Способ управления процессом флотации

 

Изобретение относится к оперативному управлению многостадийными процессами флотации и может быть использовано при разработке и внедрении автоматизированных систем управления технологическими процессами на обогатительных фабриках. Цель изобретения - повышение точности управления. Технологическую схему процесса разбивают на I контуров таким образом, чтобы каждый контур имел не более двух выходных продуктов. Измеряют содержания α<SB POS="POST">I</SB>, β<SB POS="POST">N</SB>, Θ<SB POS="POST">I</SB> полезных компонентов в питании, готовом концентрате и хвостах каждого контура, расходы твердого γ @ <SB POS="POST">I</SB>

γ @ <SB POS="POST">N</SB>

γ @ <SB POS="POST">I</SB> в питании, готовом концентрате и хвостах каждого контура. Затем вычисляют целевую функцию по формуле θ<SB POS="POST">отв</SB> = β<SB POS="POST">N</SB> - [(β<SB POS="POST">N</SB> ΣLΑ<SB POS="POST">I</SB> - ΣΑ<SB POS="POST">I</SB>γ @ <SB POS="POST">I</SB>): (Σγ @ <SB POS="POST">I</SB> - γ @ <SB POS="POST">N</SB>)], где θ<SB POS="POST">отв</SB> - содержание полезного компонента в отвальных хвостах. После этого определяют управляющие воздействия, обеспечивающие экстремум целевой функции. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сиls В 03 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВАРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р Х);-Х«к»;

i=1 i=1 отв. — Д

Г и (.х у (21) 4659940 /03 (22) 19,01,89 (46) 23.08.91. Бюл, М 31 (71) Институт-,кибернетики с вычислительным центром Научно-производстве ного объединения "Кибернетика" Ak УзССГ (72) Э.М.Алиев и М,С,Якубов (53) 622.725 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1080872, кл. В 03 О 1/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 688228, кл, В 03 В 13/00, 1978. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ФЛОТАЦИИ (57) Изобретение относится к оперативному управлению многостадийными процессами флотации и может быть использовано при разработке и внедрении автоматизированных систем управления технологическими процессами на обогатительных

Изобретение относится к способам оперативного управления многостадийным процессами флотации и может быть использовано при разработке и внедрении автоматизированных систем управления технологическими процессами на обогатительных фабриках.

Цель изобретения -повышение точности управления.

На чертеже показана технологическая схема процесса флотации медно-обогатительной фабрики с рециклами.

Сущность изобретения заключается в том, что при реализации способа технологическую схему процесса разбивают íà i конЯ2 1671354 А1 фабриках. Цель изобретения — повышение точности управления. Технологическую схему процесса разбивают на i êîíòóðîB так, чтобы каждый контур имел не более двух выходных продуктов. Измеряют содержания а;,,, 6I полезных компонентов в питании, готовом концентрате и хвостах каждого контура, расходы твердого у, у„; у в питании, готовом концснтрате и хвостах каждого контура. Затем вычисляют целевую функцию по формуле

П

О., ° - 3„(<р, g у„- g а, у, ): п ,>„у„. — у t J где 0„, — содержание по п лезного компонента в отвальных хвостах.

После этого определяют управляющие воздействия, обеспечивающие экстремум целевой функции. 1 ил.. 2 табл. туров так, чтобы каждый контур имел не более двух выходных продуктов, измеряют содержание а,Д,г полезных компонентов в питании, готовом концентрате и хвостах каждого контура, расходы твердого y„.; у „; ув. в питании, готовом концентрате и хвостах каждого контура, вычисляют целевую функцию по формуле

1671354

Х а;у Ð >>,+0>i

/З„У1 ,), а,у, k (2) Х ух;=Ъ,+Ъ; у >) е >тто р, k

У а, ;;„, /jn> „

Ооте.— т c>i

I тде Оотв. — содержание полезното компонента в отвальных хвостах, и определяют управляющие воздействия. обеспечивающие экстремум целевой функции.

Способ управления процессом флотации осуществляется с помощью следующего алгоритма.

