книги из ГПНТБ / Автоматизация обогатительных фабрик

состоит в том, что при регулировании замкнутого цикла необходимо изменять как производительность дробилки, так и нагрузку грохота в зависимости от качества перерабатываемой руды.

Схемы замкнутого дробления получили широкое распространение на обогатительных фабриках, так как они дают возможность полу­ чать сравнительно стабильный по крупности продукт дробления. В связи с этим вопрос автоматического регулирования замкнутого цикла дробления имеет актуальное значение.

При работе дробилки и грохота в замкнутом цикле схемы авто­ матического регулирования режима их работы могут быть как автономными (несвязанными), так и взаимосвязанными.

При автономном регулировании режимов работы грохота и дро­ билки их регулируют независимо друг от друга. Принципы построе­ ния автономных схем регулирования дробилки, работающей в зам­ кнутом цикле с грохотом, те же, что и для схем регулирования дро­ билки, работающей в открытом цикле.

На рис. 19 показана схема регулирования замкнутого цикла, дробилка-грохот по постоянству нагрузки дробилки. Нагрузка двигателя Дд дробплки контролируется регулятором Р, который, воздействуя на двигатель Дп питателя П, регулирует нагрузку грохота Г, и тем самым нагрузку дробилки.

Недостаток такой схемы регулирования состоит в колебании эффективности грохочения, обусловленном переменной нагрузкой грохота.

Основным показателем работы грохота является эффективность грохочения. Для поддержания максимальной эффективности грохо­ чения могут быть применены следующие способы регулирования режима работы грохотов.

Поддержание постоянного уровня нагрузки грохота (рис. 20). При изменении нагрузки грохота изменяется как эффективность грохочения, так и ток двигателя грохота Дг и амплитуда колебаний грохота. Регулятор Р, воспринимая изменение тока двигателя (или амплитуды колебаний грохота), воздействует на двигатель Дп пи­ тателя П, восстанавливая тем самым заданную нагрузку грохота.

Схема экстремального поддержания постоянства амплитуды ко­ лебаний при переменной нагрузке грохота показана на рис. 21. Эта схема является более совершенной [11].

Датчик Д, измеряющий амплитуду колебаний короба грохота Г относительно его рамы, преобразует амплитуду в электрический сигнал, поступающий на выпрямитель В и далее в регулятор, кото­ рый представляет собой поляризованное реле РП. Катушка этого реле соединена последовательно с конденсатором С и контактами реле времени КРВ. Контакты поляризованного реле РПУ и РП2 включены в цепь катушек ШИ1 и ШИ2 реверсивного шагового иска­ теля РШИ.

В качестве привода грохота используется система генератор — двигатель с электромагнитным усилителем ЭМУ. Усилитель имеет две обмотки возбуждения ОВ1 и ОВ2. Обмотка ОВ1 является зада-

20

такты РП2, перемещая щетку шагового искателя на одну ламель в об­ ратную сторону. Скорость двигателя вновь изменится, но уже в сто­ рону уменьшения амплитудыколебанийгрохота. Частота подключений поляризованного реле и конденсатора к датчику устанавливается при настройке системы. В зависимости от типа грохота периодич­ ность подключений составляет от 10 до 30 с.

На основании рассмотренных схем автономного регулирования грохота и дробилки на рис. 22 изображен вариант комбинированной схемы автоматического регулирования замкнутого цикла дробилка — грохот. Режим работы грохота регулируют в соответствии со схемой,, показанной на рис. 21.

Нагрузку грохота и дробилки регулируют по загрузке дробилки воздействием на питатель исходной руды.

21

2. Измерение и регулирование основных параметров процесса измельчения

Краткая характеристика параметров процесса. Задача измель­ чения руды как подготовительной операции состоит в обеспечении наиболее полного раскрытия поверхности зерен извлекаемых мине­ ралов. Основное технологическое оборудование процесса измель­ чения составляют мельницы (шаровые и стержневые) и классифици­ рующие аппараты (спиральные классификаторы и гидроциклоны). В зависимости от конкретных условий переработки руды мельницы, как п дробилки, могут работать либо в открытом цикле (без воз­ врата песковой фракции в мельницу), либо в замкнутом цикле с клас­ сификатором (с возвратом песков классификатора в мельницу). Возможна также схема полузамкнутого цикла, когда в мельницу возвращается только часть песковой фракции. Кроме того, в послед­ ние годы получили развитие схемы многостадийного (большей ча­ стью двухстадийного) измельчения.

