СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СТАНЦИИ ПО ОБОГАЩЕНИЮ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ИЛИ ПОДГОТОВКЕ ВОДЫ, СИСТЕМА, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ЭТОГО, И ОБРАБАТЫВАЮЩАЯ СТАНЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКУЮ СИСТЕМУ
A METHOD FOR MONITORING THE CHEMICAL PARAMETERS OF AN EXISTING MINERAL RESOURCES PROCESSING OR WATER TREATMENT PLANT, A SYSTEM DESIGNED FOR THIS PURPOSE, AND A PROCESSING STATION CONTAINING SUCH A SYSTEM

Настоящее изобретение относится к способу измерения и/или контроля химических параметров на обрабатывающей станции, такой как станция по обогащению полезных ископаемых или станция для очистки воды.
Зачастую процессами на станции по обогащению полезных ископаемых управлять крайне сложно, поскольку многие параметры, влияющие на сортировку полезных ископаемых, не измеряют, в результате чего иногда процесс становится неустойчивым без какой-либо видимой причины. Многие из существующих в настоящее время способов, которые могли бы дать оператору некоторое представление о том, какие параметры процесса меняются, обычно требуют забора из соответствующего технологического потока (потоков) характерной пробы и ее анализа за пределами процесса. Задержка в приеме данных из внешнего анализатора означает, что решения часто применяются в ретроспективе и зачастую не корректно, так как условие уже не существует. По этой причине, затраты на получение таких данных часто считаются чрезмерными или непомерно высокими, поэтому сбор этих данных вообще не осуществляют. Оба подхода неизменно приводят к неудовлетворительному принятию решений и потерям в производстве металлов. Схожие проблемы возникают и на станциях по очистке сточных вод, причем под сточными водами понимают воду ливневой канализации, воду из хвостовой дамбы, канализационные воды, бытовые сточные воды и т.д.
Опыты в лабораторных условиях показали, что точное измерение химических параметров пульпы (таких как уровень рН, потенциал пульпы (окислительно-восстановительный потенциал ORP или Eh), растворенный кислород, температура, проводимость, потребность в кислороде и анализ ионов металла, извлекаемых под действием этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA)) может обеспечить полезную информацию об изменениях в минералогическом составе руды, подаваемой в процесс. Эти параметры также способны предоставлять важные данные, которые могут оказать влияние на производительность металлургического процесса (то есть, содержание ценного компонента в концентрате и выход полезного ископаемого). Кажется, что, если данные о химическом составе пульпы будут доступны оператору станции по обогащению полезных ископаемых, он сможет с выгодой использовать их для управления процессом, что позволит повысить производительность металлургического процесса.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ измерения и/или контроля химического состава пульпы на действующей станции по обогащению полезных ископаемых, который позволит устранить по меньшей мере один из упомянутых выше недостатков.
Для этого предложен способ согласно пункту 1 формулы изобретения.
Благодаря непрерывному отбору проб потока шлама из технологического потока внутри действующей станции по обогащению полезных ископаемых и заполнению им пробоотборной камеры на территории станции, отобранный шлам можно измерять и/или анализировать непосредственно на территории станции. Таким образом, снижается необходимость в сборе пробы и переносе ее за пределы станции в независимую лабораторию, анализе пробы в такой лаборатории и возврате проанализированных данных обратно на станцию спустя несколько дней. Анализ отобранного шлама и измерение химического состава пульпы шлама на месте обеспечивает большое преимущество для оператора станции.
Неожиданно автором настоящего изобретения было обнаружено, что эти же параметры позволяют получить ценную информацию о производительности процессов очистки воды. Таким образом, настоящее изобретение в равной степени пригодно для применения на станции по подготовке воды, например, станции по очистке воды. В данном описании, такие термины, как пульпа или шлам, в равной мере применимы для обозначения как технологического потока полезных ископаемых, так и технологического потока воды.
Предпочтительно, по меньшей мере пробоотборная камера системы для контроля данных о химическом составе пульпы расположена на территории станции, как можно ближе к технологическому потоку для сокращения расстояния между точкой отбора проб в технологическом потоке и пробоотборной камерой, и, тем самым, сведения к минимуму изменений химического состава пульпы. Фактически, перекачивание целевого шлама может, за счет притока атмосферного кислорода, влиять на химический состав пробы, а это, в свою очередь, может повлиять на измерения и даже может привести к ошибкам в измерениях.
Благодаря измерению химического состава пульпы на месте в пробоотборной камере и анализу данных о химическом составе пульпы непосредственно во время выполнения измерений, данные могут быть по существу обработаны в режиме реального времени. Затем обработанные таким образом данные могут быть переданы непосредственно, то есть в режиме реального времени, оператору станции по обогащению полезных ископаемых или станции по подготовке воды, предпочтительно, в интерфейсный элемент оператора. Таким образом, в соответствии со способом согласно изобретению, оператор в ходе технологического процесса может получать информацию о фактических данных о химическом составе пульпы на станции. Действительно, считается, что измерение, анализ и передача данных о химическом составе пульпы могут происходить в рабочем режиме, то есть во время функционирования станции, и в режиме реального времени, то есть данные анализируют непосредственно после измерения. Это явление является важным усовершенствованием по сравнению с традиционным способом измерения и анализа данных о химическом составе пульпы, осуществляемым за пределами процесса.
Интерфейсный элемент может быть реализован различными способами, например, в виде интерфейсной панели на посту управления, или в виде приложения в смартфоне, или в виде дисплея компьютера, или в виде сенсорного экрана, или в виде интерактивной компьютерной программы, или в виде любого другого цифрового или аналогового дисплея, и т.д.
