Способ управления процессами промывки и классификации фосфоритных руд

(5)5 В 0 Т о,й. хии хИзобрет гащения руд автоматизац ми и может водстве удобрений,Известе лирования иение относится к обла промывкой и классиф ии управления этими и быть использовано пр минеральных фос ердой и жидкой фаз, д жидкой фазы проному значению раснному соотношению. Рля стабилизации концентрата путем лезных минералов в зводят дополнительизмерени регулиров порциона хода твер твердой и качества уменьшен мелкой ф сти обокацией, оцесса- произ- форных расхода тв ания расход ьно измерен дого и зада жидкой фаз получаемого ия потерь по акции проиГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный проектный институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 628952, кл. В 03 В 13/06, 1977.Авторское свидетельство СССРМ 1450194, кл. В 03 В 5/00, В 03 В 13/О1987.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМПРОМЫВКИ.И КЛАССИФИКАЦИИ ФОФОРИТНЫХ РУР(57) Изобретение относится к обогащенируд промывкой и классификацией, автомтизации управления этими процессамиможет быть использовано при производсве минеральных фосфорных удобрениЦель- повышение производительности тенологических секций за счет максимизацпроизводительности классификаторов тенологических секций по твердому в сливе.способе управления процессами промыв. способ автоматического регуроцесса обогащения руд путем, 1720718 А и классификации соотношения расходов руды и воды в промывочные барабаны и классификации минералов по переменной крупности в классификаторах технологических секций и дополнительном классификаторе измеряют содержание полезных минералов и измеряют массовые расходы потоков крупного и мелкого концентратов, вычисляют при этом текущее значение содержания полезных минералов в общем концентрате по уравнению материального баланса для общего концентрата, сравнивают текущее вычисленное значение с заданным и пропорционально отклонению измеряют содержание полезных минералов и массовый расход мелкого концентрата ф из дополнительного классификатора путем изменения режима в этом классификаторе за счет одновременного изменения плотности слива и положения его шибера, при этом плотность и максимальный. расход слива классификаторов технологических секций стабилизируют за счет изменения соответственно подачи руды в промывочные барабаны и воды в классификаторы технологических секций, 1 ил ЮСР10 ное измерение относительного содержания полезного минерала в мелкой фракции и пропорционально измеренному содержанию корректируют подачу твердого и воды в процессе,Недостатки способа автоматического регулирования процесса обогащения руд заключаются в низкой производительности по говотому классу 05 мм концентрата изза недостаточной производительности промывочного барабана секции и в избыточности блоков управления.Наиболее близким к изобретению является способ управления процессами промывки и классификации фосфоритных руд путем регулирования соотношения расходов руды и воды в промывочные барабаны каждой технологической секции, измерения плотности слива дополнительной классификации по переменной крупности и содержания полезных минералов в общем концентрате, Пропорционально измеренным значениям плотности и содержания полезных минералов в концентрате изменяют подачу руды в процесс промывки, Это позволяет повысить производительность эа счет доизвлечения ценных компонентов из хвостов промывки с частицами фосфоритной руды менее граничной крупности разделения.Недостатком указанного способа управления процессами промывки и классификации фосфоритных руд является низкое качество регулирования содержания полезных минералов в общем концентрате из-за большой погрешности измерения этого параметра радиоактивным индикатором фосф.о ра: (Р И Ф) ил и к ва нто метром рентгеновским флюоресцентным (КРФ). Это обьясняется тем, что при непрерывном косвенном измерении полезных минералов (Р 205) индикатором РИФ расположенный сверху на ленте конвейера слой мелкого концентрата (пески дополнительного классификатора) с содержанием Р 20 Б ниже заданного значения поглощает радиоактивное излучение нижнего слоя крупного концентрата с содержанием Р 205 выше заданного значения, а также низким и переменньм коэффициентом корреляции между Р 205 и радиоактивным элементом (ураном) при измерении концентрата с содержанием Р 205 более 15;.