Устройство для контроля и оптимизации работы магнитной сепарации

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 полезной модели: оптимизация работы магнитной сепарации посредством осуществления контроля степени загруженности отдельных магнитных сепараторов одной операции путем использования данных о величинах силы тока, либо потребляемой мощности, либо потребления электроэнергии, приводными двигателями сепараторов.

Сущность полезной модели: устройство для контроля и оптимизации работы магнитной сепарации состоит из первичного прибора (датчика) для измерения энергетических параметров работы электродвигателя, вращающего барабан магнитного сепаратора: силы тока, либо потребляемой мощности, либо потребления электроэнергии, вторичного прибора (контроллера), ЭВМ, индикатора. Вариант устройства для случая выполнения магнитной сепарации группой магнитных сепараторов предусматривает наличие в устройстве группы первичных приборов (датчиков) по числу сепараторов. Кроме этого, с целью обеспечения равномерного распределения рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, оно содержит группу исполнительных механизмов, каждый из которых осуществляет регулирование подачи рудного питания на соответствующий магнитный сепаратор, изменяя степень открытия соответствующего шибера

(пробки) пульподелителя.

Распределение рудного питания по обогатительным аппаратам одной стадии, работающих параллельно, осуществляют исходя из энергетических параметров работы отдельных магнитных сепараторов, входящих в группу, при этом распределение рудного питания среди аппаратов (магнитных сепараторов) корректируют до минимизации разницы энергетических параметров по аппаратам.

1 н.з.п. формулы, 6 з.п. формулы, 1 илл.

На Фиг. изображены:

1 - магнитный сепаратор;

2 - транспортирующий барабан;

3 - электродвигатель;

4 - первичный прибор (датчик) - измеритель мощности, силы тока или расхода электроэнергии;

5 - вторичный регистрирующий прибор (контроллер);

6 - ЭВМ (компьютер);

7 - индикатор (например, светодиодный столбиковый);

7* - дополнительный (образцовый) индикатор

8 - шибер (пробка) пульподелителя;

9 - исполнительный механизм;

10 - пульподелитель.

Предлагаемое техническое решение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в черной металлургии на обогатительных фабриках, перерабатывающих железные руды.

Целями предложенного технического решения является

1) осуществление контроля (отражение) загруженности сепаратора (сепараторов) рудным материалом;

2) осуществление контроля равномерности распределения рудного питания среди магнитных сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции (стадии) магнитной сепарации;

3) обеспечение равномерного распределения рудного питания среди сепараторов.

Для оптимального ведения операции магнитной сепарации важно равномерно распределить рудное питание по отдельным аппаратам (сепараторам) во фронте сепарации, запитанных параллельно.

Причиной неоптимальной работы магнитной сепарации может являться неравномерное распределение рудного питания среди сепараторов. В этом случае нагрузка по питанию на один из сепараторов меньше, а на

другой - больше. Сепаратор с повышенной нагрузкой не обеспечивает оптимальных выходных технологических характеристик. Это связано с тем, что у магнитного сепаратора имеется определенная пропускная способность [1].

Авторам не известны аналоги предлагаемой полезной модели. На практике распределение рудного питания по отдельным сепараторам производится, регулируя вручную степень открытия шиберов (пробок) на пульподелителе для каждого из работающих во фронте сепараторов. Степень открытия шиберов (пробок) при этом оценивается визуально. При этом в действительности имеет место влияние механических факторов - точность изготовления пульподелителей, различная степень износа шиберов (пробок), что дополнительно вносит асимметрию при разделении потоков рудного питания по сепараторам. Значительный разбаланс (неравномерность в распределении рудного питания) привносит наличие резервных (выключенных из работы) сепараторов. При этом шибер (пробка) на неработающем сепараторе находится в закрытом состоянии, а это нарушает симметрию при разделении потоков рудного питания по работающим сепараторам. Таким образом, визуально проконтролировать состояние распределения рудного питания на сепарацию по отдельным сепараторам затруднительно, поэтому питание не всегда распределяется равномерно.

Одним из технических результатов предложенной полезной модели является получение впервые средства контроля и оптимизации работы мокрой магнитной сепарации.