Измерение химического состава пульпы в пробоотборной камере может быть осуществлено посредством зондов, известных из уровня техники и выполненных с возможностью измерения и регистрации уровня рН, окислительно-восстановительного потенциала Eh, растворенного кислорода, температуры, проводимости и/или потребности в кислороде. Перед использованием в пробоотборной камере, зонды калибруют. После каждого забора пробы и цикла измерений, зонды очищают и готовят для следующего цикла. Очистку зондов осуществляют после того, как пробоотборная камера окажется пустой. Обычно, для очистки непосредственно пробоотборной камеры ее промывают водой, а зонды опрыскивают струей воды для удаления каких-либо наслоений, что обеспечивает их очистку.
Как правило, и на станции по обогащению полезных ископаемых, и на станции по очистке воды измеряют следующие параметры: уровень рН, окислительно-восстановительный потенциал Eh, растворенный кислород, температуру, проводимость и/или потребность в кислороде.
Предпочтительно, цикл измерения начинается при введении шлама в пробоотборную камеру. Шлам в пробоотборной камере может быть перемешен для удержания твердых частиц в шламе во взвешенном состоянии для получения характерной, устойчивой, однородной пробы. Альтернативно, цикл измерения можно начать, как только пробоотборная камера окажется заполненной. Альтернативно и/или дополнительно, измерение по меньшей мере растворенного кислорода можно начать при введении шлама в пробоотборную камеру, при этом измерение других параметров можно начать, когда пробоотборная камера окажется заполненной, например, во время перемешивания, или в перерывах между перемешиваниями, или после перемешивания. Далее, осуществляют сбор данных измерения из соответствующих зондов. Затем анализирующий инструмент, имеющий логику, способную анализировать измеренные данные, такой как компьютер, или микросхема, может выполнить анализ измеренных данных и вывести проанализированные данные. Далее, проанализированные данные могут быть переданы в интерфейсный элемент оператора.
0
0
-kt
На основании данных о растворенном кислороде можно определить потребность в кислороде, используя следующее уравнение: DO=DO*e, где DO представляет собой растворенный кислород в момент времени t, DO представляет собой растворенный кислород в нулевой момент времени, а к представляет собой коэффициент скорости потребления кислорода. Большое значение коэффициента к предполагает, что процесс имеет высокую потребность в кислороде; а небольшое значение коэффициента к предполагает, что процесс имеет низкую потребность в кислороде. Потребность в кислороде или скорость, с которой пульпа потребляет кислород, является мерой реакционной способности минеральной пульпы на станции по обогащению полезных ископаемых.
Для сбора данных о растворенном кислороде, которые можно использовать в упомянутом выше уравнении для определения потребности в кислороде, его измерение следует начинать, когда зонд растворенного кислорода еще находится в воздухе, и продолжать во время заполнения пробоотборной камеры. Измерение растворенного кислорода продолжают во время взбалтывания шлама в течение предварительно заданного периода времени, как правило, в течение по меньшей мере двух минут. На основании собранных таким образом данных измерений, можно вычислить потребность в кислороде, используя упомянутое выше уравнение.
Предпочтительно, при опорожнении пробоотборной камеры, отобранный шлам возвращают в технологический поток. Благодаря этому, удается получить минимальные потери шлама. Кроме того, можно исключить из конструкции сложные установки для перемещения и выгрузки отобранного шлама. Поскольку пробоотборная камера расположена на территории станции, отобранный шлам может быть относительно легко возвращен в процесс посредством предусмотренной для этого линии возврата проб, проходящей из пробоотборной камеры к технологическому потоку.
Поскольку шлам непрерывно отбирается из технологического потока, имеется постоянный поток из точки отбора проб в технологическом потоке к системе контроля данных о химическом составе пульпы (РСМ-системе), содержащей пробоотборную камеру, например, через линию подачи проб. Отобранный шлам выводится из линии подачи проб в отстойник, который окружает пробоотборную камеру. В случае необходимости добавления отобранного шлама в пробоотборную камеру, линию подачи проб направляют в пробоотборную камеру посредством подвижного рукава, например, поворотного рукава. В одном из вариантов осуществления изобретения рукав может быть приведен в движение посредством поршня пневмоцилиндра. После заполнения пробоотборной камеры отобранным шламом, поворотный рукав направляет линию подачи проб обратно в отстойник. Таким образом, поток шлама из рассматриваемого технологического потока является непрерывным, и исключается вероятность блокировки в линии подачи проб. Избыточный шлам, идущий в обход пробоотборной камеры, собирается в отстойнике и возвращается в процесс.
Частота, с которой проба измеряется в РСМ-системе и анализируется, а данные передаются в интерфейсный элемент оператора, может составлять до 20 раз в час или возможно больше, в зависимости от продолжительности цикла для одного отбора пробы. Предпочтительно, проанализированные данные передаются после каждого отбора пробы. Как правило, отбор пробы может занять примерно от 2 до 5 минут, но он может быть сокращен или увеличен в зависимости от обстоятельств, характерных для действующей станции. В одном из вариантов осуществления изобретения время отбора пробы составляет приблизительно 3,5 минуты; если же сбор данных происходит из двух технологических потоков, то время отбора проб равняется приблизительно 7 минутам, и т.д. Таким образом, теперь проанализированные данные могут быть переданы практически сразу после отбора пробы, то есть, в режиме реального времени, в противоположность традиционному лабораторному способу, согласно которому потребовалось бы несколько дней до того, как проанализированные данные стали бы доступными.
