книги из ГПНТБ / Серго, Е. Е. Опробование и контроль технологических процессов на обогатительных фабриках учеб. пособие

553

С32

УДК 622.7(075.8)

Опробование и контроль технологических процес­ сов на обогатительных фабриках. С е р г о Е. Е. «Вища школа», 1974, 208 с.

В учебнике изложены состояние и задачи опробо­ вания и контроля технологических процессов на обогатительных фабриках, принципиальные схе­ мы опробования и контроля; освещены современные методы опробования полезных ископаемых и конт­ роля технологических процессов на обогатительных фабриках, вопросы обработки данных контроля и составления технических отчетов о работе обогати­ тельных фабрик; описаны аппаратура и оборудо­ вание для комплексной механизации и автоматиза­ ции операций опробования и др.

лезным работникам горной промышленности, зани­ мающимся вопросами обогащения полезных иско­ паемых.

Табл. 16. Ил. 66. Библиогр. 22.

Редакция литературы по химии, химической техно­ логии, горному делу и металлургии

Зав. редакцией Т. С. Антоненко

Издательское объединение «Вища школа», 1974.

ВВ Е Д Е Н И Е

§1. ЗАДАЧИ ОПРОБОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Весь цикл обогащения — от поступления исходного ма­ териала до выдачи продукции — состоит из многих опера­ ций, которые технологически увязаны между собой и выпол­ няются в определенной последовательности. Нарушение ре­ жима работы оборудования в одном из технологических узлов существенно отражается на ходе всего процесса обо­ гащения.

Чтобы своевременно обнаружить отклонения техноло­ гического процесса от заданного режимгг, необходимо систе­ матически контролировать основные показатели работы от­ дельных аппаратов и получать информацию о текущих зна­ чениях физических величин — факторов, характеризую­ щих процесс.

Большинство технологических процессов на обогати­ тельных фабриках подвержены влиянию многочисленных факторов. Контролируемые величины могут быть случайны­ ми и неслучайными. На обогатительных фабриках преиму­ щественно наблюдается вероятностная зависимость между входными и выходными переменными контролируемых про­ цессов. Поэтому в последние годы для контроля техноло­ гических параметров начали применять методы, основанные на теории вероятностей и математической статистике.

Работа отдельных аппаратов и всей фабрики должна быть организована так, чтобы качество получаемых продуктов обогащения соответствовало установленным требованиям (кондициям), а количество отдельных продуктов — плано­ вым показателям.

Контроль производства на обогатительных фабриках яв­ ляется одним из важнейших мероприятий, при помощи ко­ торых достигаются ритмичность протекания технологиче­ ских процессов и заданные качественно-количественные по­ казатели обогащения. Он должен быть оперативным

3

и четко организованным на всех стадиях технологического процесса.

Основными задачами контроля на обогатительных фабри­ ках являются: изучение состава сырья и продуктов обога­ щения; учет исходного материала и продуктов обогащения; наблюдение за правильным ведением технологического про­ цесса; регулирование технологического процесса и работы обогатительной аппаратуры; анализ работы фабрики; со­ вершенствование процесса обогащения; составление техно­ логического и товарного баланса металлов; контроль коли­ чества и состава жидкой и газовой среды; опробование воды и реагентов.

Для изучения состава сырья и продуктов обогащения исследуют их вещественный состав. Эта задача решается путем отбора, обработки и анализа проб. Совокупность опе­ раций, связанных с отбором проб из массы опробуемого ма­ териала, называется опробованием.

Пробы исследуют, чтобы установить физические свой­ ства (плотность, крупность и т. п.), вещественный состав (химический, минералогический и т. п.) или другие показа­ тели и свойства. Результаты исследования проб сравнива­ ются с установленными нормами. Расхождение между ними указывает на наличие нарушений в ходе технологического процесса.

Опробование исходного материала, продуктов обогаще­ ния, воды, реагентов и других продуктов обычно выполняют по стандартным методикам; контроль процессов обогащения и работы технологического оборудования — по общеприня­ тым методам; учет исходного материала, продуктов обога­ щения — путем взвешивания или косвенным путем — по принятым методикам; определение вещественного состава — по методикам, рекомендуемым отдельными авторами в за­ висимости от вещественного состава полезного ископаемого. Контроль жидкой и газойой среды производят по общепри­ нятым методикам. С целью повышения оперативности рабо­ ты фабрики химический анализ исходного материала и про­ дуктов обогащения обычно выполняется ускоренными (экс­ прессными), а в некоторых случаях упрощенными мето­ дами. Составление балансов металлов обычно осуществля­ ют по стандартным методикам.