Так как на флотационных обогатительных фабриках преобладает мокрое измельчение, среда (пульпа), в которой протекает техноло­ гический процесс, является двухфазной.Наличие жидкой фазы услож­ няет (по сравнению с дроблением) механизм явлений, происходящих при измельчении,приводит к необходимости учета гидростатических и гидродинамических закономерностей. В связи с этим процесс измельчения характеризуется большим, чем процесс дробления, количеством факторов, определяющих качественные и количествен­ ные показатели измельчения.

Входные воздействия процесса измельчения включают расход руды и воды в мельницу, гранулометрический состав и твердость руды. При работе мельницы в замкнутом и полузамкнутом цикле с классификатором указанные выше параметры дополняются цирку­ лирующей нагрузкой и расходом воды в слив мельницы и пески классификатора. Последний параметр часто объединяют с расходом воды в мельницу и рассматривают как единое входное воздействие: общий расход воды в мельницу.

Показателями процесса измельчения обычно служат грануло­ метрический состав и плотность продукта измельчения (при работе мельницы в открытом цикле продуктом измельчения является слив мельницы, а при работе в замкнутом цикле — слив классифициру­ ющего аппарата), производительность по материалу заданной круп­ ности.

В качестве основного параметра мельницы, характеризующего ход процесса измельчения, принято считать степень заполнения мель­

аппарата.

22

Из входных параметров измельчения гранулометрический со­ став руды, ее твердость, циркулирующая нагрузка могут быть отне­ сены к неуправляемым параметрам, так как в настоящее время на фабриках нет устройств, позволяющих изменять указанные пара­ метры в необходимых пределах с заданной скоростью. Усреднение качества руды, о котором говорилось выше, в некоторой мере по­ зволило бы уменьшить влияние этих параметров на показатели измельчения, однако этот прием пока используется крайне редко. Циркулирующую нагрузку (пески классификатора, возвращаемые- в мельницу) можно регулировать только при условии применения полузамкнутых схем измельчения, что не всегда возможно по тех­ нологическим и техническим соображениям. Поэтому в качестве регу­ лирующих воздействий при регулировании процесса измельчения используют в основном расход руды и воды в мельницу. При регули­ ровании замкнутого цикла, т. е. агрегата мельница — классифи­ катор, дополнительным регулирующим воздействием служит расход; воды в классификатор (или в слив мельницы).

Степень заполнения мельницы материалом связана с показате­ лями измельчения и иногда используется в качестве выходной харак­ теристики при регулировании процесса. Этот параметр обычно изме­ ряют косвенным путем, чаще всего по уровню шума мельницы. При этом рассматривают амплитудную и частотную характеристики шума либо амплитудную характеристику звукового сигнала определенной частоты.

Эффективное регулирование процесса измельчения невозможнобез надежного измерения параметров, влияющих на показатели измельчения, а также измерения самих показателей. Поэтому нижерассмотрены некоторые методы и средства измерения указанных величин.

Изй1ерение расхода руды. Основным устройством, с помощью которого на обогатительных фабриках измеряют расход руды, явля­ ются конвейерные весы непрерывного автоматического взвешивания типа ЛТМ. Они снабжены преобразователем механического переме­ щения в соответствующий сигнал (электрический, пневматический), пропорциональный значению расхода руды в единицу времени.

Кинематическая схема весов изображена на рис. 23.

Вес материала на ленте передается через весовые ролики, уста­ новленные на грузовой платформе 1, рычаги 14, 15 и 16 и на грузо­ приемное плечо квадранта 13. Другое плечо связано с успокоите­ лем 12.

Квадрант 13 посредством тяги 7 приводит в движение ролик 6Т фрикционно связанный с диском 5. Диск 5 приводится во вращениечерез систему зубчатых передач от барабана 2 холостой ветви кон­ вейера. Таким образом, скорость вращения диска 5 пропорциональна скорости движения ленты. Отклонение квадранта 13 при измене­ нии нагрузки на ленте конвейера вызывает перемещение ролика к центру или от центра диска (в зависимости от знака изменения нагрузки).

23

Таким образом, каждому значению нагрузки на ленте конвейера соответствует определенное расстояние от ролика до центра диска.

При этом угловая скорость ролика 6 будет пропорциональна весу груза. Угловые скорости диска и ролика суммируются зубча­ тым дифференциалом 4 и суммарная скорость передается счетчику 3.

Весы снабжены указателем нагрузки, жестко связанным с ка­ реткой 9. Положение каретки на рельсах соответствует положению ролика 6 на диске 5. Для сигнализации предельных значений нагру­ зки установлены концевые выключатели 8 и 10 и сигнальный прибор 11.

Точность взвешивания весами ЛТМ ( ± 1 % ) гарантируется в том случае, если колебания нагрузки находятся в пределах 50—100% максимальной величины. При нагрузке меньше 50% максимальной точность взвешивания уменьшается.

