Способ и устройство измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата концентрационного стола
Настоящее изобретение относится к измерительной технике преимущественно в области обогащения полезных ископаемых. Изобретение направлено на измерение расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата. Способ измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата предусматривает измерение суммарной ширины всех струй пульпы гравитационного концентрата на поверхности сливного порога деки концентрационного стола, вычисление среднего значения этой величины за фиксированный промежуток времени, отнесение вычисленного значения к ширине порога деки концентрационного стола и по полученному результату оценивание расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата по формуле
где Qc - расход твердого в пульпе гравитационного концентрата, г/мин, K - коэффициент пропорциональности, учитывающий тип используемого концентрата, наклон деки, другие технические характеристики концентрационного стола, Ld - контролируемая ширина сливного порога деки концентрационного стола, tk - фиксированный интервал времени измерения, bi - суммарная ширина всех струй пульпы на интервале измерения tk. Устройство для измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата на концентрационном столе содержит генератор светового излучения, например лазерного, светоделительную систему, формирующую сканирующий с заданной частотой поток светового излучения, фотоприемник отраженного сигнала от струй пульпы на сливном пороге деки концентрационного стола. Выходы фотоприемника соединены с входами электрической схемы обработки сигналов, формируемых фотоприемником. Электрическая схема обеспечивает получение электрического сигнала, пропорционального ширине всех струй потока пульпы гравитационного концентрата в момент измерения. Интегрирование измеренного сигнала и расчет расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата производится вычислительным устройством по формуле [1]. Технический результат - создание простого и надежного способа непрерывного измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата в диапазоне от 50 до 600 г/мин. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к измерительной технике преимущественно в области обогащения полезных ископаемых. Изобретение направлено на измерение расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата. Оно может быть использовано при извлечении золота гравитационными методами из медных, медно-цинковых и других золотосодержащих сульфидных руд цветных металлов, а также для извлечения гравитационными методами других металлов, например олова.
Основными параметрами, влияющими на режим работы концентрационных столов, являются вещественный состав минерального сырья, степень измельчения (крупность) и содержание и расход твердого в пульпе гравитационного концентрата.
Так как на конкретной обогатительной фабрике (ОФ) перерабатывается минеральное сырье достаточно стабильного состава, а степень его измельчения устанавливается технологическим регламентом, то расход твердого в пульпе гравитационного концентрата становится основным технологическим параметром, определяющим эффективность работы концентрационного стола [1].
Контроль над расходом твердого в пульпе на большинстве ОФ осуществляется вручную периодически (1 раз в 4 часа) методом «мерной кружки».
Этот метод заключается в отборе пробы пульпы на сливе деки концентрационного стола в заборный лоток, перекрывающий весь поток пульпы, в течение 1 минуты. Отобранная проба декантируется и высушивается. Твердый остаток отобранной пробы взвешивается, и его масса является показателем расхода твердого в г/мин. За такой длительный промежуток времени может происходить неконтролируемое изменение расхода твердого, что приведет либо к снижению производительности оборудования, либо к снижению извлечения метала в концентрат, а также к необходимости изменения наладочных параметров концентрационного стола: частоты качаний деки, хода деки, количества подаваемой смывной воды на деку.
Понятно, что эффективное управление гравитационным процессом обогащения на концентрационных столах может быть достигнуто путем непрерывного контроля за расходом твердого в пульпе гравитационного концентрата.
Целью предполагаемого изобретения является создание простого и надежного способа непрерывного измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата в диапазоне (от 50 до 600 г /мин).
Реализация предлагаемого способа основана на выявленной зависимости разделения потока пульпы, пересекающей поверхность сливного порога деки концентрационного стола, на множество отдельных струй пульпы, причем установлено, что количество струй и их ширина зависят от содержания твердого в контролируемом потоке.
Техническая возможность измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата достигается тем, что производится сканирование световым лучом потока пульпы, пересекающей поверхность сливного порога деки концентрационного стола, измерение отраженного от пульпы светового сигнала, преобразования его в электрический сигнал и обработка электрического сигнала. Этот сигнал содержит последовательность импульсов с различной длительностью. Математическая обработка сигнала позволяет определить расход твердого за заданный промежуток времени. В результате статистической обработки значений этого сигнала, зафиксированных в моменты множественных измерений расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата методом «мерной кружки», получен коэффициент корреляции 0,93, возможность использования предлагаемого способа измерения.
В соответствии с общим определением изобретения и с целью оперативного непрерывного бесконтактного измерения расхода твердого в гравитационном концентрате, способ предусматривает: измерение суммарной ширины всех струй пульпы гравитационного концентрата на поверхности сливного порога деки концентрационного стола, вычисление среднего значения этой величины за фиксированный промежуток времени, отнесение вычисленного значения к ширине порога деки концентрационного стола и по полученному результату оценивание расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата по формуле
где Qc - расход твердого в пульпе гравитационного концентрата, г/мин,
K - коэффициент пропорциональности, учитывающий тип используемого концентрата, наклон деки, другие технические характеристики концентрационного стола,
Ld - контролируемая ширина сливного порога деки концентрационного стола,
tk - фиксированный интервал времени измерения,
bi - суммарная ширина всех струй пульпы на интервале измерения tk.
На практике поток пульпы, пересекающий поверхность деки концентрационного стола, содержит множество отдельных струй пульпы различной ширины.
На рисунке 1 представлена схема реализации способа измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата, где обозначено:
1 - дека концентрационного стола,
2 - генератор лазерного излучения,
3 - светоделительная система,
4 - сливной порог пульпы гравитационного концентрата,
5 - фотоприемник,
6 - электрическая схема обработки сигналов, формируемых фотоприемником,
7 - вычислительное устройство,
8 - регистрирующее устройство,
9 - желоб для приема пульпы гравитационного концентрата
ф1, ф2, ф3 - условное изображение развертки лазерного луча,
ф4, ф5, ф6 - поток излучения отраженный от поверхности пульпы гравитационного концентрата.