Важнейшей задачей в области опробования .и контроля является их комплексная механизация и автоматизация.

4

§ 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОПРОБОВАНИЯ

ИКОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ОБОГАЩЕНИЯ В СССР

ИЗА РУБЕЖОМ

На обогатительных фабриках СССР накоплен значитель­ ный опыт по механизации и автоматизации процессов опро­ бования и контроля. На большинстве их опробование меха­ низировано, а на некоторых автоматически контролируется уровень руды в приемных бункерах с помощью промыш­ ленного телевидения, электромеханических и других уров­ немеров.

На многих фабриках (Балхашской, Тырныаузской, Жда­ новской, Джезказганской, Лениногорской, Зыряновской

,и др.) внедрены различные металлоискатели для обнаруже­ ния металлов на конвейерных лентах. Для контроля забивки течек и загрузочных воронок, а также контроля уровня по­ лезных ископаемых в бункерах применяются сигнализаторы (СҢР-1063, ГР-3, ИСК-24 и др.). Количество исходного ма­ териала и продуктов обогащения контролируется при помо­ щи автоматических конвейерных весов типа ЛТМ.

Для автоматического контроля плотности слива класси­ фикаторов применяются плотномеры весовые типа ИПВФ, пьезометрические типа ПВП и радиоизотопные типа ПЖР. Загрузка шаровых мельниц контролируется при помощи звукометрических приборов, а мельниц самоизмельчения — по величине активной мощности привода.

Для автоматизации гранулометрического анализа раз­ работан ряд гранулометров: конструкции института «Механобр», типа ГСА-1М института «НИИАвтоматика», «Ми­ крон» типа СКФ ВНИКИ «Цветметавтоматика», конструкции «НИИАЧермет» и ДГИ и др.

Созданы и успешно прошли испытания экспресс-анали­ заторы для автоматического контроля различных параме­ тров. Среди тех, что применяются на фабриках,--следует от­ метить рентгеноспектральный анализатор «Поток-2», авто­ матически контролирующий содержание меди и никеля в не­ прерывном потоке.

Для контроля содержания свинца в руде применяются радиоизотопные приборы, основанные на измерении интенсив­ ности электронного излучения поверхности пробы под дей­ ствием на нее потоков у-лучей. Содержание окисленного свинца в руде и меди определяется с помощью полярографи­ ческих анализаторов.

5

ВИнституте горного дела им. А. А. Скочинского скон­ струирована установка для непрерывного автоматического контроля содержания железа (УКЖ) в руде и продуктах обогащения. В химических лабораториях ГОКов Кривбасса для контроля величины потерь железа (магнетита) в отхо­ дах (хвостах) магнитной сепарации применяются измерите­ ли магнитной фракции (ИМФ). Для дискретного автомати­ ческого контроля содержания марганца в исходной руде

ипродуктах обогащения применяется концентратор «Кри­ сталл», разработанный Институтом физики АН Грузин­ ской ССР и институтом «Механобр».

Для экспресс-анализа зольности угля созданы приборы, в которых используется явление ослабления проникающих излучений веществом (ЗАР-2). Контроль влажности сыпу­ чих материалов крупностью до 3 мм осуществляется пере­ носным влагомером типа ПВ-5.

Вотделениях обезвоживания обогатительных фабрик

применяется нейтронный влагомер типа «Нейтрон-1», ко­ торый автоматически контролирует влажность концентрата после сушки.

Щелочность пульпы контролируется с помощью рНмеров типа ПВУ-5256 со стеклянным и каломельным эле­ ктродами. Контроль остаточной концентрации ксантогената в пульпе производится с помощью спектрального фото­ метра. Для автоматического дозирования реагентов приме­ няются порциональный питатель (ПРМ-2), импульсный пи­ татель (ПРИ-1), мембранные питатели (МПР-642А и МПР-642Б) и диафрагмовые питатели (ДПР-2 и ДПР-3).

Автоматический контроль и регулирование плотности суспензии тяжелосредных установок осуществляется с по­ мощью прибора типа АРПС-1.

Контроль и регулирование высоты породной постели в отсадочных машинах производятся при помощи регуля­ торов АРП-1, АР-3, АРПГ, РПП-1М и др. Перегрузка ра­ диальных сгустителей контролируется по величине актив­ ной мощности привода.