Для дистанционной передачи показаний весов ЛТМ часто приме­ няется дистанционный регистратор веса ДРВ-Н06. Датчиком здесь

.является индукционная катушка.

Перемещение коромысла весов приводит в движение сердечник индукционной катушки. Изменения индуктивного сопротивления катушки регистрируются вторичным прибором. Кроме показа­ ний нагрузки весов прибор может также вести учет количества руды, прошедшей по конвейеру.

Работа мельниц самоизмельчения имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании систем автоматического

24

измерения питания мельниц. Присутствие кусков размером 300— 350 мм в питании вызывает скачкообразные импульсы, что затруд­ няет регистрацию веса (массы) руды, поступающей на измельчение, с помощью диаграммной ленты.

Учитывая это, авторами разработана и внедрена схема интегри­ рования сигнала, пропорционального расходу руды. Схема (рис. 24} состоит из сельсина БД-404А, встроенного в весы ЛТМ, выпрямитель­ ного устройства, интегрирующей цепочки и вторичного прибора ЭПСМ. Применение сельсина-датчика позволяет получать сигнал достаточной мощности, который можно интегрировать и подавать на потенциометр без усиления. Схема может быть использована при регулировании питания мельниц или при контроле подачи в дробиль­ ные машины руды, содержащей крупные куски.

Измерение гранулометрического состава. Устройства автомати­ ческого измерения гранулометрического состава продуктов дробле­ ния и измельчения по способу работы можно условно разделить на две группы: дискретного действия и непрерывного действия.

Гранулометры дискретного действия требуют отбора из потока пульпы представительной пробы, которую затем подвергают анализу. Гранулометр непрерывного действия измеряет крупность продуктов измельчения непосредственно в потоке (либо в части потока). К пер­ вой группе относятся гранулометры Механобра и НИИАвтоматики..

А в т о м а т и ч е с к и й г р а н у л о м е т р д р о б л е н о й

программе. Проба руды через загрузочную воронку 1 подается на грохот 2, с о с т о я щ и й из двух сит, сочлененных так, что между н и м и остается радиальный зазор (рис. 25, б). Грохот, подвешенный на амортизаторах 3, приводится в движение двумя парами вибраторов 4,.

Рис. 24. Схема автоматического контроля подачи крупнокускового питания! мельниц самоизмельчения:

1 — сельсин БД-404А; 2 — выпрямитель полупроводниковый; з — интегрирующая цепочка

— потенциометр ЭПСМ

25.

нальный массе всей пробы, и представляющий суммарную массу про­ сева и отсева продуктов. Во вторичном приборе также производится операция деления массы просева на массу всей пробы, в результате чего определяется выход просева в процентах. Продолжительность анализа одной пробы массой до 30 кг составляет около 2 мин при погрешности анализа ±1,5% .

Гранулометр комплектуется пробоотбирателем и может быть установлен на потоке для анализа дробленых руд.

Г р а н у л о м е т р Н И И А в т о м а т и к и работает по прин­ ципу мокрого ситового экспресс-анализа, широко применяемого при ручном контроле гранулометрического состава пульп. Все опе­ рации — отбор пробы в емкость, доливку водой пробы до заданного объема, взвешивание пробы, мокрый рассев, доведение объема пульпы с отсевом до того же объема, который занимала исходная проба с водой, взвешивание с отсевом гранулометр выполняет автоматиче­ ски по заданной программе.

Процентное содержание материала, оставшегося на грохоте, опре­ деляется также автоматически в соответствии с формулой

AG3

К = Д<?1 100,

где AGXи AG2 — вес (масса) исходной пробы и после ее рассева.

26

Схема прибора показана на рис. 26.

Проба из потока пульпы отбирается пробоотбирателем 11 и по­ дается в барабанное сито 15, помещенное в приемном бункере 17. Сито приводится во вращение двигателем 22 через редуктор 21, кото­ рый служит также для движения распределительного кулачка 20г открывающего клапан 18 и торцовую крышку барабана 19. Вода на сито подается по трубке 14 при включении соленоидного вентиля 13. Приемный бункер 17 с помощью плеч параллелограмма 16, которые шарнирно связаны с опорной стойкой, подвешен к пружинам 10, предназначенным для уравновешивания массы бункера 17, запол­ ненного только водой. При поступлении исходной пробы массой ДG x опускается бункер 17, связанный с плунжером 8 нуль-индика­ тора 7, разбаланс которого, усиленный усилителем 3, приводит в дей­ ствие сервопривод 1. Последний вращает движок запоминающего устройства 2 и лекало 4. Поворотом лекала перемещается рычаг 6 и связанная с ним пружина 9 до тех пор, пока деформация пружины не уравновесит массу пробы ДGx и разбаланс не станет равным нулю.