В случае дискретного измерения Р 205 устройством .с КРФ или спектрометрами СРМ погрешность измерения обусловлена большей сложностью и отсутствием возможности отбора представительной пробы с конвейера общего концентрата для определения Р 205 при колебаниях массовых рас 20 25 30 35 40 50 55 ходов, крупности, толщины слоев и значительной разницы содержания Р 20 э в Крупном и мелком концентратах. Качество регулирования Р 20 Б в общем концентрате также снижается из-эа большого транспортного и емкостного запаздывания по каналу регулирования: расход исходной руды в промывочные барабаны и классификаторы (корытные мойки) технологических секций -плотность слива дополнительного классификатора и содержание Р 205 в общем концентрате, которое составляет 8-10 мин.Основным недостатком известного способа является снижение производительности технологических секций при увеличении плотности слива дополнительного классификатора,Целью изобретения является повышение производительности технологическихсекций за счет максимизации производительности классификаторов по твердому в .сливе,Поставленная цель достигается тем, чтопри способе управления процессами про;мывки и классификации фосфоритных рудпутем регулирования соотношения расходов руды и воды в промывочные барабаны иклассификации минералов по переменнойкрупности в классификаторах технологических секций и дополнительном классификаторе, измеряют содержание полезныхминералов и измеряют массовые расходыпотоков крупного и мелкого концентратов,вычисляют при этом текущее значение содержания полезных минералов в общемконцентрате по известному уравнению материального баланса для общего концентратаА -ф -Согде 3 к Вм - содержание полезных минералов соответственно в крупном и мелком концентратах;у,у - выход соответственно крупногои мелкого концентратов,сравнивают текущее вычисленное значениес заданным и пропорционально отклонению изменяют содержание полезных минералов и массовый расход мелкогоконцентрата из дополнительного классификатора путем изменения режима в этомклассификаторе за счет одновременного изменения плотности слива и положения егошибера, при этом плотность и максимальный расход слива классификаторов технологических секций стабилизируют за счетизменения подачи руды в промывочные барабаны и воды в классификаторы технологических секций.10 20 30 35 40 50 На чертеже представлена схема автоматического управления процессами промывки и классификации фосфоритных руд.Проводилось обогащение фосфоритной руды Верхнекамского фосрудника (ВКФР), Обладающей естественной радиоактивностью. Фосфоритная руда включала фосфоритный ангидрид (Р 205) в пределах 7,0-16, а также глину и глауконитовый песок.Подлежащую обогащению исходную фосфоритную руду подают на каждую технологическую секцию 1 через бункеры 2. Из бункера 2 руда элеватором 3 с электроприводом 4 направляется на грохот 5, где промывается водой и разделяется по граничной крупности 100 мм. Класс+100 мм поступает на конвейер 11, а класс -100 мм подается впромывочный барабан б.После промывки руды в барабане 6 классы+25 и -25-10 мм, проходя через конический грохот 7, разделяются на два потока и поступают на конвейер 11. При этом класс+30 мм перед подачей на конвейер 11 обезвоживается на грохоте 8, Класс -10 мм из промывочного барабана б поступает в корытную мойку 9, где происходит промывка и классификация частиц фосфоритной руды по средней крупности 1,5 мм(возможно увеличение крупности разделения до 3 мм), В результате промывки руды на грохоте 5, в промывочном барабане 6 и корытной мойке 9 получаются четыре потока концентрата (проходящие через грохоты 5, 7, 8 и 10) со средним содержанием Р 205 соответственно от 24 до 20 О, что выше заданного значения, равного 19 О, Эти потоки образуют крупный концентрат, поступающий по конвейеру 11 на склад, с содержанием Р 205 также выше заданного значения, Иэ корытной мойки 9 каждой технологической секции 1 частицы глины, песка и фосфоритной руды крупностью менее 1,5 мм со сливом поступают в дополнительный классификатор 12 второй стадии разделения минералов по переменной крупности (0,2,0,6 мм).