Устройство для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию
Назначение: техника для обогащения полезных ископаемых на горно-обогатительных предприятиях по переработке рудных полезных ископаемых. Использование: обогащение полезных ископаемых, в частности, руд черных металлов. Цель предлагаемого технического решения: оптимизация мокрой магнитной сепарации посредством осуществления контроля равномерности распределения добавочной воды по отдельным обогатительным аппаратам, запитанных параллельно, путем использования данных о температуре выходящих продуктов (например, хвостов) на каждом из сепараторов. Сущность предлагаемого технического решения: Устройство для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию включает группу датчиков температуры для контроля температуры продуктов сепарации (например, хвостов), вторичный прибор, ЭВМ, группу индикаторов или дисплей. Кроме этого, для решения задачи определения относительной доли добавочной воды в питании сепараторов устройство дополнительно включает в себя датчик температуры для контроля температуры исходного питания сепарации (до добавления воды) и датчик температуры для контроля температуры добавочной воды. Кроме этого, для целей автоматического управления водяными задвижками (клапанами) от ЭВМ или контроллера включает группу исполнительных механизмов.
Неравномерное распределение добавочной воды выявляется по разнице значений температуры выходящих продуктов (компонентов) по сравниваемым сепараторам. Для обеспечения более равномерного распределения добавочной воды среди сепараторов мокрой магнитной сепарации, предлагается регулировать подачу воды до минимизации разницы в значениях температуры по аппаратам. Кроме этого, с целью оптимизации предлагается решение задачи определения относительной доли добавочной воды в питании мокрой магнитной сепарации, для чего дополнительно используются данные о температуре пульпообразного продукта, являющегося исходным питанием операции магнитной сепарации, до смешивания с добавочной водой, и данные о температуре добавочной воды. После чего по балансу измеренных значений температуры приближенно определяют относительную долю добавочной воды в питании сепарации. 1 н.з.п. формулы, 6 з.п. формулы, 1 илл.
Техническое решение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в черной металлургии на обогатительных фабриках, перерабатывающих железные руды.
Целью технического решения является осуществление контроля равномерности распределения добавочной воды по отдельным обогатительным аппаратам, запитанных параллельно, обеспечение равномерного распределения добавочной воды, кроме этого определение относительной доли добавочной воды в питании сепарации.
Одной из самых ответственных обогатительных операций при обогащении железных руд является магнитная сепарация. От эффективности работы операций зависят технологические показатели обогатительного процесса. При этом, чем выше (раньше) по технологической схеме расположена операция, тем большее влияние оказывает она на весь процесс в целом. Так, головные операции во многом определяют качественные и экономические показатели всего передела.
Тем более, состояние первой стадии мокрой магнитной сепарации, (режим работы оборудования) становится важным, поскольку, как правило,
операцию сепарации производят в малом количестве (обычно, в двух) сепараторах с большой единичной производительностью. В этом случае, неоптимальная работа одного из аппаратов, выполняющих операцию мокрой магнитной сепарации, очень чувствительно отражается на ходе всего дальнейшего процесса, так как при большой единичной производительности аппарата нарушение процесса касается половины (или трети) всего рудного потока.
Для операции мокрой магнитной сепарации важнейшим параметром является водный режим, то есть, количество подаваемой в процесс технологической (добавочной) воды.
Самой распространенной причиной неоптимальной работы мокрой магнитной сепарации является недостаточная подача воды. Недостаточная подача воды приводит к снижению качества продукта, в то время, как избыточная подача приводит к повышению потерь с хвостами и снижению извлечения.
Авторам не известны аналоги предлагаемого технического решения. На практике распределение добавочной воды по отдельным сепараторам производится, регулируя вручную степень открытия задвижек на водоводе для каждого из работающих во фронте сепараторов. Степень открытия задвижек при этом оценивается визуально. При этом на практике используются задвижки различных конструкций, степень открытия которых сравнивать визуально не представляется возможным. Кроме этого, даже если задвижки одинаковые, на подачу воды влияет давление в водоводе перед
задвижкой. В действительности, из-за путевого падения давления в водоводе подача воды через одинаково-открытые задвижки ощутимо отличается.
Таким образом, визуально проконтролировать состояние распределения добавочной воды на сепарацию по отдельным сепараторам затруднительно, поэтому вода не всегда распределяется равномерно.
Одним из технических результатов предложенного технического решения является получение впервые средства контроля и оптимизации работы мокрой магнитной сепарации по добавочной воде.