В другом аспекте настоящего изобретения из непрерывного технологического потока или из потока подачи проб РСМ-системы может быть взята дополнительная проба шлама для осуществления извлечения EDTA. Извлечение EDTA в пробе шлама может обеспечить информацию о степени окисления пульпы. Проба шлама известного объема собирается и осаждается в флаконе для проб, в который добавляют 3-х процентный раствор EDTA. Смесь EDTA/шлама перемешивают в течение примерно 5 минут до разделения твердой и жидкой фаз. Жидкую и твердую фазы, как правило, разделяют центрифугированием. В одном из вариантов осуществления, после центрифугирования жидкая фаза может быть дополнительно отфильтрована. Жидкую фазу анализируют, используя рентгеновскую флуоресценцию (XRF). Также возможна выгрузка пробы и каких-либо отходов процесса извлечения EDTA в отстойник РСМ-системы, а также возврат этого материала обратно в процесс. Выполнение анализа раствора EDTA с помощью технологии XRF является целесообразным, поскольку данный анализ является относительно дешевым и простым и может занимать короткий промежуток времени и обеспечивает при этом надежные результаты. Анализ раствора EDTA может быть осуществлен в рабочем режиме на действующей станции и может предоставлять данные в интерфейс оператора практически в режиме реального времени. Вместо технологии XRF возможно использование других технологий, например, атомно-абсорбционной спектроскопии (AAS), ультрафиолетового излучения (UV) или других аналитических способов.
В одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрен блок для выполнения извлечения EDTA, предпочтительно в виде отдельного модуля, который может быть установлен в РСМ-системе и выполнен с возможностью осуществления извлечения EDTA, анализа и предоставления выработанных данных. В другом варианте осуществления изобретения блок извлечения EDTA может быть встроен в РСМ-систему. Модуль EDTA может при необходимости функционировать независимо от РСМ-системы в качестве лабораторного анализатора.
Такой блок EDTA предпочтительно содержит компоненты для осуществления извлечения EDTA. Это может быть: насосная система для обеспечения циркуляции шлама, устройство для взятия проб шлама для извлечения известного объема шлама и введения его во флакон для проб, система выдачи раствора EDTA для добавления надлежащего объема EDTA, смесительная система для смешивания шлама и EDTA в течение приблизительно 5 минут, центрифуга для отделения твердой фазы от жидкой фазы, фильтр для всплывающей жидкости из центрифуги, и XRF-устройство для анализа раствора EDTA. При этом система управления контролирует обработку пробы шлама и обрабатывает измеренные данные перед тем, как предоставить данные в интерфейсный элемент оператора.
В зависимости от конфигурации, модуль извлечения EDTA выполнен с возможностью приема проб шлама для анализа либо непрерывно, в случае соединения с РСМ-системой, либо прерывисто, в случае применения в качестве лабораторного прибора. В предпочтительной конфигурации блок извлечения EDTA может быть расположен на территории станции, как можно ближе к технологическому потоку для сокращения расстояния между точкой отбора проб в технологическом потоке и модулем извлечения EDTA и, тем самым, сведения к минимуму изменений химического состава пульпы. В одном варианте осуществления изобретения блок извлечения EDTA может быть предусмотрен в качестве модуля в РСМ-системе. Кроме того, за счет расположения модуля извлечения EDTA и осуществления извлечения EDTA на территории станции, анализ можно выполнить в рабочем режиме на действующей станции, при этом данные, полученные таким образом на основе анализа EDTA, могут быть возвращены в интерфейсный элемент оператора почти в режиме реального времени. Таким образом, оператор станции имеет почти мгновенную обратную связь в отношении степени окисления полезных ископаемых в ходе процесса, осуществляемого на действующей станции и, по мере целесообразности, может предпринять действия для управления процессом обогащения полезных ископаемых.
Способ осуществления анализа EDTA может содержать этапы, на которых забирают пробу из технологического потока; перемешивают пробу; осуществляют извлечение пробы; используют технологию XRF для анализа выделенного раствора; обрабатывают данные, полученные при анализе, и выводят данные в интерфейсный элемент оператора.
Способ и блок для осуществления извлечения EDTA сами по себе могут быть считаться объектами настоящего изобретения.
Дополнительные предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Настоящее изобретение также относится к системе для контроля данных о химическом составе пульпы.
Кроме того, изобретение относится к предусмотренной для этого системе управления, а также изобретение относится к станции по обогащению полезных ископаемых или по подготовке воды, содержащей систему для контроля данных о химическом составе пульпы.
Настоящее изобретение будет более подробно объяснено на основании примерных вариантов его осуществления, проиллюстрированных на чертежах. Примерные варианты осуществления приведены в качестве не ограничивающих иллюстративных примеров. При этом на чертежах изображено следующее.
На фиг. 1 проиллюстрирован типовой этап обработки на станции по обогащению полезных ископаемых и/или станции по очистке воды.
На фиг. 2 показан вариант осуществления РСМ-системы.
На фиг. 3 схематично показана технологическая схема системы управления для обработки данных измерения.
На фиг. 4 схематично показан блок извлечения EDTA.
Следует отметить, что чертежи обеспечивают лишь схематическое представление о вариантах осуществления изобретения, которые приведены в качестве не ограничивающих примеров. На чертежах одни и те же или соответствующие части обозначены одинаковыми номерами позиций.