На основе информации о содержании полезного металла в указанных точках составим систему материально-балансовых уравнений. Уравнение для 1-го контура имеет вид где а1,/31, 6) — содержание полезного металла в питании, концентрате и хвостах; у, ув,, у@; — масса твердого, соответственно в питании, концентрате и хвостах;

К вЂ” число источников поступления сырья, Структурная схема процесса флотации построена так, чтобы каждый контур имел более двух выходных продуктов. Тотда решив систему материально-балансовых уравнений, получим выражения, определяющие долю расхода твердого у . = у,.(а1 . ГХ,, ап, у„„, ует,),, ...,Д., О1,, .Оп).

y = y (а1, ГХ ... ГХп, >a,.>," > Пте), p1.p, ...,/1„, О1, % Оп). где! = 1,2...,n.

Если Рп и у „принять эа содержание полезного металла в готовом продукте и за его выход, то система уравнений определяется иэ общего материального баланса по структурной схеме

2. ГХ1 уЯ =/1п Y + "» >g т и иь

Из этой систеMû,÷åãко определяеTся содержание полезного металла в отвальных хвостах.

/ п >, —,), Г4> Х, =/ „-— (1)

Х>у; >p„

5 k

Содержание полезного металла в готовом концентрате имеет вид (7„„„> —, а, у„ бо ь

10 /3п = t „„„„„Yr а

Легко можно найти, что извлечение полезного металла в готовом концентрате определяется следующим образом:

20 При постоянных значениях Д, гх1, >,„ иэ формулы (2) следует, что максимум извлечения соответствует максимуму выхода готового продукта, а иэ формулы (1)— минимум содержания полезного металла

25 в отвальных хвостах соответствует максимуму выхода готового продукта и извлечения.

Система управления процессом флотации имеет двухуровневый характер.

30 На верхнем уровне на основании информации о поступающем для переработки сырье и принятом критерии решается задача межконтурной оптимизации в пространстве параметров, характеризующих

35 внутренние потоки, связывающие контуры управления. Управляющие параметры каждого иэ контуров остаются неизменными. Межконтурной оптимизацией находятся такие значения выходных параметров каждого

40 контура, при которых выбранная функция цели для всей схемы достигнет своего экстремума.

Например

45 Оотв. — min, 3p =/ зад, у (у à(>, / (Д (/1 с учетом ограничений на хвосты снизу l 1; ((l у„. Д, ув,,/А,, у„), ij = 1,2....п.

На этом уровне определяются оптимальные связи между контурами и оптимальные величины выходных переменных каждого из них, обеспечивающие получение экстремума выбранной целевой функции управления для всей схемы, На нижнем уровне определяются оптимальные режимы функционирования контуров управления

1671351 для найденных при решении межконтурной оптимизации параметров потоков. На основе выбранного критерия и математических моделей отдельных контуров решается задача контурной оптимизации. В качестве критерия служит минимум стоимости управления, я Р С» Uik — min

k =1 при условии

/3 — /31 (х)1, Uik, 9t.) = О, 0)» 0» О». Xlj Xij Xij, Uik 0, XijЖ где /3 заданное значение содержания ценного компонента в концентрате на выходе контуров управления, определенное в результате решения задачи межконтурной оптимизации; х, u — векторы входных возмущающих и управляющих воздействий;

Π— вектор выходов в хвосты;

3(x,и 0) — значение выходного пар 4етра, определенное на основе математической модели;

C» — стоимость к-го управляющего параметра;

I — номер контура; к,j,l — номера управляющих входных параметров и хвостов.

Таким образом, расход управляющих параметров должен осуществляться не только по расходу сырья, но и с учетом физико-химических свойств псступающего для переработки сырья.

Пример . Для решения задачи межконтурной оптимизации процесса флотации был выбран следующий критерий оптимальности:

Яэ 7 3 1 4) (Г» Я

A A>A Ð)О -А)

При этом для удобства под /3; с нечетными индексами подразумеваются соответствующие О i.

Поставленная цель — уменьшить содержание меди в отвальных хвостах до минимума при заданном значении /31о = 20.

В качестве целевпи функции рассматривалась квадратическая Разность ! э о1в 7эад

- min, 5 где Оэ„д = 0,065.

Программная реализация процедур межконтурной оптимизации позволила определить значения г!арэметров, приведенных в табл. 1.