Для контроля равномерности распределения добавочной воды по отдельным обогатительным аппаратам группы, запитанных параллельно, предлагается использовать различие в значениях температуры компонентов (продуктов), выходящих из этих аппаратов.
Это достигается измерением температуры продуктов сепарации (хвостов, либо магнитного продукта) по каждому аппарату группы, выполняющему операцию сепарации. После чего по разнице измеренных значений температуры определяют на который из сепараторов группы подача добавочной воды понижена (меньше).
Для обеспечения более равномерного распределения добавочной воды среди сепараторов мокрой магнитной сепарации, предлагается регулировать подачу воды до минимизации разницы в значениях температуры по аппаратам.
Для определения относительной доли добавочной воды в питании сепарации (аппаратов) предлагается использовать различие в значениях
температуры компонентов, входящих в операцию сепарации и выходящих из нее.
Это достигается измерением значений температуры продуктов сепарации (хвостов, либо магнитного продукта) и, кроме этого, дополнительно - измерением температуры пульпообразного продукта, являющегося исходным питанием операции магнитной сепарации, до смешивания с добавочной водой, и измерением температуры добавочной воды. После чего по балансу измеренных значений температуры приближенно определяют относительную долю добавочной воды в питании сепарации.
Такое выполнение устройства для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию позволяет улучшить условия проведения сепарации, повысить эффективность ее работы за счет выявления и устранения неравномерности распределения добавочной воды среди аппаратов, а также, за счет выявления и устранения недостаточной или избыточной подачи добавочной воды в операцию в целом.
Температура добавочной воды, как правило, ниже температуры пульпообразного исходного питания операции. Особенно велика разница значений температуры при подаче в качестве исходного питания сепарации продукта измельчения (например, слив (разгрузка) мельницы первой стадии измельчения, хвосты первой стадии мокрой магнитной сепарации и добавочная вода).
Чем выше температура исходного питания операции, тем более чувствительно можно определять неравномерность распределения добавочной воды.
На схеме (фиг.) представляющей устройство для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию (на примере выполнения операции группой сепараторов из двух аппаратов), изображено:
1-1 и 1-2 - магнитные сепараторы;
2 - водовод;
3-1 и 3-2 - задвижки (клапаны) для регулирования подачи добавочной воды на сепараторы;
4-1 и 4-2 - датчики температуры продуктов сепарации (хвостов) сепараторов;
5 - датчик температуры питания сепарации до добавления воды;
6 - датчик температуры добавочной поды;
7 - вторичный прибор (контроллер);
8 - ЭВМ;
9-1 и 9-2 - индикаторы подачи воды на сепараторы.
Устройство для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию включает в себя группу датчиков температуры 4 для контроля температуры продуктов сепарации (например, хвостов), вторичный прибор 7, ЭВМ 8.
Количество датчиков температуры 4 для измерения температуры продуктов сепарации должно соответствовать количеству аппаратов
(магнитных сепараторов) в группе, выполняющих операцию мокрой магнитной сепарации.
Причем, возможны варианты расположения датчиков температуры 4 для измерения температуры продуктов сепарации в зависимости от выбранного для контроля продукта: 1) в области продуктового желоба сепаратора для магнитного продукта, 2) в области хвостового лотка сепаратора.
Помимо этого, с целью исключения абразивного износа датчиков температуры предусматривается вариант применения инфракрасных датчиков температуры, позволяющих определять температуру контролируемого объекта бесконтактным способом.
Кроме этого, для упрощения и удобства регулирования вручную посредством визуального представления информации о подаче воды по аппаратам вблизи места расположения регулирующих задвижек, устройство содержит группу индикаторов 9 или дисплей.
Кроме этого, для решения задачи определения относительной доли добавочной воды в питании сепараторов устройство дополнительно включает в себя датчик температуры 5 для контроля температуры исходного питания сепарации (до добавления воды) и датчик температуры 6 для контроля температуры добавочной воды.
Кроме этого, предусмотрен вариант устройства, который для целей автоматического управления водяными задвижками (клапанами) 3 от ЭВМ или контроллера содержит группу исполнительных механизмов.
Устройство для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию работает следующим образом.
Датчиками температуры 4 для измерения температуры продуктов сепарации определяются значения температуры продуктов сепарации (например, хвостов), выходящих из отдельных магнитных сепараторов, осуществляющих одну и ту же операцию. Значения температуры продуктов сепарации отдельных магнитных сепараторов через вторичный прибор (контроллер) 7 передаются на ЭВМ 8, где сравниваются между собой.