Пески классификатора 12 поступают че- рез обеэвоживающий грохот 13 на конвейер 14 мелкого концентрата. При этом содержание Р 20 э в песках классификатора 12 - . мелком концентрате класса -1,5+ 0,60,2 мм меньше заданного значения 19 О,Слив классификатора 12 и подситный продукт грохота 13 поступают в хвосты рудомойки, При отклонении плотности и крупности слива корытной мойки 9 от заданного значения сигналы от датчика 15 поступают на регулирующий прибор 16, который через блок 17 управления плавно или скачкообразно изменяет скорость электропривода4 и подачу руды элеватором 3 на технологическую секцию 1. Таким образом, датчик 15,регулирующий прибор 16, блок 17 управления с электроприводом 4 образуют контуррегулирования плотности слива корытноймойки 9.При увеличении или уменьшении расхода слива регулирующий прибор 22, принимая сигналы от датчика 21, черезрегулирующий орган с исполнительным механизмом 23 изменяет подачу воды в корытную мойку 9 и восстанавливает заданныйрасход(контур регулирования расхода слива корытной мойки 9). Стабилизация плотности слива, соответствующей заданнойкрупности разделения, и расхода слива на,максимальном значении обеспечивает работу корытной мойки 9 с максимальной производительностью по твердому в сливе, таккак расход руды со сливом определяется поизвестному уравнению6= р ТОт/ч, (2)где - плотность пульпы, т/м;з,Т - содержание твердого в пульпе,0 - обьемный расход слива, м/ч.При этом для поддержания максимальной производительности корытной мойки 9по твердому в сливе соответственно увеличивают подачу руды на технологическуюсекцию 1, т,е. повышают ее производительность и обеспечивают стабилизацию нагрузки на классификатор 12 второй стадииразделения.За последние годы в рудах, поступающих с разных карьеров ВКФР, увеличилсявыход класса -10 мм, что, соответственно,привело к увеличению нагрузки на классификатор (корытные мойки 9), которыеограничили производительность технологических секций 1. Следовательно,.максимизация производительности корытных моек 9по твердому в сливе также увеличивает производительность рудомойки.Расход воды на промывку в барабане брегулируется пропорционально скоростиэлектропривода 4, элеватора 3, косвенноопределяющей расход руды на секцию 1.Часть этой воды поступает на грохот 5 дляпромывки класса +100 мм, а затем направляется в барабан б с классом -100 мм, приэтом общий расход остается постоянным.При оптимальной скорости электропоивода 4 регулирующий прибор 19, принимаясигналытолько отдатчика 18, поддерживаетчерез регулирующий орган 20 с исполнительным механизмом оптимальный расходводы на грохот 5 и промывочный барабан б.Датчик 18, регулирующий прибор 19 и регулирующий орган 20 с исполнительным меха5 10 15 20 30 ф у. +у.В нашем примере содержание полез-. ных минералов Р 205 в крупном концентрате, состоящем из четырех потоков концентрата, определяется уравнением 35д 1144У 1 +УЙ +,3 +У 4где Р 1, Р 2, Рз, Р 4- содержание полезных минералов соответственно в классах +100 мм, -100+ 25, -25+10 и -10+15 мм, 40у 1, у 2; р, у 4- выход. концентрата соответственно в тех же классах,Текущее значение содержания Р 205 в общем концентрате в соответствии с уравнением (1) рассчитывает микропроцессор 45 32, выполняющий функции управляющей вычислительной машины, на входы которого поступают сигналы от блоков 31 и 34 контроля содержания Р 205 соответственно в крупном и мелком концентратах, а также низмом образуют контур регулирования расхода воды в промывочный барабан 6.