На фиг. 1 схематично проиллюстрирован типовой технологический этап 1, включающий в себя питающий поток 2 и хвостовой поток 3. Технологический поток подается на технологический этап 1 в виде питающего потока 2, затем подвергается обработке в ходе этапа 1 обработки, и выходит с этапа обработки в виде хвостового потока 3. Для настоящего изобретения не существенно, какая обработка осуществляется на этапе обработки. Такой технологический этап 1, как правило, является частью более крупной схемы обработки для станции по обогащению полезных ископаемых или станции по подготовке воды. Такие обрабатывающие станции обычно имеют множество этапов обработки, причем каждый из них включает в себя питающий поток и хвостовой поток, причем питающий поток одного этапа обработки может являться хвостовым потоком предыдущего этапа обработки и т.д. В целом, схемы обработки для станций по обогащению полезных ископаемых и/или станций по подготовке воды известны специалисту в области техники. Кроме того, конструкция и функционирование подобной станции по обогащению полезных ископаемых и/или станции по подготовке воды хорошо известны специалисту в области техники и не будут подробно рассмотрены в настоящем документе. Согласно изобретению, предусмотрена система для контроля данных 9 о химическом составе пульпы, также именуемая РСМ-системой.
Обычно, как показано на фиг. 1, РСМ-система 9 соединена с линией 21 для питающего технологического потока, через которую протекает питающий поток 2, на этап 1 обработки посредством линии 101 подачи проб в точке S1 отбора проб. В этом варианте осуществления, РСМ-система 9 принимает пробы шлама попарно, то есть, из питающей точки S1 отбора проб из питающего технологического потока 2 и из хвостовой точки S2 отбора проб из хвостового технологического потока 3 этапа обработки. Таким образом, имеется две линии 101 и 111 подачи проб, подающие в РСМ-систему питающий поток 10 проб и хвостовой поток 11 проб. Шлам из точек S1 и S2 отбора проб протекает непрерывно в РСМ-систему 9. Множество этапов обработки может быть оснащено РСМ-системой и/или одна РСМ-система может принимать поток проб с множества этапов обработки.
РСМ-система 9 выполнена с возможностью измерения и анализа данных о химическом составе пульпы из потоков 10, 11 проб. Проанализированные данные о химическом составе пульпы из РСМ-системы 9 предоставляются в интерфейсный элемент 20 оператора в рабочем режиме и в режиме реального времени. РСМ-система 9 содержит вывод 12 данных, который выводит проанализированные данные о химическом составе пульпы в интерфейсный элемент 20 оператора станции по обогащению полезных ископаемых или станции по подготовке воды и/или этапа обработки. В варианте осуществления изобретения каждая РСМ-система 9 оснащена соответствующим интерфейсным элементом 20 оператора. В другом варианте осуществления один интерфейсный элемент 20 оператора может быть предназначен для предоставления данных измерения РСМ-систем 9.
Во время цикла измерения в РСМ-системе 9, измеряют и анализируют данные, характеризующие химический состав пульпы в отобранном шламе. После цикла измерения отобранный шлам возвращают в технологический поток, например, в питающий поток 2 посредством обратного потока 13. Кроме того, поскольку поток 10, 11 проб непрерывного забирается из технологического потока, пробы шлама, поступающие в РСМ-систему 9, возвращаются в процесс посредством потока 13. Поэтому отсутствуют или имеются ограниченные потери пульпы и почти вся пульпа может быть обработана на станции по обогащению полезных ископаемых или станции по подготовке воды. В связи с тем, что циклы измерений РСМ-системы 9 осуществляются по партиям и потоки 10 и 11 проб непрерывно отбираются из технологического потока, поток проб может быть возвращен в технологический поток посредством линии 13 обратного потока во время цикла измерения партии.
Данная компоновка может быть применена на каждом этапе обработки в станции по обогащению полезных ископаемых и/или станции по подготовке воды.
Поскольку поток 10, 11 подачи проб протекает непрерывно в РСМ-систему 9, можно считать, что он осуществляется в рабочем режиме, то есть, на действующей станции по обогащению полезных ископаемых или станции по подготовке воды, в отличие от обычных внешних лабораторных систем. Кроме того, данные, определенные РСМ-системой, могут быть предоставлены напрямую, или сразу, после цикла измерения в интерфейсный элемент оператора. Таким образом, можно сказать, что РСМ-система работает в режиме реального времени, поскольку обеспечивается почти мгновенная или непосредственная обратная связь в интерфейсный элемент оператора после каждого цикла измерения. Этим предлагаемая система отличается от обычной известной из уровня техники внешней системы, в соответствии с которой может понадобиться несколько дней прежде, чем результаты лабораторных измерений станут доступными. К тому времени, условия на действующей станции по обогащению полезных ископаемых могли бы уже измениться.
Данные измерений РСМ-системы 9 могут быть предоставлены в интерфейсный элемент 20 оператора посредством проводной линии передачи, или передачи через шину, или беспроводной передачи данных, и т.д. Для передачи данных возможно использование различных коммуникационных систем.