Математические модели для отдельных контуров процесса флотации имеют вид:

3z = 76,781+0,0057q NazS-0,0399 ц»!-0,1863q!.во-37,1979а 0,8053 РН-0,0076 0

212,4656 Пл -44,0540 Пл 19,9862 /)1-О, О 1 О О V; /э4 = О, 5 8 7 б + О, 3 О 6 б ц N à z S-0,56 1 qkst-27,8452 /)! +3,0077Пл /!1-1,3284 Пл /3з + 8,4164 /3з-0,1863РН

-0,0382 qNazS q», +5,5642 ц»э) /31;

+=10,5076+0,083 t qks1+0,4483ц -so+

+57,5891/1э + 4,2084/хэ -11,98t7 Пл /3з +

+5.5816 Пл р -0,3798 РН -0,0168 qksr цт-во25 -3,4223qr во/Ъ:

/Зв = 79,0877)-0,1018qkst 1,3535ц-во-2,2275 /34 -3,8305 3g +3,5253/3т -1.1070 Пл/3g

+77,5182 Пл/Зу)0,5296pН +0,3371 q -во/14

/)1о = 48.5965+0,0032 qCaO -0,0562 /3 30 -О 1662 /3в — 1,9177 /4 -26,7642 Пл /34+

+О,t272 РН, где 9 — расход i-го реагента:

Пл — плотность пульпы;

РН вЂ” щелочность пульпы;

V — объемный расход;

Q — производительность.

При решении задачи контурной оптимизации на основе математических моде40 лей отдельных контуров получены следующие значения управляющих параметров (табл.2), обеспечивающие выполнение условий, вытекающих из решения межконтурной оптимизации.

45 Согласно данному способу в точках 112 для отбора проб установлены датчики для химического (или рентгеноспектрального) анализа. Отобранная проба периодически по трубопроводам доставляется в рентгеноспектральную лабораторию для анализа. Информация о содержании полезного металла поступает на вход ЦВМ для расчета материально-балансовых уравнений и принятия оптимальных управленческих решений. ЦВМ, в свою очередь. соединена с пультами управления. находящегося в корпусе флотационного цеха, где находится оператор-технолог и наблюдает за ходом процесса. Согласно

1671354 п Il

Таблица 1

Таблица 2 технологической схеме в точках а. б, в, г, д подаются реагенты различного вида, Для каждого вида реагента проведен отдельный трубопровод. В точках подачи реагентов установлены датчики для регулировки их расхода в автоматическом режиме. Датчики соединены с ЦВМ и дисплеем, находящимся в пункте управления у оператора-технолога. Вся информация о значениях входных и выходных параметров процесса поступает в память ЦВМ, обрабатывается и на ее основе строится модель процесса по заложенному алгоритму, а также рассчитываются оптимальные технологические режимы и режимы расхода реагентов. На каждом такте управления результаты машинных расчетов выдаются на экран дисплея оператору-технологу. Анализируя технологические ситуации с учетом плановых заданий, оператор-технолог принимает окончательное решение, обеспечивающее эффективное функционирование процесса флотации, стабилизирует расходы воздуха. воды, пульпы. реагентов и уровня пульпы.

Для оценки эффективности полученных результатов проведен сравнительный анализ. С этой целью собраны статистические характеристики текущих управляющих воздействий в условиях нормально функционирующего обьекта и сравнивались с расчетами. Анализ показал. что суммарные расходы на управляющие параметры уменьшились на 2,238 руб. на

1 тыс.т руды по сравнению с текущими затратами. Кроме того, извлечение полезного металла в готовом концентрате увеличилось на 1,1 g для заданного содержания полезного металла в исходном питании за

5 счет уменьшения потерь полезного металла с хвостами, Формула изобретения

Способ управления процессом флота10 ции, включающий разбиение технологической схемы на i контуров управления, измерение в каждом контуре содержаний а;, 3„, 9 полезных компонентов в питании, готовом концентрате и хвостах расходов твер15 дого уг; yв, 1 . в питании, готовом концентрате и хвостах. вычисление целевой функции и определение значений управляющих воздействий, обеспечивающих экстремум целевой функции, о т л и ч а ю—

20 шийся тем, что, с целью повышения точности управления, разбивают технологическую схему на контуры так, чтобы каждый контур имел не более двух выходных продуктов, а целевую функцию опре25 деляют по формуле где 0o» — содержание полезного металла в отвальных хвостах.

1671354

ФФ о

Е a7

Составитель Л. Лукашанец

Техред М,Моргентал Корректор С, Шевкун

Редактор С. Лыжова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2787 Тираж 318 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5