При изменении скорости электропривода 4 на регулирующий прибор 19 поступает от блока 17 управления дополнительный сигнал, пропорционально изменяющий подачу воды на грохот 5 и промывочный барабан 6, Для обеспечения возможности регулирования содержания Р 205 в общем концентрате предусмотрен комплекс средств, состоящий из контура регулирования плотности слива классификатора 12 с датчиком 24, регулирующим прибором 25 и регулирующим органом 26 с исполнительным механизмом, контура регулирования положения шибера 29 классификатора 12 с регулирующим прибором 27, исполнительным механизмом 28 микропроцсссора 32 с датчиками 30 и 33 массовых расходов соответственно крупного и мелкого концентратов, блоками 31 и 34 контроля содержания Р 205 соответственно в крупном и мелком концентратах и блоком 35 ручного ввода инФормации,Регулирава-мв содержания Р 205 в общем концентрате 1.,Во) основано на его зависимости от содержания полезных минералов и выхода соответственно крупного и мелкого концентратов, которая описывается приведенным уравнением (1); сигналы от датчиков 30 и.33 массовых расходов крупного и мелкого концентратов, В случае отсутствия блоков 31 и 34 контроля содержания Р 205 на микропроцессор 32 через блок 35 вводится оператором априор ная информация о средних значениях этих параметров в крупном и мелком концентратах. (Эти данные для руд различных месторождений выдают геологи и обогатители в начале промывочного сезона, затем они сводятся в таблицы и периодически корректируются по мере отработки месторождений), Сигнал, пропорциональный текущему содержанию Р 205 в общем концентрате, с вычислительного блока микропроцессора 32 поступает на его управляющий блок, где сравнивается с заданным сигналом содержания Р 205, Если вычисленное текущее значение Р 205 в общем концентрате равно заданному, то сигналы с управляющего блока микропроцессора 32 на контуры регулирования плотности слива и положения шибера 29 классификатора 12 не поступают, При этом режим разделения минералов в классификаторе 12 соответствует средним значениям плотности и крупности (например 0,4 мм) слива и среднему положению шибера 29 классификатора 12, косвенно определяющего уровень пульпы и площадь осаждения в нем минералов. Этот режим поддерживает регулирующий прибор 25 контура регулирования плотности слива, который в этом случае, получая сигнал только от датчика 24 плотности слива, через регулирующий орган с исполнительным механизмом 26 изменяет подачу воды в классификатор 12, а также регулирующий прибор 27 контура регулирования положения шибера 29, который, также получая только сигнал от преобразователя положения исполнительного механизма 28, устанавливет шибер 29 в среднее положение.При увеличении содержания Р 205 в общем концентрате, например, в результате увеличения выхода или содержания Р 205 в крупном концентрате на регулирующие приборы 25 и 27 контуров регулирования плотности слива и положения шибера 29 поступают от микропроцессора 32 корректирующие сигналы, которые уменьшают плотность и крупность слива (напримердо 0,2 мм) за счет увеличения подачи воды в дополнительный классификатор 12, а также перемещают шибер 29 вверх, увеличивая уровень пульпы и площадь осаждения минералов в ванне классификатора 12,Такой режим обеспечивает увеличениевыхода песков - мелкого концентрата до-.полнительного классификатора 12 и уменьшение содержания в нем Р 205, что приводит к уменьшению содержания Р 205 в общем концентрате.При уменьшении содержания Р 205 в об щем концентрате корректирующие сигналыот микропроцессора 32 через регулирующие приборы 25 и 27 увеличивают уменьшением подачи воды плотность и крупность слива (например, до 0,6 мм) и, опуская шибер 29, уменьшают уровень пульпц и плором выход и содержание Р 205 в мелком концентрате - обезвоженных песках классификатора 12 соответствуют получению общегоконцентрата с содержанием Р 205 в диапазо 5 не 19,0 - 19,4% при заданном содержании19,0%.Табл. 2 составляется технологами-обогатителями в начале промывочного сезонана основании исследования указанных в10 таблице руд на обогатимость.Например, классификация руды карьера М 1, поступающей со сливами корытныхмоек 9, при плотности слива классификатора 12, равной 1,21 т/м, и при высоте шибе 15 ра 29 1,0 м обеспечивает.27% выходамелкого концентрата с содержанием Р 20511 8%Проверим по уравнению 1) содержаниеР 205 в общем концентрате:р, - Йую.