Интерфейсный элемент оператора может представлять собой интерфейс, например, дисплей, установленный на посту управления оператора в станции 1 по обогащению полезных ископаемых. Дисплей может представлять собой компьютерный дисплей или сенсорный экран и т.д. Интерфейсный элемент оператора также может быть выполнен в виде приложения ('арр') в мобильном устройстве, таком как смартфон или планшетный компьютер или портативный компьютер и т.д. Интерфейсный элемент оператора, такой как дисплей или приложение в мобильном устройстве, может просто отображать информацию об измеренных данных. Для интерпретации измеренных данных оператору могут потребоваться его навыки и знания. Кроме того, интерфейсный элемент оператора может быть связан со схемами интерпретации, которые позволяют интерпретировать значения некоторых из измеренных величин. Дополнительно, интерфейсный элемент оператора может не только предоставлять данные измерений, но может также быть связан с руководством по эксплуатации или приложением, объясняющим, как оператор может действовать в случае измерения конкретных величин конкретных параметров. По сути, оператор получает своего рода обратную связь с разомкнутым контуром. На следующем этапе, может быть обеспечена обратная связь с замкнутым контуром и процесс на станции по обогащению полезных ископаемых и/или станции по подготовке воды можно регулировать и/или влиять на него в зависимости от измеренных данных. Возможны различные варианты интерфейсных элементов оператора, а также возможны комбинации статической интерфейсной панели, например, на посту управления оператора, и мобильных интерфейсных элементов, например, приложения в мобильном устройстве.
Согласно настоящему изобретению, РСМ-система 9 имеет способность собирать пробы из одного, двух или более технологических потоков, например, как показано на фиг. 1. Выбор точки (точек) отбора проб, как правило, может меняться в зависимости от требований приложения и требований к данным на рассматриваемой станции. В некоторых случаях забору проб и анализу может быть подвержен только питающий технологический поток, в других случаях забору проб и анализу могут быть подвержены и питающий поток, и хвостовой поток этапа обработки. В других случаях, забору проб и анализу может быть подвержено множество питающих потоков и/или хвостовых потоков множества этапов обработки. Сбор питающих и хвостовых проб фактически обеспечивает возможность использовать данные о химическом составе пульпы в той или иной форме стратегии управления процессом, которая может повысить устойчивость процесса и, в конце концов, приведет к увеличению содержания ценного компонента в концентрате и/или выхода полезного ископаемого и/или улучшению качества воды. Например, на станции флотационного обогащения полезных ископаемых наиболее вероятными технологическими потоками, подлежащими отбору проб и анализу, являются черновой питающий поток и черновой/перечистной хвостовой поток, и первый очищенный питающий поток и очищенный/перечистной хвостовой поток. Однако следует отметить, что можно осуществлять отбор проб и анализ других технологических потоков, которые могут быть важными для процесса на конкретной обрабатывающей станции. Например, во время операции выщелачивания наиболее вероятными технологическими потоками, подлежащими отбору проб и анализу, могут являться питающий поток выщелачивающего раствора и хвостовой поток. Также возможно применение РСМ-системы для отбора проб и анализа сточных вод из различных систем с использованием того же самого подхода, который раскрыт в настоящем документе. Также следует помнить о том, что на станции может быть задействовано более одной РСМ-системы.
Кроме того, согласно настоящему изобретению, в РСМ-систему 9 может быть добавлен блок 14 извлечения EDTA, или он может функционировать независимо, как, например, показано на фиг. 1. Субпроба из питающего потока 15 в РСМ-систему 9 направляется в блок 14 извлечения EDTA. В примере, показанном на фиг. 1, проба питающего потока 15 забирается из линии 111 для питающего потока РСМ-системы 9 из хвостового технологического потока 3. В предпочтительном варианте проба питающего потока 15 забирается из питающего потока 10 в питающем технологическом потоке 2. Предпочтительно, проба питающего потока 15 для блока 14 извлечения EDTA забирается непрерывно из питающего потока в РСМ-систему. Альтернативно, проба питающего потока 15 для блока 14 извлечения EDTA забирается прерывисто или порционно из питающего потока в РСМ-систему. В случае прерывистого или порционного отбора проб, в линии 15 питающего потока может быть предусмотрен клапан V для открытия и закрытия линии 15 питающего потока в блок 14 извлечения EDTA.
Процесс извлечения EDTA, как правило, представляет собой порционный процесс, так что при непрерывном отборе проб питающего потока 15, избыточный питающий поток может быть возвращен в технологический поток на станции по обогащению полезных ископаемых или станции по подготовке воды через линию 171 обратного потока. Например, обратный поток 17 блока 14 извлечения EDTA может быть выведен в линию 131 обратного потока РСМ-системы 9, или может быть выведен в линию 21 технологического потока для технологического потока. При этом возможны любые варианты и их комбинации.
Данные 16, полученные при извлечении EDTA пробы, анализируются и предоставляются в интерфейсный элемент 20 оператора. Предпочтительно, это тот же самый интерфейсный элемент оператора, который принимает данные, полученные при РСМ-измерениях, однако, он также может представлять собой отдельный и независимый интерфейсный элемент оператора. Так же, как и в случае с интерфейсным элементом РСМ-оператора, интерфейсный элемент оператора EDTA может быт статическим, например, это может быть дисплей или сенсорный экран на посту управления оператора, или он может представлять собой приложение ('арр') в мобильном устройстве, или их комбинацию. Кроме того, измеренные данные из блока извлечения EDTA могут быть связаны с руководством по интерпретации и/или с предложениями по воздействию на конкретные измеренные величины в виде обратной связи с разомкнутым контуром, или могут даже переходить в обратную связь с замкнутым контуром.