После рассева пробы материал, оставшийся на сите, взвешива­ ется так же, как исходная проба. Деформации пружин, пропорцио­ нальные величинам AGx и ДС?2, с запоминающего устройства 2 по­ ступают в измерительную схему вторичного прибора 12 для опре­ деления выхода материала в процентах. Шкала 5 служит для настройки гранулометра.

Минимальное время отработки одной пробы 4 мин при количе­ стве твердого в пульпе 0,4 кг.

Преимущество рассматриваемого гранулометра состоит в том, что прибор позволяет непосредственно замерять крупность частиц, и выходы отдельных классов. Однако конструкция гранулометра весьма сложна и выходы определяются с небольшой точностью, поскольку взвешиваются мокрые продукты.

27

ВНИКИ «Цветметавтоматика» и вы­ пускаемый его опытным предприя­ тием. Прибор осуществляет непо­ средственное определение размеров крупных частиц, находящихся в пульпе и преобразует эту величину в содержание контролируемого клас­

ная крупность продукта (размер такого крупного сита, на котором суммарный остаток составляет 5% всей навески измельченного материала).

Схема датчика прибора показана на рис. 27. Микрометрический щуп 7 совершает возвратно-поступательное

.движение с помощью штока 6, коромысла 5, кулачковой шайбы 3, вращаемой двигателем 4, и пружины 2. В крайнем нижнем положении щуп прижимается к пяте 8 под действием пружины 2. При погруже­ нии щупа с пятой в пульпу частицы твердого попадают в зазор между поверхностями щупа и пяты. В момент опускания щупа крупная частица руды зажимается поверхностями. Расстояние между щупом и пятой в этом случае соответствует размеру зажатой частицы. Отклонение щупа от нулевого положения (т. е. при отсут- -ствии частиц руды в зазоре) преобразуется с помощью индукционнотрансформаторной системы 1 в электрический сигнал, пропорциональ­ ный размеру частицы. Во вторичном приборе дискретные измерения, частота которых достигает 120 в 1 мин, преобразуются в интеграль­ ную кривую, характеризующую средний размер крупных частиц.

Вероятность абсолютных ошибок прибора по классу +0,150 мм

-составляет: ±1 % — 86,4%; ±2 % — 99%; ±2,5% — 100%.

словливающей возникновение различной скорости движения частиц в направлении действия силы в зависимости от их массы. Сила, приложенная перпендикулярно направлению движения суспензии, протекающей через канал, вызывает перераспределение частиц по их размерам в соответствии с распределением плотности суспензии по сечению канала.

Исходя из этого можно определить крупность частиц, измерив распределение плотности суспензии по сечению канала. Измеритель­ ная система (рис. 28) представляет собой спиралевидную прямоуголь-

:28

Участок

просВечивания

Рис. 28. Компоновка измерительной системы центробежного гранулометра

ную в сечении трубу 1, через которую протекает пульпа со скоростью 200 см/с при плотности пульпы 20% твердого. Опыты показали, что градиент плотности суспензии, а следовательно, и крупности частиц, сохраняется за спиралью на некотором расстоянии. Поэтому изме­ рение плотности суспензии следует производить за витком спирали.

Воспроизводимость результатов измерения может быть дости­ гнута при постоянстве скорости движения пульпы и постоянстве содержания твердого. Для измерения плотности суспензии или кон­ центрации частиц применяется плотномер с источником р-излуче­ ния 2 (стронций 90), обладающий чувствительностью, необходимой для измерения при весьма малой толщине просвечиваемого материала

ив узком диапазоне плотностей.

Вкачестве приемника излучения применяется ионизационная камера 3, сигнал от которой подается в радиоизотопный плотномер

«Атометт» и далее в потенциометр.

С помощью этих приборов ток ионизационной камеры преобра­ зуется в напряжение, которое усиливается и вычитается из эталон­ ного напряжения. В результате получают сигнал, пропорциональ­ ный изменению концентрации частиц в зоне измерения. Сигнал S, поступающий на вторичный прибор, может быть выражен уравне­ нием

S = E0- E 1e iax,

где Е0 — эталонное напряжение, мВ; Е г — напряжение в началь­ ных условиях (при отсутствии твердых частиц), мВ; р, — коэффициент; б — плотность, г/см3; х — толщина просвечиваемого слоя, см.

На рис. 29 показан промышленный образец прибора, разрабо­ танный фирмой «Хилджер и Воттс». Он отличается от лабораторной модели тем, что в нем блок механизма перемещения радиоактивного источника и приемника излучения заменен двумя неподвижными линейными источниками 1, смонтированными на прямолинейном

29