Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Февраля 2013 в 21:37, дипломная работа
В большинстве случаев извлечение окисленных минералов цветных металлов из окисленных и смешанных руд является проблемой. Более половины потерь цветных металлов в хвостах обогащения и отвалах труднообогатительных руд обусловлено минералами – окислами. На их долю приходится около 13 % потерь меди, 35 % потерь свинца, 23 % потерь цинка. Между тем окисленные и смешанные руды цветных металлов, широко распространенные в верхних горизонтах месторождений, представляют собой крупный сырьевой источник получения меди, свинца, цинка и других цветных металлов. Значение их будет возрастать по мере вовлечения в переработку новых месторождений.
2.1 Анализ существующих
технических средств
Измельчение руды является весьма энергоемким процессом, где формируются конечные показатели процесса обогащения и определяются технологические и технико-экономические показатели работы фабрики. Поэтому важную роль приобретает вопрос оптимальных режимов работы измельчительных агрегатов.
Переменные качества исходной руды по крупности, влажности, твердости и другим факторам сильно осложняют задачу автоматической оптимизации режима измельчения. Процесс измельчения физически тесно связан с процессом классификации. Эти два процесса находятся, как правило, в замкнутом цикле. Поэтому технологические параметры, характеризующие каждый процесс в отдельности, находятся между собой в динамической связи. Отсюда видно, что решать вопрос автоматизации мельницы и классификатора отдельно нельзя; в данном случае необходимо рассматривать «мельницу – классификатор» как один объект. Конечным критерием, определяющим работу агрегата «мельница – классификатор», является максимальная производительность при заданных классах крупности в сливе классификатора,[4].
Технологические параметры, характеризующие работу агрегата «мельница – классификатор»:
а) количество руды и воды, поступающих в мельницу;
б) количество циркуляционных песков классификатора;
в) плотность пульпы на сливе классификатора;
г) загрузка мельницы дробящей средой;
д) количество измельченного продукта заданного класса.
2.1.1 Автоматизация подачи руды, воды и реагентов в мельницу
Многообразие технологических схем измельчения, вызванное многообразием физических факторов измельчаемости различных руд, непрерывно приводит к созданию новых схем автоматизации загрузки мельниц рудой. В настоящее время существует несколько схем, применение которых может быть оправдано только в каждом конкретном случае.
Из большого числа схем, предлагаемых в СНГ и за рубежом, следует остановиться на некоторых основных схемах, могущих иметь практический интерес при разрешении вопроса автоматизации одностадиалъного замкнутого цикла измельчения «мельница – классификатор».
Стабилизация величины исходного питания
Стабилизация исходного питания предусматривает подачу в мельницу в единицу времени строго определенного, ранее заданного весового количества сырой руды.
Подобная схема может быть рекомендована для тех фабрик, где имеется строго постоянный ситовый состав исходной руды и постоянные показатели измельчаемости ее (твердость). Такую схему на практике часто называют схемой «постоянства тоннажа» рисунок 2.1.
Конвейерные весы с электронными тензодатчиками, воспринимают мгновенную нагрузку ленты конвейера. Значение нагрузки транспортера подается на регулятор. Регулирующий прибор имеет задатчик, с помощью которого устанавливается необходимая производительность по исходному питанию. В случае появления сигнала разбаланса между показанием весов и задатчиком регулирующий прибор выдает командный импульс на исполнительный механизм, воздействующим на привод рудного питателя, изменяя его производительность в ту или другую сторону в зависимости от знака командного импульса.
Рисунок 2.1. Блок-схема стабилизации исходного питания мельницы
Наиболее удобными для регулирования являются тарельчатые питатели и конвейеры-питатели с двигателями постоянного тока, а также электровибрационные питатели.
Режим стабилизации исходного питания может быть рекомендован даже в тех случаях, когда имеют место незначительные колебания измельчаемости руды. В этом случае задатчик устанавливается на производительность, соответствующую среднему значению измельчаемости руды. В тот период, когда в мельницу будет поступать мелкая и мягкая руда, мельница будет работать с заниженной производительностью, и если в это время не изменяется задание на увеличение плотности слива классификатора, то будет происходить переизмельчение готового продукта.
В другой период времени, когда в мельницу будет поступать крупная и твердая руда, упадет выход готового класса, начнет расти величина циркуляционных песков, в итоге мельница может оказаться под завалом. Это может быть в том случае, если имеются длительные резкие колебания измельчаемости исходной руды. Если эти колебания незначительны, то система автоматической стабилизации повышает производительность мельниц до 5% и более,[5].