Как показано на фиг. 3, предусмотрена система 18 управления, обеспечивающая обработку измеренных данных, полученных в РСМ-системе 9 и/или в блоке 14 извлечения EDTA. При этом возможно наличие одной системы управления при условии, что она выполнена с возможностью обработки данных измерения из всех РСМ-систем на станции по обогащению полезных ископаемых, а также из всех блоков 14 извлечения EDTA на станции по обогащения полезных ископаемых или станции по подготовке воды. Альтернативно и/или дополнительно, каждая РСМ-система 9 и/или каждый блок 14 извлечения EDTA могут быть оснащены своей специально выделенной системой 18 управления. Система 18 управления обрабатывает измеренные данные и предоставляет обработанные данные в интерфейсный элемент 20 оператора. После этого данные могут быть интерпретированы оператором. В зависимости от частоты циклов измерений, проанализированные данные могут предоставляться в интерфейсный элемент 20 оператора до двадцати раз в час, что является существенным преимуществом относительно известных из уровня техники способов, осуществляемых в автономном режиме и за пределами процесса.
Один из вариантов осуществления РСМ-системы 9 показан на фиг. 2. РСМ-система 9 содержит две линии 101, 111 подачи проб, соединенные с линиями технологичного потока, в данном случае линией 21 питающего потока и линией 31 хвостового потока, например, посредством шланга, как схематично показано на фиг. 2. В данном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено две линии подачи, альтернативно, может быть предусмотрена одна линия подачи или более двух линий подачи.
Линии 101, 111 подачи соединены с поворотными рукавами 100, 110. Соединение, например, посредством гибкого шланга, не показано на данном чертеже, но оно может быть легко реализовано путем соединения гибкого шланга одним концом с линией подачи, а другим концом с входным концом поворотного рукава. На линиях 101, 111 подачи может быть предусмотрен насос 10р, 11p для перекачки шлама в поворотные рукава 100, 110.
Дополнительно, предусмотрена пробоотборная камера 21, в которой осуществляют сбор проб и выполняют измерения. Для этого, пробоотборная камера 21 оснащена измерительными зондами 22. Зонды 22 измеряют величины соответствующих параметров и предоставляют эти измеренные величины в систему 20 управления (не показана здесь). Система 20 управления может представлять собой компьютер, установленный рядом с РСМ-системой 9 или удаленный от РСМ-системы 9, например, на посту управления оператора. Здесь, предусмотрено три зонда 22, но в других вариантах осуществления может быть предусмотрено другое количество зондов.
Пробоотборная камера 21 в данном случае реализована в виде цилиндрического контейнера, но также она может иметь любые другие формы. Пробоотборная камера 21 установлена с возможностью вращения вокруг оси А для заполнения и опорожнения пробоотборной камеры 21. Пробоотборная камера 21 установлена в лотке или отстойнике 24. У нижнего конца лотка предусмотрено выходное отверстие 25. Это выходное отверстие 25 может быть соединено с технологическим потоком через линию 13 обратного потока, например, стальную трубу или гибкий шланг.
Пробоотборная камера 21 установлена с возможностью вращения между лежачим положением и стоячим (верхним и нижним) положением вокруг оси А посредством двигателя 27. Двигатель 27 может представлять собой электрический двигатель или пневматический двигатель или гидравлический двигатель, или может представлять собой пневматический или гидравлический цилиндр. Для вращения контейнера 21 может быть использован любой исполнительный механизм.
Зонды 22 расположены на стороне 21а камеры 21, но также доступ к ним может быть обеспечен снаружи для облегчения их извлечения и/или замены. Верхняя часть 21b пробоотборной камеры 21 является открытой. Открытый конец 21b предназначен для приема шлама из любого из поворотных рукавов 100, 110, когда пробоотборная камера 21 находится в вертикальном положении. Кроме того, шлам можно вывести из пробоотборной камеры 21 через открытый конец 21b, когда пробоотборная камера 21 находится в нижнем положении. Затем шлам выводят в лотке или отстойнике 24.
Для заполнения пробоотборной камеры 21, поворотные рукава 100 или 110 перемещаются через верхнюю часть 21b пробоотборной камеры 21, и шлам выводится в камеру 21 в течение известного периода времени. В конце этого периода времени поворотный рукав 100, 110 возвращается в положение, в котором шлам теперь идет в обход пробоотборной камеры 21. В положении заполнения поворотный рукав 100, 110 находится над открытым концом 21b пробоотборной камеры 21, когда последняя находится в верхнем положении. В положении перепуска, поворотный рукав 100, 110 находится в стороне от пробоотборной камеры 21 и над лотком или отстойником 24 так, что шлам выводится из поворотных рукавов 100, 110 в лоток 24.
В этом варианте осуществления пробоотборная камера 21 имеет изогнутую или полусферическую нижнюю часть 21а и открытую верхнюю часть 21b. В нижней части 21а предусмотрены зонды. Открытая верхняя часть 21b обеспечивает возможность доступа к пробоотборной камере 21, что позволяет использовать смеситель для перемешивания пробы в пробоотборной камере 21, вводить пробу через открытую верхнюю часть в пробоотборную камеру, удалять пробу из пробоотборной камеры, очищать пробоотборную камеру с помощью струй воды и т.д. Также возможны альтернативные варианты осуществления пробоотборной камеры.