Много сделано по автоматизации контроля газового

итеплового режимов в сушильных отделениях обогатитель­ ных фабрик.

На обогатительных фабриках США, ФРГ, Японии, ЧССР

идругих стран широко используется контрольно-измеритель­ ная и регистрирующая аппаратура: уровнемеры, расходо­

меры, реле времени, приборы для регулирования тепловых

6

процессов; оборудование для автоматического отбора и об­ работки проб; гранулометры; рентгеноспектральные и дру­ гие анализаторы для контроля вещественного состава про­ дуктов обогащения и др.

Одной из основных задач в области автоматизации конт­ роля является повышение эксплуатационной надежности средств контроля.

Значительные успехи, достигнутые в области инстру­ ментального опробования и контроля за последнее десятиле­ тие, являются важным этапом на пути к созданию полнос­ тью автоматизированной обогатительной фабрики.

§ 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ

ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОБОГАЩЕНИЯ, ПОДЛЕЖАЩИХ КОНТРОЛЮ

На современных обогатительных фабриках контроли­ руемые параметры технологических процессов можно разде­ лить на основные и вспомогательные.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

1. Гранулометрический состав (характеристика матери­ ала по крупности) дает возможность определить нагрузку на обогатительные машины, эффективность работы грохотов и дробильных машин, необходимую степень дробления пром­ продукта и т. д.

2. Вещественный состав исходного материала, промежу­ точных и конечных продуктов (содержание влаги, химиче­ ский, минералогический, фракционный, магнитный, рентге­ носпектральный составы и др.). По содержанию влаги опре­ деляется истинный вес материала, а также рассчитывается эффективность работы грохотов идругих машин. Экспрессное определение содержания компонентов по фазам производ­ ства позволяет правильно осуществлять технический конт­ роль на обогатительных фабриках. По содержанию данных компонентов в исходном материале и конечных ^продуктах обогащения составляют технические отчеты на фабрике. Ми­ нералогический анализ применяют для контроля степени раскрытия минералов, наличия сростков в продуктах и т.д. Другие виды анализа также находят применение на обо­ гатительных фабриках.

7

3.Плотность пульпы при сгущении, флотации, фильтра­ ции и других операциях оказывает влияние на технологи­ ческие показатели обогащения и производительность машин

иаппаратов. По содержанию влаги в исходном материале

ипродуктах обогащения и по плотности в различных точ­ ках технологического процесса составляются водно-шла­ мовые схемы.

4.Щелочность (кислотность), степень аэрации и реагент­ ный режим оказывают значительное влияние на показатели флотации.

5.Весовой учет исходного материала и продуктов обо­ гащения осуществляется для контроля и регулирования про­ изводительности фабрики и отдельных аппаратов, а также для товарного учета количества материала и продуктов обо­ гащения.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

1.Степень заполнения бункеров контролируется для предупреждения их перегрузки или полного опорожнения.

2.Степень заполнения различных емкостей жидкими продуктами определяется для предотвращения перелива или поддержания уровня пульпы (воды) в заданных преде­ лах.

3.Давление жидкости и газа в трубопроводах замеряет­ ся для обеспечения необходимого давления в соответствую­

4.Расход воды и пульпы учитывается для определения производительности флотомашин, фильтров идругих машин,

атакже для установления расхода воды на тонну материала.

5.Простои и рабочее время машин и аппаратов фиксиру­ ется для определения эффективности их работы.

§4. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ОПРОБОВАНИЯ

ИКОНТРОЛЯ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ

Контроль технологического процесса обогащения осуще­ ствляется по определенной схеме, которая предусматривает отбор ряда проб, обработку (разделку) и исследование (ана­ лиз) их с целью выявления отклонений от заданного режима. Результаты анализа проб сравниваются с существующими нормами. Схема текущего опробования и контроля представ­ ляет собой технологическую схему данной обогатительной фабрики, на которой нанесены все точки отбора проб (рис. 1).

8

Р я добой уго л ь (горная м асса)

т

Рис. 1. Качественно-количественная схема контроля на обогатительных фабриках для обогащения коксующихся углей до глубины 0 м м .

В дополнение к схеме опробования составляются табли­ цы (табл. 1 и 2), в которые заносятся данные о массе каждой пробы и порции, место и частота отбора проб и вид их ана­ лиза.

9