Неравномерное распределение добавочной воды выявляется по разнице значений температуры выходящих продуктов (компонентов) по сравниваемым сепараторам.
На мониторе ЭВМ 8 для удобства представления информации данные по отдельным аппаратам (сепараторам) выводятся в графическом виде.
В случае отличия значений температуры распределение воды среди аппаратов корректируют до минимизации разницы значений температуры выходящих продуктов по аппаратам.
Воду перераспределяют, регулируя степень открытия задвижек (клапанов) 3 на водоводах, при этом на сепараторы с более высокой температурой выходящего продукта (хвостов) увеличивают количество подаваемой воды, а на сепараторы с более низкими температурой выходящего продукта (хвостов) - уменьшают количество подаваемой воды.
По месту расположения регулирующих задвижек 3 с целью упрощения и удобства регулирования вручную информация о подаче воды по аппаратам
выводится для визуального представления на группу индикаторов (по числу сепараторов) 9 или на дисплей.
Кроме этого, датчик температуры 5 располагается таким образом, чтобы измерять температуру исходного питания сепарации (до добавления воды). (Например, в продуктовом желобе продукта, являющегося исходным питанием для магнитной сепарации). Датчик температуры 6 измеряет температуру добавочной воды в водоводе 2. Значения температуры этих компонентов от датчиков 5 и 6 так же передаются на ЭВМ 8 где по уравнению баланса определяется относительная доля добавочной воды для каждого из аппаратов (сепараторов). При этом на индикаторы 9 с ЭВМ 8 передаются соответствующие сигналы об относительной подаче воды на каждый из сепараторов группы.
Кроме этого, предусмотрен вариант устройства, включающего автоматическое управление водяными задвижками (клапанами) 3 от ЭВМ или контроллера с учетом вышеизложенных пунктов.
Таким образом, использование предложенного технического решения позволяет осуществить контроль равномерности распределения добавочной воды среди магнитных сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции (стадии) магнитной сепарации.
Кроме этого, устройство позволяет обеспечить равномерное распределение добавочной воды рудного питания среди сепараторов
(аппаратов), что в свою очередь, позволяет оптимизировать работу магнитной сепарации.
Кроме этого, устройство позволяет определить относительное количество добавочной воды, подаваемое на сепарацию.
Количественную оценку относительной доли в питании сепарации, которая приходится на исходный продукт, подаваемый на сепарацию, до смешивания с добавочной водой, производят, используя формулу [1].
Количественную оценку доли добавочной воды в питании по предлагаемому техническому решению производят, используя следующие формулы:
- формулу [2] для определения доли добавочной воды в питании относительно разбавленного питания (после смешивания с добавочной водой);
- формулу [3] для определения доли добавочной воды в питании относительно исходного продукта, подаваемого на сепарацию, до смешивания с добавочной водой;
где tПитания сепарации - температура исходного продукта, подаваемого на сепарацию, до смешивания с добавочной водой, градусы;
t Продукта сепарации - температура продукта сепарации (хвостов, либо магнитного продукта), градусы;
tДобавочной воды - температура добавочной воды, градусы;
f в питании - доля исходного продукта в разбавленном питании операции, д.ед;
Wв питании - доля добавочной воды в питании операции, д.ед;
W от исходного продукта - доля добавочной воды в питании относительно исходного продукта, д.ед.
Предложенная полезная модель осуществлена (испытана) в производственных условиях на обогатительной фабрике Костомукшского комбината.
Для осуществления устройства для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию использованы датчики температуры, контроллеры, передающие данные на ЭВМ.
Операция первой стадии магнитной сепарации выполняется группой сепараторов из двух аппаратов (1-1 и 1-2).
Исходным питанием магнитной сепарации является слив стержневой мельницы. Для осуществления операции магнитной сепарации исходное питание разбавляют добавочной водой.
Температура продукта магнитной сепарации, в частности, хвостов, измеряется датчиками температуры 4-1 и 4-2. Температура исходного питания сепарации - слива стержневой мельницы до смешивания с добавочной водой измеряется датчиком температуры 5, который располагается в продуктовом желобе слива стержневой мельницы. Температура добавочной воды в водоводе 2 измеряется датчиком температуры 6.
