Файл: Серго, Е. Е. Опробование и контроль технологических процессов на обогатительных фабриках учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
ОПРОБОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ
ФАБРИКАХ
Е. Е. СЕРГО
ОПРОБОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
. ПРОЦЕССОВ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ
ФАБРИКАХ
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования УССР
в качестве учебного пособия для студентов горных вузов и факультетов
ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ВИЩА ШКОЛА» ГОЛОВНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
КИЕВ-1974
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.
Учебник предназначен |
для |
студентов горных |
и горнометаллургических |
вузов. |
Может быть по |
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
С ----- |
77—74 |
М211 (04)—74 |
|
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
щих аппаратах. |
х |
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)
|
|
|
Ш |
|
|
|
||
|
|
|
I П рием ны е ям ы I |
|
|
|
||
|
|
|
3) |
|
|
|
|
|
|
|
Складиробание и ш ихт ование I |
|
|
||||
|
кр уп н ы й класс |
К ласси ф и ка ц и я h—- М е л ки й кл а с с |
||||||
А -І Обогащение й т яжелой суспензий) |
|
т садка |
|
|||||
Повода ПроЬпродикт Концентрат у |
КонцентратОПромпродукт Порода |
|||||||
|
± |
I Одезбожидание I |
| Одезбожидание I |
|
Ж |
|||
I обездожидание | |
| Одезбожидание | |
|||||||
Порода |
Суспензия |
Суспензия Концентрат Конценшламовая not |
'т - Промпро- |
|||||
® |
* |
|
~3 |
трат |
бода |
ные воды |
||
|
|
тI Сгущение | |
Г |
|||||
|
I ОВезбджийание| |
Ф лот ация I |
||||||
Сиспензия |
J |
сгущенный |
оборо т |
|||||
|
|
|||||||
<Концентрат Отходы |
ш лам |
dot |
||||||
|
|
у—Ж |
i f - |
|
|
|
т
9 |
|
|
Суш ка [ |
|
|
Сишеный концентрат |
|
||
іПогрузочные 6ункеры\ |
|
|
|
|
Погрузочные бункеры | |
|
Услобные обозначения: |
||
|
^ |
j - ^ 1погрузочные бункеры] |
||
|
Тобарный |
|
^ |
О качест венны й |
|
промпродукт |
Ш орный |
|
конт роль |
|
концентрат |
|
□ количест венны й |
|
Порода д |
по сортам |
Тобарный |
контроль |
|
от дал |
|
|
концентрат |
|
|
|
|
м елкий |
|
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