Измерение расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата происходит следующим образом. Исходная минеральная пульпа поступает на деку концентрационного стола 1, где происходит гравитационное разделение минералов в зависимости от их плотности. Обладающий большей плотностью золотосодержащий гравитационный концентрат поступает к сливному порогу концентрационного стола, а пустая порода с мелкими частицами золота смывается водой в боковой лоток для дальнейшего извлечения мелких фракций золота методом флотации.
Генератор лазерного излучения 2 направляет световой луч на светоделительную систему 3, которая формирует сканирующий поток светового излучения (ф1, ф2, ф3) и направляет его на сливной порог 4 деки концентрационного стола 1, через который происходит перелив пульпы гравитационного концентрата. Отраженный от поверхности сливаемой пульпы поток излучения (ф4, ф5, ф6) попадает на фотоприемник 5. Выходы фотоприемника соединены с входами электрической схемы обработки сигналов 6. На выходе электрической схемы 6 формируется сигнал, пропорциональный суммарной ширине всех струй потока пульпы гравитационного концентрата. Интегрирование измеренного сигнала и расчет содержания твердого в пульпе гравитационного концентрата производится вычислительным устройством 7 и регистрируется устройством 8.
Отраженный сигнал от струй пульпы, принимаемый фотоприемником 5, имеет вид, представленный на рисунке 2.
Прием и обработка сигнала фотоприемника производится с помощью вычислительного устройства 7, например микроконтроллера типа PIC 16С773, на выходе вычислительного устройства формируется усредненный и отфильтрованный от помех сигнал, пропорциональный расходу твердого в пульпе гравитационного концентрата,.
Проверка эффективности способа измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата и возможность его технической реализации проведена на концентрационном столе СКО-15 обогатительной фабрики Урупского Горно-обогатительного комбината.
В этом производстве на концентрационный стол поступает пульпа из короткоконусных циклонов, где происходит ее разделение на гравитационный концентрат и пульпу флотации.
Сливной порог деки концентрационного стола сканировался лазерным лучом с частотой 8 Гц с разверткой ширины излучения в диапазоне 350-400 мм.
Внешний вид устройства, реализующего способ измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата, его установка напротив сливного порога деки концентрационного стола представлен на рисунке 3.
Фрагмент записи показаний расхода твердого регистрирующим устройством 8 в пульпе гравитационного концентрата на сливном пороге деки концентрационного стола, зафиксированный на ЗАО «Урупский ГОК», представлен на рисунке 4.
Управление концентрационным столом велось в ручном режиме. Максимальное увеличение расхода твердого вызвано ступенчатым изменением расхода промывочной воды в ходе активного эксперимента для определения динамических характеристик объекта управления.
Для построения градуировочного графика проведен активный эксперимент с управлением концентрационным столом в ручном режиме. Изменение расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата производили ступенчатым изменением подачи исходной минеральной пульпы и расхода смывочной воды в ходе активного эксперимента.
В контрольных точках производился отбор проб пульпы гравитационного концентрата методом «мерной кружки» для определения расхода твердого и одновременно записывались показания измерительного устройства
Результаты активного эксперимента представлены в Таблице 1.
По данным эксперимента построен градуировочный график, представленный на рисунке 5, на котором по оси ординат отложены значения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата, а по оси абсцисс показания измерительного устройства.
Квадратиками отмечены контрольные точки, полученные путем отбора проб пульпы методом «мерной кружки», с одновременной фиксацией показаний измерительного устройства, реализующего предлагаемый способ измерения.
На градуировочном графике видна практически линейная зависимость значений расхода содержания твердого в пульпе гравитационного концентрата полученных методом «мерной кружки» и показаний измерительного устройства. Технический результат выражается в повышении производительности концентрационного стола и стабильно высоком качестве гравитационного концентрата, что подтверждает эффективность и достоверность предлагаемого способа измерения.
Литература
1. С.И. Полькин "Обогащение руд цветных металлов", г. Москва, изд. "Недра", 1983 г.
1. Способ измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата на концентрационном столе, заключающийся в том, что на поверхности сливного порога деки концентрационного стола фиксируют суммарную ширину всех струй пульпы гравитационного концентрата, вычисляют среднее значение этой величины за фиксированный промежуток времени, относят вычисленное значение к ширине порога деки концентрационного стола и по полученному результату судят о расходе твердого в пульпе гравитационного концентрата за этот фиксированный промежуток времени по формуле
где Qc - расход твердого в пульпе гравитационного концентрата, г/мин,
K - коэффициент пропорциональности, учитывающий тип используемого концентрата, наклон деки, другие технические характеристики концентрационного стола,
Ld - ширина сливного порога деки концентрационного стола,
tk - фиксированный интервал времени измерения,
bi - суммарная ширина всех струй пульпы на интервале измерения tk.
2. Устройство для измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата на концентрационном столе, содержащее генератор светового излучения, например лазерного, светоделительную систему, формирующую сканирующий с заданной частотой поток светового излучения, фотоприемник отраженного сигнала от струй пульпы на сливном пороге деки концентрационного стола, причем выходы фотоприемника соединены с входами электрической схемы обработки сигналов, формируемых фотоприемником, обеспечивающей получение электрического сигнала, пропорционального ширине всех струй потока пульпы гравитационного концентрата в момент измерения, интегрирование измеренного сигнала и расчет расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата производится вычислительным устройством по формуле [1].