По измеренным значениям температуры посредством уравнений баланса осуществляют определение относительной доли добавочной воды в питании магнитных сепараторов 1-1 и 1-2 в контроллере 7, а так же на компьютере 8, на мониторе которого отражается относительная подача добавочной воды на каждый из сепараторов. Столбиковые диаграммы наглядно представляют относительную подачу добавочной воды магнитных сепараторов: на каком из сепараторов подача избыточная, а на каком - недостаточная. Благодаря этим показаниям подачу добавочной воды по сепараторам, выполняющим одну операцию, выравнивают между собой, перераспределяя воду.
Кроме этого, для удобства регулирования степени открытия задвижек 3-1 и 3-2 вручную при выравнивании подачи добавочной воды по отдельным аппаратам (сепараторам), вблизи места расположения задвижек устройство
содержит группу индикаторов 9-1 и 9-2, отражающих подачу добавочной воды по сепараторам.
Таким образом, для определения картины распределения добавочной воды в сепараторы первой стадии сепарации измеряют температуру хвостов по каждому из сепараторов, кроме этого измеряют температуру добавочной воды и температуру слива стержневой мельницы, являющегося исходным питанием магнитной сепарации до смешивания с добавочной водой.
Например, температура слива стержневой мельницы до смешивания с добавочной водой равна 18,8 градусов. Температура хвостов на одном из двух сепараторов, выполняющих операцию, равна 16,1 градусов. На втором сепараторе температура хвостов отличается и равна 15,7 градусов. Температура добавочной воды равна 11,6 градусов.
В соответствии с предлагаемым техническим решением определяют, что на сепараторе с более высокой температурой хвостов количество добавочной воды меньше. Кроме этого, делают относительную оценку распределения добавочной воды. По формуле [3] получают количественную оценку: доля добавочной воды относительно питания (слива стержневой мельницы) на первый сепаратор составляет 0,6 д.ед. (60%), а на второй 0,76 д.ед. (76%).
Далее перераспределяют воду таким образом, чтобы минимизировать разницу значений температуры хвостов на первом и на втором сепараторах.
Устройство для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию позволяет получить приближенную оценку доли добавочной воды в питании с точностью, достаточной для практического использования.
Таким образом, использование предлагаемого устройства для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию позволяет повысить эффективность работы каждого магнитного сепаратора во фронте сепарации, исключить неоправданное снижение качества продукта либо увеличение потерь полезного компонента в хвостах сепарации за счет оптимизации подачи добавочной воды.
1. Устройство для контроля и оптимизации подачи воды в мокрую магнитную сепарацию, включающее вторичный прибор (контроллер), характеризующееся тем, что, с целью контроля равномерности распределения добавочной воды по отдельным обогатительным аппаратам (магнитным сепараторам), работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции (запитанных параллельно), в качестве первичных приборов используется группа датчиков температуры, каждый из которых установлен с возможностью измерения температуры продукта сепарации, выходящего из соответствующего обогатительного аппарата (магнитного сепаратора) группы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью более наглядного представления равномерности распределения добавочной воды по отдельным обогатительным аппаратам, запитанных параллельно, устройство содержит группу индикаторов, каждый из которых отражает подачу добавочной воды на соответствующий магнитный сепаратор.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью более наглядного представления равномерности распределения добавочной воды по отдельным обогатительным аппаратам, запитанных параллельно, устройство содержит дисплей, который отражает подачу добавочной воды на каждый магнитный сепаратор, входящий в группу.
4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что, с целью получения информации для определения относительной доли добавочной воды в питании сепарации за счет различий в значениях температуры компонентов, входящих в операцию сепарации и выходящих из нее, устройство дополнительно содержит датчик температуры для контроля температуры добавочной воды и, кроме этого, датчик температуры для контроля температуры исходного питания сепарации, установленный с возможностью измерения температуры технологического продукта, являющегося исходным питанием для группы аппаратов (магнитных сепараторов) до добавления воды.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что, с целью определения относительной доли добавочной воды в питании сепарации посредством пересчета различий в значениях температуры компонентов, входящих в операцию сепарации и выходящих из нее, используя уравнения баланса, устройство содержит ЭВМ.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что, с целью обеспечения равномерного распределения добавочной воды среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, посредством автоматического управления водяными задвижками (клапанами) от ЭВМ или контроллера, устройство содержит группу исполнительных механизмов, каждый из которых осуществляет регулирование подачи добавочной воды на соответствующий магнитный сепаратор.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, с целью исключения абразивного износа датчиков температуры предусматривается вариант применения инфракрасных датчиков температуры, позволяющих определять температуру контролируемых пульпообразных компонентов бесконтактным способом.