Например, может быть предусмотрена пробоотборная камера с закрытой верхней частью, которая имеет линии подачи, содержащие станцию деления с клапаном, который может работать в открытом режиме, обеспечивающем возможность введения пробы в пробоотборную камеру, и в закрытом режиме для направления пробы в обход пробоотборной камеры. Кроме того, пробоотборная камера предпочтительно оснащена смесителем для перемешивания пробы внутри камеры, при этом двигатель смесителя предпочтительно установлен снаружи пробоотборной камеры. Более того, может быть предусмотрена выпускная линия, обеспечивающая возможность выпуска пробы из пробоотборной камеры после цикла измерения. В таком варианте осуществления, струи воды или водопроводные линии для очистки пробоотборной камеры после цикла измерения могут быть предусмотрены внутри пробоотборной камеры. Альтернативно и/или дополнительно может быть предусмотрена водопроводная линия, соединенная со станцией деления, так что вода проходит через входное отверстие для проб в пробоотборную камеру, обеспечивая, тем самым, возможность очистки линии для ввода проб. В одном варианте осуществления станция деления может быть сконфигурирована так, что она имеет две впускные линии, линию для проб и линию для воды, а также имеет два клапана: один клапан для проб и один клапан для воды, и две выпускные линии, одна из которых ведет к пробоотборной камере, а другая идет в обход пробоотборной камеры. В таком варианте осуществления вращение или наклонение пробоотборной камеры может быть исключено или же нет. Кроме того, в таком варианте осуществления, вместо поворотных рукавов линии подачи могут быть оснащены клапаном для обеспечения постоянного соединения с пробоотборной камерой, а поворотные рукава могут быть исключены. Также возможны различные варианты осуществления пробоотборной камеры.
Более того, резервуар 21 может быть оснащен двигателем для перемешивания шлама в пробоотборной камере 21. Двигатель может быть расположен с концевой стороны 21s или с верхней стороны 21u. Двигатель соединен с перемешивающим рукавом или смесителем, лопатки которого, как правило, проходят рядом с основанием пробоотборной камеры 21с противоположной концевой стороны 21р. Возможны различные варианты исполнения двигателя: электрический, гидравлический, пневматический, магнитный и т.д. Преимущественно, смеситель приводится в действие с относительно низкой скоростью вращения для удержания твердых частиц во взвешенном состоянии.
Поворотные рукава 100, 110 могут контролироваться поршнем 23 пневматического цилиндра. В случае обхода пробоотборной камеры 21, шлам подается в лоток 24, который имеет выходное отверстие 25 у своего нижнего конца, через который шлам может быть подан обратно в технологический поток.
В вертикальном положении контейнер 21 поворачивается на 90 градусов так, что открытый конец 21b поднимается, а конец 21а опускается вниз. Когда открытый конец 21b находится сверху, поворотный рукав может двигаться, пока выходной конец 100d, 110d поворотного рукава 100, 110 движется над открытым концом 21b, так что шлам может быть выгружен в контейнер 21. Когда контейнер 21 заполнен, контейнер 21 поворачивается назад в лежачее примерно горизонтальное положение, в котором можно провести измерения. Когда цикл измерения завершен, контейнер 21 может быть повернут примерно на 90 градусов в другом направлении так, что открытый конец 2lb будет находиться внизу, а конец 21а с зондами будет находиться наверху. Далее, пробу можно выгрузить из контейнера 21 через открытый конец 21b. В лотке 24 предусмотрены дополнительные распылители воды для очистки внутреннего пространства контейнера 21 и промывки зондов 22 после опорожнения контейнера. Очистка контейнера предпочтительно осуществляется водой, и зонды 22 также промываются, предпочтительно водой. После очистки пробоотборная камера 21 может быть повернута обратно в лежачее или горизонтальное положение и далее в верхнее стоячее положение для повторного заполнения.
Как правило, цикл измерения начинается при вводе шлама в пробоотборную камеру 21, для корректного измерения растворенного кислорода, то есть, начинается, когда зонд растворенного кислорода еще находится в воздухе. Посредством соответствующих зондов могут быть измерены другие параметры, такие как уровень рН, окислительно-восстановительный потенциал Eh, температура, проводимость и/или потребность в кислороде. В пробоотборной камере 21 шлам можно перемешивать для удержания твердых частиц в шламе во взвешенном состоянии для получения характерной, устойчивой и однородной пробы.
После каждого цикла измерения, пробоотборную камеру 21 опорожняют, выгружая содержимое в лоток 24, после чего шлам выводится через выходное отверстие 25 и поточные линии (здесь не показаны) в технологический поток.
Как правило, пробоотборная камера 21 может попеременно заполняться шламом из поворотного рукава 100 и шламом из поворотного рукава 110. Например, поворотный рукав 100 принимает шлам из питающего потока технологического потока, а поворотный рукав 110 принимает шлам из хвостового потока. Соответственно, благодаря такому чередованию могут быть получены и предоставлены в интерфейсный элемент 20 оператора данные о питающем потоке и данные о хвостовом потоке. В другом варианте осуществления возможно наличие одной питающей линии, или возможно наличие трех и более питающих линий, для которых измерения могут быть выполнены попеременно.
РСМ-система 9 опирается на подставку 26, благодаря чему она представляет собой компактный блок, который можно легко установить в предварительно заданном месте на территории станции, предпочтительно относительно близко к технологическому потоку, что позволяет избежать наличия длинных поточных линий между точками S1, S2 отбора проб на линиях технологического потока и РСМ-системой, и не оказывать слишком сильное влияние на шлам, поскольку это может отрицательным образом сказаться на измерениях.
Возможно наличие панели управления, содержащей систему 18 управления, например, установленную в РСМ-системе 9. Панель управления может также содержать интерфейсный элемент, посредством которого пользователь может менять настройки и/или параметры. Интерфейсный элемент даже может содержать дисплей или экран, отображающий измеренные данные для каждого технологического потока. Используя соединение, например, беспроводное, Ethernet, электрическое и т.д., панель управления может обмениваться данными с интерфейсным элементом 20 оператора на посту управления оператора, в котором также возможно отображение данных измерения.