Поддержание в мельнице заданного соотношения твердого продукта к жидкому (Т : Ж) имеет в процессе измельчения немаловажное значение. Нарушение соотношения Т : Ж в ту или иную сторону вызывает переизмельчение руды или нежелательный рост циркуляционных песков. Оба эти фактора вызывают потерю производительности агрегата. Поддержание заданного соотношения Т : Ж в мельнице может быть обеспечено несколькими методами.
Разберем первый случай, когда требуются частые смены задания по производительности ввиду переменных свойств измельчаемости руды. В этом случае необходимо командный импульс, полученный от регулятора руды, параллельно направлять на исполнительный регулирующий клапан подачи воды в мельницу, т.е. осуществить систему автоматического следящего привода. Однако подобная система применима лишь при условии стабилизации давления воды в магистрали перед регулирующим клапаном. Если невозможно обеспечить постоянство давления воды в магистрали, то потребуется установка расходомера воды и дополнительного регулятора соотношения «руда — вода». Данная система особенно необходима, если регулирование мельницы ведется по уровню шума, о чем будет сказано ниже.
В том случае, когда величина исходного питания мельницы рудой изменяется незначительно, достаточно ограничиться одним мероприятием стабилизации давления воды путем сооружения напорного бака с регулированием в нем уровня или путем установки регуляторов прямого действия и задвижек, регулирующих расход вручную,[5].
Но, несмотря на все перечисленные меры, соотношение Т : Ж ежеминутно будет нарушаться из-за различного количества песков, поступающих в мельницу. Поэтому для более полной и объективной оценки соотношения Т : Ж в мельнице целесообразна установка на сливе мельницы специального плотномера. Конструктивно очень трудно установить измеритель плотности слива мельницы. Единственно возможным плотномером в данном случае может быть радиоактивный плотномер. Командный импульс от регулирующего устройства этого плотномера может быть подан на управление регулирующим клапаном подачи воды в мельницу.
Количество реагента, подаваемого в мельницу, должно производиться пропорционально количеству перерабатываемой руды.
Автоматическая дозировка реагентов в мельницу может быть осуществлена по импульсу от конвейерных весов с воздействием через регулирующее устройство на изменение производительности реагентного питателя.
2.1.2 Стабилизация уровня шума в мельнице
Уровень шума дробящей среды в мельнице определяет степень загрузки ее рудой относительно величины шаров, находящихся в мельнице. При опорожнении мельницы амплитуда шума (звуковых колебаний) возрастает, а при увеличении загрузки мельницы рудой амплитуда шума падает. В каждый момент времени, учитывающий величину шаровой нагрузки мельницы и состояние ее футеровки, существует вполне определенный уровень шума, соответствующий количеству руды, находящейся в мельнице. Предполагая, что шаровая нагрузка в мельнице поддерживается на постоянном заданном уровне, а состояние (износ) футеровки за определенный период времени остается неизменным, можно сделать вывод, что для данных условий существует оптимальная величина уровня шума, соответствующая максимальной загрузке мельницы рудой,[5].
Звукометрический метод автоматического регулирования является более совершенным по сравнению с методом автоматической стабилизации величины исходного питания.
Стабилизация уровня шума непрерывно учитывает переменные свойства измельчаемости исходной руды.
Если во время установившегося режима работы агрегата «мельница – классификатор» в мельницу пошла более крупная или более твердая руда, т. е. измельчаемость руды изменилась в сторону ухудшения, то это вызывает рост количества циркуляционных песков, которые, пройдя классификатор, попадут в мельницу и снизят уровень шума по сравнению с заданным. При подаче в мельницу более мелкой или более мягкой руды произойдет обратное явление — увеличится количество твердого продукта в сливе классификатора, количество циркуляционных песков уменьшится, уровень шума в мельнице повысится по сравнению с заданным.
Таким образом, уровень шума в мельнице может служить достаточно точным физическим параметром, по заданной величине которого можно осуществить автоматическое регулирование загрузки мельницы исходной рудой.
В качестве датчика уровня шума может быть использован практически любой динамический громкоговоритель. Конструктивно наиболее рационально использование динамического громкоговорителя типа Р-10. Динамик Р-10 устанавливается вблизи мельницы в зоне падения шаров со стороны разгрузки мельницы (примерно на первой трети длины мельницы).
