Способ управления процессом обогащения в тяжелых трехкомпонентных суспензиях

 

Сущность изобретения: при способе управления процессом обогащения в тяжелых трехкомпонентных суспензиях, основанном на контроле плотности и вязкости кондиционной суспензии, задают оптимальное соотношение компонентов - утяжелителей, находят текущее соотношение компонентов - утяжелителей, решая систему уравнений сравнивают их между собой и, если текущее соотношение превосходит заданное, уменьшают расход магнетита и увеличивают расход ферросилиция, а при уменьшении текущего соотношения от заданного увеличивают расход магнетика и уменьшают расход ферросилиция, где ρ_с и μ_с - плотность и вязкость суспензии: С_ф и С_м - содержание ферросилиция и магнетита: ρ_ф и ρ_м - плотность ферросилиция и магнетита: K₀, K₁, K₂ - постоянные коэффициенты. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области управления технологическими процессами горно-химической промышленности, а именно автоматизированного управления процессами обогащения в тяжелых суспензиях. Цель изобретения повышение оперативности и точности управления процессом обогащения в тяжелых трехкомпонентных суспензиях. Достижение поставленной цели осуществляют на основе контроля плотности и вязкости кондиционной суспензии, задают оптимальное соотношение компонентов утяжелителей, находят текущее соотношение компонентов-утяжелителей С_м/C_ф, решая систему уравнений относительно С_м и С_ф сравнивают заданное и текущее соотношения компонентов-утяжелителей и, если текущее соотношение превосходит заданное, уменьшают расход магнетита и увеличивают расход ферросилиция, а при уменьшении текущего соотношения от заданного увеличивают расход магнетита и уменьшают расход ферросилиция, где μ_с и ρ_с вязкость и плотность суспензии; С_ф и С_м содержание ферросилиция и магнетита; ρ_ф и ρ_м плотность ферросилиция и магнетита; К₀, К₁, К₂ постоянные коэффициенты. Новизна и существенные отличия предлагаемого способа относительно известных заключаются в том, что, кроме плотности, измеряют вязкость суспензии, по их значениям оперативно (автоматически) решая систему уравнений рассчитывают содержание каждого компонента утяжелителя, определяют их соотношение и при отклонении текущего соотношения от заданного оптимального регулируют расход утяжелителей. Предложенный способ отличается от прототипа тем, что по контролируемым значениям вязкости и плотности трехкомпонентной суспензии оперативно (автоматически) определяют содержание каждого компонента-утяжелителя и их соотношение, а по отклонению величины соотношения от заданного регулируют расход каждого из утяжелителей, тем самым обеспечивают более точное управление разделением руды. Известно, что свойства суспензии плотность и вязкость зависят от содержания трех компонентов (ферросилиция, магнетита и воды) по общему выражению вида (1) где ρ_с и μ_с плотность и вязкость суспензии; С_ф и С_м содержание ферросилиция и магнетита. Однако известно, что ρ _с (1 С_ут) ρ_в + С_ут ^. ρ_ут, (2) где С_ут содержание утяжелителя (суммарное содержание компонентов); ρ_в плотность воды; ρ_ут плотность утяжелителя. Плотность утяжелителя определяют по известному выражению
ρ_ут= (3)
или ρ_ут= (4) так как С_ут С_ф + С_м (5)
Следовательно, выражение (2) с учетом (4) и (5) принимает следующий вид
ρ_с (1 С_ф С_м) ρ_в + С_ф ^. ρ_ф + С_м ^. ρ_м, а при ρ_в 1 г/см³;
ρ_с 1 С_ф С_м + С_ф ρ_ф + С_м ^. ρ_м, (7) где С_ф и С_м концентрация ферросилиция и магнетита;
ρ_ф и ρ_м плотность ферросилиция и магнетита. Вязкость суспензии зависит от содержания твердой фазы (ферросилиция и магнетита) и их соотношения по выражению следующего вида
μ_c= K_o+KC_ф+C+K (8) где К₀, К₁, К₂ постоянные коэффициенты. Таким образом система из двух уравнений (7) и (8) с неизвестными С_ф и С_м вида