Юж - рдгк +мЗатем оператор вводит в микропроцессор 32 априорную информацию о среднихзначениях содержания Р 205 в крупном и25 мелком концентратах. Передает приемщикуинформацию о загрузке руды в бункеры 2технологических секций.После заполнения рудой и пульпой технологических аппаратов или окончания пе 30 реходного процесса проверяет поиндикаторам микропроцессора 32 массовые расходы крупного и мелкого концентратов, соответствующие выходу крупногоконцентрата 39,2% и мелкого 27,0% по су 35 хому весу,При этом массовые расходы крупного имелкого концентратов, а также производи-.тельность технологических секций 1 определя ют следующим образом. При40 постоянной плотности (1,44 т/мз) и расходеслива (150 м /ч) корытных моек 9 расходзтвердого в пульпе класса -1,5 мм, поступающего на классификатор 12, по уравнению (2)составит45 6-1,5= р Т 0-100 т/ч.Эту нагрузку по руде класса -1,5 мм свыходом 60,8% по сухому весу.на классифи катор 12 поддерживают регуляторы 16 плотности и регуляторы 22 расхода слива50 корытных моек 9 технологических секций,При этом массовый расход крупного концентрата с выходом 39,2% состарит 6+1,5 ==64,2 т/ч. щадь осаждения минералов в классификаторе 12, что приводит к уменьшению выходаи увеличению содержания Р 205 в мелкомконцентрате, а следовательно, повышениюсодержания Р 205 в общем концентрате.В процессе регулирования режимаклассификации в спиральном классификаторе 12 с диаметром спирали 1,5 м запаздывание по каналу расход воды - плотностьслива - выход и содержание Р 205 в мелкомконцентрате составляет около 4 мин, а поканалу положение шибера 29 - уровеньпульпы- выход и содержание Р 205 в мелкомконцентрате не более 1 мин,П р и м е р, Автоматическое регулирование содержания Р 205 в общем концентрате с использованием датчиков 30 и 33массовь 1 х расходов и блоков 31 и 34 контроля содержания Р 205 в крупном и мелкомконцентратах совместно с микропроцессором 32 подробно изложено.При полуавтоматическом регулировании содержания Р 205 в общем концентратебез участия блоков 31 и 34 контроля этогопараметра оператор выполняет следующиеоперации,Получает от приемщика и горного диспетчера информацию о месторождении иколичестве поданной железнодорожнымтранспортом на обогащение фосфоритнойруды, Например, руда, добытая на карьереМ 1 Верхнекамского фосрудника, количество вагонов-рудовозов 10, общий вес 400 т.Определяет по таблице составленнойгеологами в начале промывочного сезона,выход и содержание Р 205 в крупном концентрате класса +1,5 мм. Например, руда скарьера М 1, выход крупного концентратапо сухому весу составляет 39,2%, содержание Р 205 24.7%.В табл, 1 приведены данные опробования желваковых фосфоритов В Кф Р за 1989г а также указаны значения выхода(У 1 ВУЗ У 4) и содержания Р 205ч 1,/Ъ,Ъ,ф 4 ) соответственно по классам+100, -100, +25, -25 +10, -10+1,5;При этом по уравнению (3) можно проверить правильность определения содержания Р 205 в крупном концентрате класса+1,5мм:Р 1 1+ + 3 + 4 4 247%1 +2+)0+74В табл. 2 приведены режимы, работы,классификатора при разделении желваковых фосфоритов класса -1,5 +О, поступающих со сливами корытных моек.Оператор определяет по табл. 2 режимклассификации этой руды на обогатительной фабрике в классификаторе 12, при кото 5 Производительность секций 1Ос = 6+1,5+ 6-1,5 = 164,2 т/ч.Массовый расход мелкого концентрата- песков классификатора 12 с выходом 27%Ом - 44,3 т/ч.10 15 20 30 50 гических секций стабилизируют за счет55 изменения соответственно подачи руды в промывочные барабаны и воды в классификаторы технологических секций,Подставляя массовые расходы в уравнение (1), получают содержание Рг 05 в общемконцентрате:947 к +иМассовый расход крупного концентрата по сырому весу при влажности 1172,1т/ч, массовый расход мелкого концентратапо сырому весу при влажности 1753,4 т/ч(табл. 2).После этого оператор определяет по индикаторам микропроцессора 32 текущиезначения массовых расходов.