Файл: Автоматизация обогатительных фабрик..pdf

выхода пенного продукта и его качества. Одновременно меняется продолжительность пребывания пульпы в машине, что также ока­ зывает определенное влияние на показатели процесса.

Уменьшить отрицательное влияние взаимосвязей между парамет­ рами процесса на его показатели можно стабилизацией некоторых входных параметров, например, плотности пульпы, поступающей на флотацию, гранулометрического состава твердого в пульпе, показателя pH уровня пульпы во флотационной машине и др. Так как эта задача решается более простыми средствами, чем, например, задача автоматической оптимизации процесса в целом, то автомати­ зацию флотации обычно начинают с разработки и внедрения конту­ ров стабилизации отдельных параметров, связывая их в систему оптимального управления процессом.

Автоматическое поддержание параметра процесса на заданном уровне в большинстве случаев связано с необходимостью непрерыв­ ного измерения его величины, а также с использованием средств дистанционного изменения величины регулирующего воздействия. Поэтому целесообразно рассмотреть основные методы и средства измерения параметров флотационного процесса и некоторые специ­ фичные средства управления регулирующими воздействиями. Необ­ ходимо отметнть, что в настоящее время ряд важных для целей упра­ вления параметров не поддается надежному автоматическому изме­ рению (концентрация некоторых ионов в жидкой фазе пульпы, содер­ жание шламов в пульпе, фазовый состав руды и др.), а отдельные параметры определяются косвенным путем (качество пенного про­ дукта по цвету пены, содержание СаО по электропроводности жидкой фазы пульпы и т. п.).

которого довольно многогранно. Сернистый натрий при низкой концентрации является сульфидпзатором окисленных минералов руд цветных металлов, при высокой концентрации — депрессором сульфидных минералов или же десорбентом, вытесняющим соби­ ратели сульфгидрильного типа с минеральной поверхности. Так как действие сернистого натрия определяется его концентрацией, то возникает необходимость непрерывного измерения последней.

Для определения концентрации сернистого натрия применяется несколько методов, к числу которых можно отнести фотометрический, основанный на изменении окраски реактива (например, метилено­ вого голубого), люминесцентный, подометрический, основанный на окислении ионов серы иодом до элементарной серы, полярографиче­ ский и др. Эти методы обладают существенными недостатками при использовании их для автоматического измерения. Они сложны и требуют предварительной фильтрации пульпы. Необходимая ин­ формация поступает с существенным запаздыванием.

В связи с этим предложен потенциометриеский метод, который обеспечивает возможность непрерывного автоматического измере-

64

имя равновесной концентрации сернистого натрия в пульпе с приме­ нением электродов второго рода.

симость.

Потенциометрический метод определения концентрации серни­ стого натрия достаточно чувствителен благодаря малой раствори­ мости сернистых соединений тяжелых металлов в воде.

В качестве индикаторных электродов могут быть применены (в зависимости от концентрации) следующие:

сульфид-серебряный, предложенный Н. К. Никольским; оловянный, предложенный Н, Н. Запрудским [37]; природные сульфиды — галенит, пирит, молибденит, аргентит;,

порошковый, прессованный из порошков сульфидов серебра, молибденита, предложенный Г. Н. Машевским [38].

Сульфид-серебряный электрод готовят сульфидизацией серебря­ ной или платиновой проволочки, электролитически покрытой се­ ребром.

На поверхности сульфидизированного серебряного электрода

В нормальных условиях Es-~ = 0,69—0,029 lg [S2 ]В.

Учитывая, что при гидролизе сернистого натрия образуется оди­

Эти уравнения даны относительно нормального водородного электрода. Поэтому в тех случаях, когда применяются каломельный или хлор-серебряный стандартные электроды, которые более поло­ жительны, чем водородный, нужно прибавить для каломельного электрода 0,242 В (в насыщенном КС1) и для хлор-серебряного

0,202 В.