Достижение цели предложенного технического решения осуществляется за счет измерения и оценки энергетических параметров работы электродвигателей магнитных сепараторов.

Это достигается тем, что при выполнении магнитной сепарации одним магнитным сепаратором, устройство содержит первичный прибор (датчик) для измерения энергетических параметров работы (сила тока, потребляемая электрическая мощность, либо расход электроэнергии) электродвигателя магнитного сепаратора, а при выполнении магнитной сепарации не одним сепаратором, а группой магнитных сепараторов, для осуществления контроля равномерности распределения рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции (стадии) магнитной сепарации, устройство содержит группу первичных приборов (датчиков) для измерения энергетических параметров работы (сила тока, потребляемая электрическая мощность, либо расход электроэнергии) каждого магнитного сепаратора, входящего в группу. Кроме этого, для обеспечения наглядного представления информации о загруженности сепараторов, устройство содержит группу индикаторов либо дисплей. Кроме этого, для обеспечения более равномерного распределения рудного питания среди сепараторов, устройство содержит группу исполнительных механизмов, регулирующих подачу рудного питания на сепараторы изменением степени открытия шиберов (пробок) на пульподелителе (например, типа электропривода задвижки на входе землесоса для перекачивания пульпы).

На фиг. представлено устройство для контроля и оптимизации работы магнитной сепарации в двух вариантах: а) при выполнении магнитной сепарации одним магнитным сепаратором, б) при выполнении магнитной сепарации группой магнитных сепараторов.

Устройство для контроля и оптимизации работы магнитной сепарации включает в себя первичный прибор (датчик) для измерения энергетических показателей (например, измеритель мощности, или измеритель силы тока, или измеритель расхода электроэнергии) 4 который подключен к электродвигателю 3, вращающему транспортирующий барабан 2 магнитного сепаратора 1, вторичный прибор (контроллер) 5, ЭВМ 6, индикатор 7 или дисплей для отражения загруженности сепаратора рудным материалом.

Кроме этого, для случая, когда операцию магнитной сепарации осуществляет не один сепаратор, а группа из нескольких сепараторов, запитанных рудным питанием параллельно, предусмотрен вариант устройства, предназначенный для обеспечения равномерного распределения рудного питания среди нескольких сепараторов, работающих в группе. Устройство по указанному варианту включает в себя, соответственно группу первичных приборов (датчиков) 4, связанных с электродвигателями 3 каждого магнитного сепаратора 1, входящего в группу.

Кроме этого, устройство содержит группу индикаторов 7, каждый из которых отражает загруженность соответствующего магнитного сепаратора, либо содержит дисплей, который отражает загруженность каждого магнитного сепаратора, входящего в группу.

Кроме этого, для обеспечения равномерного распределения рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, посредством одинаковой загруженности каждого сепаратора группы, устройство содержит группу исполнительных механизмов 9, каждый из которых осуществляет регулирование подачи рудного питания на соответствующий магнитный сепаратор 1 изменением степени открытия шиберов (пробок) на пульподелителе.

Кроме этого, для упрощения настройки степени открытия шиберов (пробок) при ручной регулировке подачи рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, устройство содержит дополнительный индикатор. Дополнительный индикатор выступает в роли ориентира при ручной настройке и предназначен для указания требуемого уровня контролируемого параметра. На дополнительный индикатор выводится значение средней загруженности магнитных сепараторов рудным материалом.

Кроме этого, для контроля загруженности различных стадий магнитной сепарации рудным материалом, каждая из которых осуществляется группой из нескольких сепараторов, устройство содержит несколько групп первичных приборов - по числу контролируемых стадий магнитной сепарации. Каждая из групп первичных приборов измеряет энергетические параметры магнитных сепараторов соответствующей стадии магнитной сепарации.

Устройство работает следующим образом:

Транспортирующий барабан 2 приводится в действие электродвигателем 3, потребляемая мощность измеряется измерителем мощности 4, например, типа Е80, ЕМ3, сигнал которого подается на вторичный регистрирующий прибор (контроллер) 5.