Звуковые упругие колебания воспринимаются диффузором динамика, вызывают перемещение звуковой катушки динамика в поле постоянного магнита. В результате этого на витках звуковой катушки создается Э.Д.С. переменного тока с амплитудой, соответствующей уровню шума дробящей среды. Э.Д.С, снятая с первичной обмотки выходного трансформатора динамика, имеет величину порядка 2 – 3В, легко может быть преобразована в Э.Д.С. постоянного тока и направлена на вход стандартного электронного потенциометра,[4].
На рисунке 2.2 приведена электрическая схема измерительного блока звукометрического регулятора.
Р – громкоговоритель;
В – выпрямитель;
C1 и С2 – конденсаторы электролитические 500 мф, 20В;
R1 и R2 —сопротивления переменные по 5000 Ом
Рисунок 2.2 Схема измерительного блока звукометрического регулятора
Блок-схема звукометрического регулятора оптимальной загрузки мельницы по способу стабилизации уровня шума в мельнице представлена на рисунке 2.3.
Выпрямительно-усреднительное устройство, состоящее из малогабаритных изделий четырех диодов, двух конденсаторов и двух переменных сопротивлений, легко встраивается в корпус регулирующего прибора. При использовании электрических исполнительных механизмов в качестве регулятора может быть применен электронный потенциометр, имеющий на выходе реостатный датчик. Последний включается на вход самостоятельного изодромного регулятора.
Рисунок 2.3. Блок-схема стабилизации уровня шума мельницы
Звукометрические регуляторы, работающие по принципу стабилизации уровня шума, дают несколько больший эффект в повышении производительности, чем регуляторы стабилизации величины исходного питания.
Производительность мельниц по сравнению с ручным режимом при автоматическом регулировании по звукометрическому методу возрастает больше, чем на 5%. Кроме того, звукометрический метод регулирования полностью исключает возможность завала мельницы рудой.
К недостаткам этого метода регулирования необходимо отнести следующее:
В качестве исходного параметра регулятора использован спектр частот, излучаемый дробящей средой мельницы. Определенная полоса частот, характеризующая степень загрузки мельницы, воспринимается микрофоном, установленным вблизи нее.
В отдельных случаях возможно использование импульса уровня шума мельницы, как ограничителя подачи руды в системе стабилизации величины исходного питания («постоянство тоннажа»). При поступлении в мельницу более крупной или твердой руды импульс шума ограничит (уменьшит) производительность мельницы и предотвратит возможный завал ее. В этом случае система автоматического регулирования может быть названа «стабилизация исходного питания с ограничением по уровню шума»,[6].
2.1.3 Стабилизация соотношения между изменениями количества руды и количества циркуляционных песков
Этот метод регулирования загрузки мельницы предусматривает необходимость измерения одновременно двух параметров – количества исходной руды и количества циркуляционных песков. Количество исходной руды измеряется аналогично измерению в системе стабилизации исходного питания («постоянство тоннажа»). Измерение величины циркуляционной нагрузки производится косвенным методом.
Повышение средней крупности руды, поступающей в мельницу, или увеличение твердости приводит к росту циркуляционной нагрузки, что при неизменности величины исходного питания мельницы рудой приведет к ее переполнению. В случае понижения средней крупности или твердости циркуляционная нагрузка снизится и при неизменности питания мельницы рудой резерв производительности ее не будет использован. Поэтому необходимо автоматическое устройство, которое бы обеспечивало поддержание постоянства суммы количества исходного питания и циркуляционных песков или обеспечивало поддержание определенного соотношения между величиной изменения количества исходного питания и количества циркуляционных песков.
Рассмотрим на примере первый вариант схемы автоматического регулирования, обеспечивающей поддержание постоянства суммы тоннажей исходного питания и циркуляционных песков. Предположим, что в мельницу поступает руды 60 т/ч, а величина циркуляционной нагрузки при установившемся режиме равна 180 т/ч (300%). Суммарный тоннаж руда + пески составляет 240 т/ч. В случае повышения крупности руды или ее твердости циркуляционная нагрузка при этом же количестве исходного питания (60 т/ч) возрастет, предположим, до 200 т/ч. Суммарная нагрузка возрастает до 260 т/ч и вызывает реакцию регулятора, который подаст импульс на уменьшение величины исходного питания до тех пор, пока сумма руда + пески не восстановится и будет равной заданной величине 240 т/ч,[3].