по сырому весу крупного и мелкого концентратов, соответствующие расчетным значениям.В случае отклонения массового расходакрупного концентрата более чем на+15 О отрасчетного оператор вводит в микропроцессор 32 новое значение содержания Рг 05 вмелком концентрате, которое вызывает изменение выхода мелкого концентрата в сторону поддержания заданного содержанияРг 05 в общем концентрате.Например, текущий массовый расходкрупного концентрата составляет 60,6 т/ч, 2что на 11 5 т/ч или на 16 О/ меньше расчетного, Так как среднее значение Рг 05 в крупном концентрате остается постоянным и независит от выхода крупного концентрата, топри этом для получения заданного содержания Рг 05,в общем концентрате необходимоизменить режим классификации в сторону,уменьшения выхода и увеличения содержания Рг 05 в мелком концентрате, т.е, увеличить плотность слива классификатора 12 и 3уменьшить высоту шибера 29.При этом новые значения содержанияРг 05 и выход мелкого концентрата должнысоставить соответственно 12,4; и 38 т/ч посухому или 45,6 т/ч по сырому весу. 4Проверим содержание Рг 05 в общемконцентрате при измененном режиме классификации;Ро= 19,4l,указанные данные по изменению режимов классификации выдаются операторутехнологами дополнительно.В период работы оператор получает от. приемщика информацию о минимальномколичестве руды карьера Ъ 1 в бункерах 2 и. о месторождении и количестве вновь поданной руды на обогащение. Например, руда скарьера М 2, количество 500 т. За 5-7 миндо окончания подачи иэ бункеров 2 руды скарьера М 1 указанным порядком по таблицам оператор определяет массовые расходы и содержание Рг 05 в крупном и мелком концентрате. При полном выходе руды карьера В 1 из бункеров 2 на технологические секции 1 оператор вводит в микропроцессор 32 определенные значения Рг 05 в мелком и крупном концентратах и дает команду приемщику о загрузке в бункеры 2 руды, поданной с карьера М 2. После этого оператор выполняет операции, аналогичные по обогащению руды карьера Ь 1.Лабораторные испытания, проведенные на ВКФР показали, что предлагаемый способ при ручном вводе информации о значении содержания Рг 05 в крупном и мелком концентратах и автоматическом дискрет-. ном измерении этих параметров известными рентгеновскими спектрометрами СРМ обеспечивает поддержание содержания Рг 05 в общем концентрате с точностью +0,49 и 0,28 от заданного значения, равного 19 О, а также повышает производительность рудомойки и извлечение полезных минералов соответственно на 0,5 и 0,63,Формула изобретения Способ управления процессами промывки и классификации фосфоритных руд,основанный на регулировании соотношения расходов руды и воды в промывочные барабаны и классификации минералов по переменной крупности в классификаторах технологических секций и дополнительном классификаторе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности технологических секций за счет максимизации производительности классификаторов технологических секций по.твердому в сливе, измеряют содержание полезных минералов и измеряют массовые расходы потоков крупного и мелкого концентратов, вычисляют при этом текущее значение содержания полезных минералов в общем концентрате по уравнению материального баланса для общего концентрата, сравнивают текущее вычисленное значение с заданным и пропорционально отклонению изменяют содержание полезных минералов и массовый расход мелкого концентрата из дополнительного классификатора путем изменения режима в этом, классификаторе за счет одновременного изменения плотности слива и положения его шибера, при этом плотность и максимальный расход слива классификаторов техноло1 3 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 с 1 Свъ С л м (Ч о о Х с : а щ УЩ Б О. а )- в- х Э 9 лв Щ а Щ с: ощ оов оОК сщлОвкшхощ о1 ООасо к сг1 Щ л Отйх1720718 Составитель М,Китайская Техред ММоргентал Корректо о ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Редактор О.ЮрковеЗаказ 910ВНИИПИ Госуда Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открыти 113036, Москва, Ж; Раушская наб 4/5