При поступлении рудного питания в магнитный сепаратор 1 происходит извлечение магнитного продукта на поверхность барабана 2, который транспортирует магнитный продукт в зону разгрузки. Количество извлекаемого магнитного продукта изменяется в зависимости от нагрузки на сепаратор по питанию, эффективности самого процесса сепарации (качества руды и проч.). От количества извлекаемого магнитного продукта зависит толщина слоя этого продукта на поверхности транспортирующего барабана 2. В зависимости от толщины слоя магнитного продукта изменяются энергетические параметры работы электродвигателя 3 (например, потребляемая мощность, или сила тока, или расход электроэнергии). Контролируемый энергетический параметр измеряется первичным прибором (например, измерителем мощности, или измерителем силы тока, или измерителем расхода электроэнергии) 4, сигнал с которого передается во вторичный прибор 5 (например, контроллер) или в ЭВМ (компьютер) 6. Индикатор (например, светодиодный столбиковый) 7, группа индикаторов, если сепараторов несколько, или дисплей отражают загруженность сепаратора (сепараторов) рудным материалом.

Регулирование подачи рудного питания на соответствующий магнитный сепаратор осуществляется исполнительным механизмом 9 изменением степени открытия шибера (пробки) 8 на пульподелителе 10.

Вторичный прибор 5 (например, контроллер) или в ЭВМ (компьютер) 6 сравнивает загруженности каждого сепаратора группы между собой и по характеру рассогласования выдает управляющую команду соответствующему исполнительному механизму 9, регулирующему подачу рудного питания на магнитный сепаратор 1, изменяя степень открытия шибера (пробки) 8. При этом на сепараторы с более высокими энергетическими показателями уменьшают количество рудного питания, а на сепараторы с более низкими энергетическими показателями - увеличивают питание. Перераспределяют питание до минимизации разницы энергетических показателей.

Для упрощения настройки степени открытия шиберов (пробок) при ручной регулировке подачи рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, устройство содержит дополнительный индикатор в качестве образца для вывода значения средней загруженности магнитных сепараторов рудным материалом. Ручную регулировку положения шиберов, (пробок) производят, ориентируясь на показания дополнительного (образцового) индикатора.

Таким образом, использование предложенной полезной модели позволяет контролировать (отражать) загруженность сепаратора (сепараторов) рудным материалом; осуществить контроль равномерности распределения

рудного питания среди магнитных сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции (стадии) магнитной сепарации.

Кроме этого, устройство позволяет обеспечить более равномерное распределение рудного питания среди сепараторов, что в свою очередь, позволяет оптимизировать работу магнитной сепарации.

Предложенная полезная модель осуществлена (испытана) в производственных условиях на обогатительной фабрике Костомукшского комбината в трех вариантах. Реализация предложенных альтернативных вариантов одинакова за исключением типа первичного прибора.

Для осуществления системы контроля и оптимизации работы мокрой магнитной сепарации по первому варианту использована система энергоучета, включающая счетчики расхода электроэнергии, контроллеры, передающие данные на ЭВМ. В ЭВМ фиксируются показатели электрического счетчика с нарастающим итогом, при этом каждое показание связано с моментом времени, когда эти показатели считываются.

Задают временной период (интервал времени), за который определяется расход электроэнергии. Расход (прирост) электроэнергии определяется как разность показаний счетчика на конец и на начало заданного временного периода. Расход электроэнергии, измеренный в течение заданного временного периода приводят к часовому расходу. Для этого расход делят на величину временного периода (выраженного в минутах), в течение которого получен этот расход электроэнергии, и умножают на 60. Посредством

уравнений регрессии измеренные значения интерпретируются в производительность магнитного сепаратора по магнитному продукту в контроллере, а так же на компьютере, на мониторе которого отражается производительность сепараторов (производительность по магнитному продукту).

