соответствующий центру тяжести фигуры, образованной огибающей соответствующео спектра в полосе частот от 20 до 1000 Гц и осями координат. Среднюю крупность и дисперсию крупности измельченного материала внутри мельницы в каждый момент времени определяют из соотношений КА/чи гт (т) - Вч(т), где В - средняя крупность3помола в момент времени т; гт (т) - дисперсия крупности помола в момент временит; й(т) номер центральной гармоники в момент времени т; т - время помола, А и В - коэффициенты пропорциональности, определяемые гранулометрическим составом исходного сырья. 1 ил 8 табл. Сущность способа заключается в использовании корреляции между перераспределением амплитудно. частотного спектра шума мельницы и гранулометрическим составом измельчаемой руды, которая объясняется тем, что по мере уменьшения крупности измельчаемых частиц руды, их собственные частоты колебаний увеличиваются. Такие источники шума мельницы как барабан и металлические шары за период технологического цикла измельчения существенного изменения не претерпевают и ха рактеризуются квазистационарной частью спектра. Установлено. что наиболее чувствительной к изменению крупности измельчаемого материала является область спектра от 20до 1000 Гц, При этом каждая гармоникаспектра в этой полосе частот соответствуетопределенному классу крупности частиц, Ацентральная гармоника, соответствующаяцентру тяжести фигуры, образованной огибающей спектра акустического сигнала вполосе частот от 20 до 1000 Гц и осью координат, соответствует преобладающемуклассу крупности и характеризует среднююкрупность и дисперсию помола по следующим соотношениям:В(1) = А 1 М(1); ст(1) = В М(1). (1)где В(1) - средняя крупность помола в момент времени 1;с 1 (1) - дисперсия крупности помола вмомент времени 1;М(1) - номер центральной гармоники емомент времени 1;с - время помола;А и В - коэффициенты пропорциональности, определяемые гранулометрическимсоставом исходного сырья.Коэффициенты А и В определяютсяследующим образом. Ситовым анализомопределяют гранулометрический состав исходного сырья и вычисляют его среднююкрупность и дисперсию крупности. В начальный момент работы мельницы регистрируют акустический шумовой сигнал,излучаемый ею. Предлагаемым способомпроизводят анализ частотного спектра акустического сигнала, На основе сопоставления данных ситоеого и спектральногоакализое, полученных е начальный моментвремени измельчения, определяют коэффициенты пропорциональности А и В.Для того, чтобы показать независимость этих коэффициентов от других возмущающих фактов, кроме гранулометрическогосостава исходного сырья, рассматриваетсякинетика процесса измельчения в шаровоймельнице,Предполагается, что руда измельчаетсяпреимущественно эа счет соударений с мегаллическими шарами, Указанный процессможет описываться следующей системойуравнений;с М 1-- К 21 ч 1;с 1О К 2с т= К 32ч 2где М - концентрация -го класса крупностиК- частота конверсии -го класса крупности в 1-й,К зависит от количества шаров и гранулометрического состава исходного сырья,флуктуации которого являются основным возмущающим фактором процесса измельчения, При этом условно принимается, что;= 1 - недоиэмельченный класс крупности,= 2 - класс крупности оптимального помола, 5= 3 - переизмельченный класс крупности,Если в исходный момент времени (1 ==0) М 1 = Й 1, ч 2 = О, чз = О, то М 2(1) имеет максимум в момент времении кок10 К 21 Кз 2Таким образом, время измельчения т,при котором образуется максимальное количество класса крупности оптимального помола, зависит от К 21 и Кз 2. При заданных 15 условиях технологического процесса измельчения руд К 21 и Кз 2 зависят только от крупности исходного сырья.Хотя в процессе контроля выбираетсятолько одна частота спектра, она выявляет ся в результате анализа всего частотногоспектра, излучаемого мельницей шума. Интегральная оценка спектра повышает качество контроля.П р и м е р, Для измельчения брали 25 шеелитовую руду с гранулометрическим составом, приведенным в табл. 1.Звукометрический контроль процессаизмельчения состоит из двух стадий: калибровки и измерения. Стадия калибровки 30 включает вычисление на основе гранулометрического состава исходного сырья плотности функции распределения по размерам (ФРР) для каждого класса крупности по формуле:35П 1мин (2)где гп - масса определенного класса крупности;М - масса исходного сырья (загрузки 40 мельницы)Л В = В - В - разэрос граничных значений данного класса крупности.Эти данные привецены в табл, 2.На основе функции ФРР вычисляют 45 среднюю крупность Во и дисперсию крупности ос исходного сырья по формулам:"макс 12,4410где Вн и Ва - граничные значения крупностиисходного сырья (Вн = 1 мкм, Ва = 150 мкм);Р(В) - плотность функции распределе ния по размерам;1-макс МаКСИМаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ ФУНКЦИИФРР.