(9) характеризует свойства суспензии и позволяет разработать эффективную систему управления процессом обогащения. Способ осуществляется следующим образом. С помощью автоматических датчиков измеряют плотность и вязкость кондиционной суспензии. Затем полученные данные обрабатывают в вычислительной машине, где по уравнениям (9) зависимости плотности и вязкости от содержания компонентов-утяжелителей и их соотношения определяют текущее соотношение компонентов-утяжелителей, и при отличии его от заданного изменяют расход ферросилиция и магнетита в емкости приготовления кондиционной суспензии. Пример реализации предлагаемого способа представлен на схеме (см. чертеж), содержащий сепаратор 1, емкость 2 кондиционной суспензии, вискозиметр 3, плотномер 4, вычислительный блок 5, дозаторы 6 и 7 магнетита и ферросилиция и аппарат 8 для приготовления кондиционной суспензии. В сепаратор 1 поступает руда и приготовленная кондиционная суспензия. Отделенная от продуктов сепарации суспензия поступает в емкость кондиционной суспензии 2, затем насосом перекачивается в сепаратор 1 и на регенерацию. Кондиционная суспензия непосредственно в потоке подвергается контролю датчиками 3 и 4 вязкости (высокочастотный вискозиметр) и плотности (радиоизотопный плотномер). Полученные электрические сигналы обрабатываются в вычислительном блоке 5, где, решая систему уравнений (9) относительно С_ф и С_м определяют соотношение и сравнивают с заданным. При необходимости коррекции величины текущего соотношения выдают управляющие сигналы на дозаторы 6 и 7 и, если текущее соотношение превосходит заданное, дозатором 6 уменьшают расход магнетита и дозатором 7 увеличивают расход ферросилиция, а при уменьшении текущего соотношения от заданного увеличивают дозатором 6 расход магнетита и дозатором 7 уменьшают расход ферросилиция. Утяжелители (магнетит и ферросилиций) загружают дозаторами в аппарат 8 для приготовления кондиционной суспензии. Применение данного способа управления позволяет оперативно и точно поддерживать заданный оптимальный режим обогащения. В условиях ППО "Бор" были проведены промышленные испытания предлагаемого способа при обогащении датолитовой руды в тяжелой трехкомпонентной суспензии. При отклонении соотношения от заданного производилась загрузка нужного количества утяжелителей. В табл. 1 приведены результаты измерений времени, в течение которого осуществлялось управление процессом обогащения в тяжелых суспензиях по известному и предлагаемому способам при испытаниях. В табл. 2 приведены результаты измерения точности загрузки утяжелителей, характеризуемые числом корректировок вязкости и плотности суспензии. Из табл. 1 следует, что применение предлагаемого способа управления процессом обогащения в тяжелых суспензиях при помощи ввода нового параметра соотношение утяжелителей позволит автоматизировать управление процессом обогащения, что повысит оперативность управления по сравнению с известным способом (прототип) в 190-212 раз. Из табл. 2 следует, что применение предлагаемого способа управления процессом обогащения в тяжелых суспензиях при помощи нового параметра соотношение утяжелителей позволит повысить точность управления процессом в 3-4 раза.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБОГАЩЕНИЯ В ТЯЖЕЛЫХ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СУСПЕНЗИЯХ, основанный на контроле плотности и вязкости кондиционной суспензии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления процессом, задают оптимальное соотношение компонентов-утяжелителей, находят текущее соотношение компонентов-утяжелителей, решая систему уравнений

сравнивают их между собой и, если текущее соотношение превосходит заданное, уменьшают расход магнетита и увеличивают расход ферросилиция, а при уменьшении текущего соотношения от заданного увеличивают расход магнетита и уменьшают расход ферросилиция,
где ρ_с и μ_с плотность и вязкость суспензии;
C_ф и C_м содержание ферросилиция и магнетита;
ρ_ф и ρ_м плотность ферросилиция и магнетита;
K₀, K₁, K₂ постоянные коэффициенты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---