По второму варианту в качестве контролируемого энергетического параметра работы электродвигателя сепаратора выбрана потребляемая мощность, которая измеряется измерителем мощности, например, типа ЕМЗ. На мониторе компьютера отражается загруженность сепараторов рудным материалом. Столбиковые диаграммы наглядно представляют работу магнитных сепараторов: какой из сепараторов перегружен, а какой работает недогруженным. Благодаря этим показаниям нагрузки по сепараторам, запитанных от одного пульподелителя, выравнивают между собой, перераспределяя рудное питание. Кроме этого, по уровню загруженности сепараторов рудным материалом судят о соответствии режима работы магнитной сепарации оптимальному уровню. К примеру, повышенная загруженность сепараторов рудным материалом может свидетельствовать о ненормальной работе самих сепараторов, неоптимальном режиме их работы, либо об избыточной нагрузке по рудному питанию, после чего с целью оптимизации процесса следует настроить регулируемые параметры сепараторов (например, подачу добавочной воды), либо снизить нагрузку по рудному питанию.

По третьему варианту работа электродвигателя сепаратора контролируется по току (по силе тока). Третий вариант полезной модели осуществлен теми же техническими средствами, что и второй (с использованием в качестве первичного прибора универсального модуля ЕМ3).

Авторами проведены замеры энергетических показателей электродвигателя магнитного сепаратора при различном уровне загруженности технологической линии по рудному питанию.

При нулевой загруженности магнитного сепаратора рудным материалом потребляемая мощность электродвигателя равна 1,7÷1,9 кВт.

Затем, по мере увеличения нагрузки на сепаратор по рудному питанию растет загруженность магнитного сепаратора рудным материалом, что сопровождается ростом потребляемой мощности электродвигателя.

Таким образом, использование предлагаемого устройства для контроля и оптимизации работы магнитной сепарации позволяет повысить эффективность работы каждого магнитного сепаратора во фронте сепарации, исключив нерациональный перегруз и недогруз сепараторов, приводящие к снижению извлечения полезного компонента (снижению качества или увеличению потерь полезного компонента в хвостах сепарации).

Информация, принятая во внимание при составлении заявки:

1. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. / Под ред. О.С.Богданова. 2-е изд., М., Недра, 1983, с.152-155.

1. Устройство для контроля и оптимизации работы магнитной сепарации, содержащее первичный прибор (датчик) и вторичный прибор (контроллер), характеризующееся тем, что, с целью контроля загруженности сепаратора рудным материалом, в качестве первичного прибора (датчика) используется измеритель силы тока, либо потребляемой мощности, либо потребления электроэнергии, который установлен с возможностью измерения соответствующего энергетического параметра электродвигателя магнитного сепаратора, при этом сигнал датчика поступает для обработки во вторичный прибор (контроллер).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью наглядного представления загруженности сепаратора рудным материалом, устройство снабжено индикатором, который отражает обработанный во вторичном приборе (контроллере) сигнал датчика.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью контроля равномерности распределения рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, устройство содержит группу первичных приборов (датчиков), каждый из которых связан с электродвигателем соответствующего магнитного сепаратора, входящего в группу с возможностью измерения соответствующего энергетического параметра.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что, с целью контроля равномерности распределения рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, посредством наглядного представления загруженности каждого сепаратора группы, устройство содержит дисплей или группу индикаторов, установленных с возможностью отражать загруженность магнитного сепаратора путем вывода обработанного во вторичном приборе (контроллере) сигнала соответствующего датчика.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что, с целью обеспечения равномерного распределения рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, посредством одинаковой загруженности каждого сепаратора группы, оно дополнительно содержит группу исполнительных механизмов, установленных таким образом, что каждый из них осуществляет регулирование подачи рудного питания на соответствующий магнитный сепаратор изменением степени открытия соответствующего шибера (пробки) на пульподелителе.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса равномерного распределения рудного питания среди сепараторов, работающих в группе, задействованных в выполнении одной и той же операции, оно снабжено дополнительным индикатором, который служит для вывода значения средней загруженности магнитных сепараторов рудным материалом, рассчитываемого в контроллере посредством обработки сигналов с первичных приборов (датчиков), каждый из которых связан с электродвигателем соответствующего магнитного сепаратора.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью контроля загруженности магнитной сепарации рудным материалом по каждой обогатительной стадии, содержит несколько групп первичных приборов - по числу контролируемых стадий магнитной сепарации.