Для высоких концентраций сернистого натрия сульфид-серебря­ ный электрод неприменим — нарушается обратимость электрода. Для концентрации сернистого натрия 0,3—0,4 г/л более приемлемые

SnS|- -► SnS + Sl".

Константа диссоциации последней реакции

Благодаря высокой растворимости тиостанната поверхность элек­ трода всегда чиста.

Природные сульфиды и минералы вследствие неоднородности состава и наличия плоскостей спайности не обеспечивают достаточ­ ную воспроизводимость результатов.

66

для сурьмы 700 мг/л. Порошки прессовали при давлении 105 кгс/см2. Для синтеза электродов использовали материалы особой чистоты: серебро — 99,9998%; медь, серу и свинец класса В-3.

Синтез халькогенитов осуществлялся в кварцевых ампулах, вакуумированных до 10-4 рт. ст. Линейная зависимость между потенциалом электрода и логарифмом концентрации сернистого натрия сохраняется для сульфид-серебряного электрода .до 500 мг/л- и сульфид-сурьмяного — до 1000 мг/л. Линейность сохраняется при повышении температуры пульпы от 18 до 100° G. Сравнивая эти дваэлектрода, можно отметить, что крутизна характеристики у суль­ фид-сурьмяного электрода в 1,5 раза выше, чем у сульфид-серебря-. ного, что указывает на более высокую чувствительность •первого электрода (рис. 56).

Для определения концентрации сернистого натрия могут быть применены инертные электроды (платина, графит и др.), которые реагируют на изменение окислительно-восстановительного потен-,

Имеется сообщение [38] о разработке для измерения концентра­ ции сульфид-ионов в пульпе нового электрода, свободного от недо­ статков, присущих порошковым электродам. - • В качестве материала для электрода использован катодно-поля­ ризованный минерал халькозин. Необходимость поляризации элек­

трода вызвала некоторые усложнения конструкции датчика. Схема датчика показана на рис. 57.

Измерение осуществляют с помощью халькозииового индикатор­ ного электрода 1 и электрода сравнения 2, погруженных в пульпу, содержащую сульфид-ионы. Индикаторный электрод катодно поля­ ризуют от батареи 8 с помощью платинового электрода 3. Ток поля­ ризации регулируют с помощью сопротивлений б и 7 и измеряют микроамперметром 5. Разность потенциалов электродов 1 ж2 пре­ образуется с помощью высокоомного преобразователя 4 в унифици­ рованный сигнал, пропорциональный концентрации сульфид-ионов в пульпе.

Промышленные испытания подтвердили высокие эксплуатацион­ ные и метрологические качества разработанного датчика. При ис­ пользовании его в системах стабилизации концентрации сульфид­ нонов в пульпе для повышения качества регулирования применяют нелинейный элемент для линеаризации зависимости между концен­ трацией сульфид-ионов в пульпе и величиной сигнала, поступающего во вторичный прибор или регулятор [39].

pH-м е т р ы . Основным фактором, определяющим ионный состав флотационной пульпы и флотируемости минералов, является кон­ центрация водородных ионов. На фабриках ее контролируют чаще всего автоматически, используя потенциометрические или кондук­ тометрические методы. Для измерения pH применяют электродную си­ стему, э. д. с. которой зависит от активности ионов водорода в растворе.

На обогатительных фабриках получили распространение си­ стемы, в которых используются в качестве индикаторного стеклян­ ный, а в качестве стандартного коломелевый или хлоросеребряный электроды.

Э. д. с. такой электродной системы равна алгебраической сумме

э. д. с. контактного электрода Ек, погруженного в 0,1 н. раствор НС1

вколбе стеклянного электрода, вспомогательного электрода Евп, погруженного в насыщенный раствор КС1, представляющий электро­ литический ключ, э. д. с. Явн, возникающей между раствором НС1

ивнутренней стенкой колбы и искомой э. д. с. Ех.

Е= Ек+ Евп-[- Евв-f- Ех, где Ек, Евп и Евн

68