Исходное сырье загружают в лабораторную шаровую мельницу, включают ее и спомощью датчика шул 1 д (микрофона), установленного на расстоянии 0,5 м и подключенного к анализатору спектра частот СК 426 в начальный момент времени, производят запись спектра акустическпго сигнала 5мельницы, этот спектр изображен нд чертеже сплошной линией. Диапазон спектра ополосе частот от 20 до 1000 Гц разбивают наМ гармоник (поддиапазоноо) вдоль оси частот с шагом А большим разрешающей 10способности д спектрометра (в нашем эксперименте М = 140 с шагом, рдвныл Л Гц),и в каждой из них измеряют вьгсоту огибающей спектра Нг,(1 = 1: - М), Эти данныепредставлены о табл. 3, Время измельчения 15т= О,Затем определяют номер гармоники М,соответствующей центру тяжести чертежа,образованной огибающей спектра дкустического сигнала и осью координат по формуле:1(5)2 1 1где К - верхняя граница полосы частот в единицах Л = 7 Гц. В нашем примере К выбрано равным 128, при этол 1 значении коэффициенты парной корреляции данных ситового анализа и предлдгдегло о способа близки к 1, а 14, определенно; по (5), равно 30 52, На чертеже положение центрд тяжести спектра в момент времени 1 - О показано цифрой 1Коэффициенты пропорциональности Аи В определяют по следующим Формулам;А = Бсй = 84 52 - 227136,В=- - з =80 - -=57 10Г 4 52Нд этом этап калибровки заканчивается. 40Стадия измерения включает запись частотного спектра акустического сигнала мельницы в каждый момент времени при помощи датчика шума и подключенного к нему анализатора спектра частот СК 4 - 26 45 Спектры для моментов времени т -- 5 мин и т = 10 мин представлены нд чертеже штриховой и штрих-пунктирной линией соответственно, Затем определяют номер центральной гармоники М в каждый момент 50 времени, соответствующий центру тяжести фигуры, образованной огибающей соответствующего спектра в полосе частот от 20 до 1000 Гц и осью координат, для чего диапазон спектра от 20 до 1000 Гц разбивают на 55 140 гармоник(поддидпдзоноо) и в каждой из них измеряют высоту огибающей спектра.Эти данные для времени т =- 5, 10 и 15 мин представлены в табл. 4, 5 и б соответственно. По формуле (5) находят номер центральной гармоники 14, Нд чергеже покдэднг еф положение в моменты времени 1 - 5, 10.15 мин позициями 2, 3 и 4 соответственно. Затем по формулам (1) находят среднюю крупность и дисперсию крупногти иэглельченного материала внутри мельницы о каждый момент времени.В процесге эксперимента результаты, полученные предлдгдемым способом, проверялись ситовым дналиэогл, данные которого приведены в табл 7,Данные ситового анализа: масса (г) классов крупности (Р - й ) (мкм) и плотность функции распределения по размердл Г (мм ) для каждого класса крупности.Конечные результаты способа для различных моментов времени и результаты, полученные путем обработки данных ситового анализа, сведены в табл, 8.Как видно из табл, 8, коэффициенты парной корреляции для параметров Я и гг близки к 1, что говорит о высокой точности способа звукометрического контроля процесса измельчения.Способ позволяет по сравнению с прототипом упростить и ускорить калибровку и контроль процесса измельчения, а также непрерывно контролировать крупность иэмельчеггного материала внутри мельницы и получать продукт с заданной крупностью, что повысит экономическую эффективность применения способа и уменьшит потери ценных продуктов в результате более эффективной работы последующих обогатительных пределов.формула изобретения Способ контроля процесса помола в шаровои мельнице, включающий измерение амплитуд частотного спектра акустического сигнала в поддиапазонах частот с последующим определением крупности помола,отл и чаю щийс я тем,что,с целью упрощения и ускорения процесса контроля, определяют частоту центральной гармоники М(т спектра в диапазоне частот 20 - 1000 Гц из математического выраженияК 141 аН 1 - -Н 1,1=1 1=1гдег - номер поддиапазона частотного спектра;К - верхняя граница поддиапазона частотного спектра;Н 1 - ал 1 плитуда огибающей частотного спектра в 1-м поддиапазоне;т - время,а среднюю крупность и дисперсию крупности помола определяют по математическим выражениямЯ(т) = А/М (т) и о(т) = ВМ (1),1671350 А и В - коэффициенты пропорциональности, определяемые гранулометрическим составом исходного сырья. Таблица 1 аблица ли 63 57 53 55 43 38 30 29 13 13 13 13 16 17 47 57 55 48 47 50 44 45 46 9 10 11 12 13 14 20 20 20 44 100 93 47 49 49 49 58 56 49 43 41 40 50 51 86 87 88 16 17 21 20 20 20 21 26 53 54 55 56 57 41 40 40 37 35 32 66 53 49 125 127 113 92 93 94 95 96 97 98 99 100 23 24 25 26 60 61 62 63 64 65 41 30 28 40 97 81 11 27. - 28 29 30 31 32 33 34 60 60 63 75 71 70 66 03 04 05 Й - ном и; А - амп мечан туда гармоник рмон где Я(т) - средняя крупность помола в момент времени;о (т) - дисперсия крупности помола в момент времени; 88 110 109 106 106 92 92 98 121 95 77 61 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 106 107 108 109 110 111 112 113 114115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 12713 1671350 У б л 3 г ц а 8 Время измельчения , мин 0 Номер центральной гармоники, И 61 52 Средняя крупность измельчения по данным ситовогоанализа 1 формула 3) К, мкм 66 Средняя крупность измельчения, полученная предлагаемым способом (ф-л 1)К, мкм 61 КоэфФициент парной корреляции для параметра К 0,999 Дисперсия крупности измельчения по данным ситового анализ, ф-ла ,Я мкм 121 105 115 80 129 Ко эффи ии е и т па р нойкорреляции для параметра( 0,918 фЮ 1/ б Я бР 1 О 33 К 1 Х 1 Ю И 1 ПМ Составитель А, АбросимовТехред М.Моргентал Корректор Т. Малец Редактор С, Лыжова Заказ 2786 Тираж 367 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Дисперсия крупности измельчения, получецняпредлагаемым способом