На фиг. 4 показан пример блока 14 извлечения EDTA. Шлам поступает в блок 14 извлечения EDTA через линию 151 питающего потока, входящую в блок 14 извлечения EDTA с его задней стороны. Линия 151 питающего потока отбирает пробу шлама из технологического потока, например, из линии 101, 111 питающего потока РСМ-системы 9. Благодаря прерывистости процесса извлечения EDTA, шлам предпочтительно отбирают порциями, так что предпочтительно в линии 151 питающего потока в точкой отбора проб или рядом с ней предусмотрен клапан. Альтернативно, возможен непрерывный отбор проб, при этом избыточный шлам возвращается обратно в технологический поток посредством линии обратного потока.
Блок 14 извлечения EDTA содержит модуль 31 EDTA, в котором к шламу добавляют раствор EDTA. Шлам добавляют в лабораторный стакан или флакон для проб (здесь не показан) через поточную линию 151 и через устройство 32 дозирования. В лабораторном стакане к шламу добавляют раствор EDTA, как правило, 3%-ный раствор EDTA, и перемешивают их. Раствор EDTA может быть добавлен посредством устройства 32 дозирования. Предпочтительно, раствор EDTA добавляют в лабораторный стакан через поточную линию 151, что обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что поточные линии промываются раствором EDTA. Как правило, раствор EDTA удерживается в резервуаре 33 в блоке 14 извлечения EDTA или рядом с ним, в данном случае под модулем 31 EDTA. Затем раствор в лабораторном стакане подвергают центрифугированию, например, посредством двигателя 34 для разделения твердой фазы и жидкой фазы. Далее, жидкую фазу извлекают из лабораторного стакана, например, через трубку 35 для переноса ее в XRF-модуль 36. В одном из вариантов осуществления жидкая фаза может проходить через фильтр для удаления мелких твердых частиц. Как правило, центрифугирование раствора занимает примерно 30 минут или более. После центрифугирования и выдачи жидкой фазы в XRF-модуль 36, лабораторный стакан может быть очищен и/или промыт, предпочтительно водой. Для этого, в модуле 31 EDTA могут быть предусмотрены распылители воды. Кроме того, лабораторный стакан может быть опорожнен и/или очищен посредством вращающегося механизма 30.
XRF-модуль 36 принимает осветленные щелоки через поточные линии 37 из модуля 31 EDTA. В XRF-модуле 36, осветленную жидкую фазу подвергают XRF-анализу, причем его результаты обрабатываются блоком 38 управления. Осветленный щелок и другие отходы могут быть собраны в резервуаре 40. Из резервуара 40 жидкость и/или отходы могут быть поданы обратно в технологический поток, например, через поточную линию 171. Альтернативно, жидкость и/или отходы могут быть поданы обратно напрямую в технологический поток через линию 171 обратного потока. Как правило, выполнение XRF-анализа занимает примерно от 5 до 15 минут. Возможны различные варианты осуществления XRF-анализа. Например, возможно выполнение множества коротких циклов в отношении одного и того же щелока, после чего результаты анализа усредняются, или возможно выполнение относительно длинного цикла, который обеспечивает более «стабильный» результат. Обычно, достаточно выполнить несколько раз, например, три раза относительно короткий цикл, например, в течение 5 минут, и затем определить среднее значение результатов измерения. Вместо XRF-способа, возможно применение других способов, таких как атомно-абсорбционная спектроскопия (AAS) или ультрафиолетовое излучение (UV). Однако предпочтительным является применение XRF-технологии ввиду ее надежности и/или простоты.
Результаты извлечения EDTA, как правило, становятся известными через 40-45 минут после отбора пробы, что является существенным преимуществом по сравнению с известными способами, осуществляемыми за пределами процесса. Такое сравнительно быстрое получение результатов извлечения EDTA дает оператору на действующей станции по обогащению полезных ископаемых или станции по подготовке воды большое преимущество. Во время осуществления XRF-анализа, лабораторный стакан модуля 31 EDTA может быть заполнен снова пробой шлама для следующего цикла центрифугирования.
Кроме того, может быть предусмотрен блок 38 управления и/или электроснабжения, такой как компьютер. Блок 38 управления предпочтительно оснащен системой 18 управления для анализа и обработки данных измерения и предоставления проанализированных данных в интерфейсный элемент оператора.
В целях ясности и краткости изложения настоящего изобретения, его признаки раскрыты здесь как часть одних и тех же или разных вариантов осуществления. Однако следует понимать, что объем защиты настоящего изобретения может охватывать варианты осуществления, имеющие комбинации всех или некоторых из раскрытых признаков. Следует понимать, что проиллюстрированные варианты осуществления имеют одинаковые или схожие компоненты, за исключением случаев, где указано, что они отличаются.
В пунктах формулы, любые номера позиции, приведенные в скобках, не следует рассматривать в качестве ограничивающих пункт формулы. Выражение «содержащий» не исключает наличие других признаков или этапов, отличных от тех, что перечислены в пункте формулы. Кроме того, неопределенные артикли «а» и «an» не следует рассматривать как ограничение до «только один», а наоборот они означают «по меньшей мере один», и не исключают совокупность элементов. Тот факт, что конкретные меры перечислены во взаимно отличающихся пунктах формулы, не говорит о том, что комбинация этих мер не может быть использована для обеспечения технического результата.
Для специалиста в данной области техники очевидны многочисленные варианты осуществления изобретения. Все варианты следует рассматривать как подпадающие под объем защиты настоящего изобретения, заданный нижеследующей формулой.