СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТВЕРДОГО В ПУЛЬПЕ ГРАВИТАЦИОННОГО КОНЦЕНТРАТА КОНЦЕНТРАЦИОННОГО СТОЛА
METHOD AND DEVICE FOR MEASUREMENT OF FLOW RATE OF SOLID IN SLURRY OF GRAVITATIONAL CONCENTRATE OF CONCENTRATION TABLE

Настоящее изобретение относится к измерительной технике преимущественно в области обогащения полезных ископаемых. Изобретение направлено на измерение расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата. Оно может быть использовано при извлечении золота гравитационными методами из медных, медно-цинковых и других золотосодержащих сульфидных руд цветных металлов, а также для извлечения гравитационными методами других металлов, например олова.
Основными параметрами, влияющими на режим работы концентрационных столов, являются вещественный состав минерального сырья, степень измельчения (крупность) и содержание и расход твердого в пульпе гравитационного концентрата.
Так как на конкретной обогатительной фабрике (ОФ) перерабатывается минеральное сырье достаточно стабильного состава, а степень его измельчения устанавливается технологическим регламентом, то расход твердого в пульпе гравитационного концентрата становится основным технологическим параметром, определяющим эффективность работы концентрационного стола [1].
Контроль над расходом твердого в пульпе на большинстве ОФ осуществляется вручную периодически (1 раз в 4 часа) методом «мерной кружки».
Этот метод заключается в отборе пробы пульпы на сливе деки концентрационного стола в заборный лоток, перекрывающий весь поток пульпы, в течение 1 минуты. Отобранная проба декантируется и высушивается. Твердый остаток отобранной пробы взвешивается, и его масса является показателем расхода твердого в г/мин. За такой длительный промежуток времени может происходить неконтролируемое изменение расхода твердого, что приведет либо к снижению производительности оборудования, либо к снижению извлечения метала в концентрат, а также к необходимости изменения наладочных параметров концентрационного стола: частоты качаний деки, хода деки, количества подаваемой смывной воды на деку.
Понятно, что эффективное управление гравитационным процессом обогащения на концентрационных столах может быть достигнуто путем непрерывного контроля за расходом твердого в пульпе гравитационного концентрата.
Целью предполагаемого изобретения является создание простого и надежного способа непрерывного измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата в диапазоне (от 50 до 600 г /мин).
Реализация предлагаемого способа основана на выявленной зависимости разделения потока пульпы, пересекающей поверхность сливного порога деки концентрационного стола, на множество отдельных струй пульпы, причем установлено, что количество струй и их ширина зависят от содержания твердого в контролируемом потоке.
Техническая возможность измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата достигается тем, что производится сканирование световым лучом потока пульпы, пересекающей поверхность сливного порога деки концентрационного стола, измерение отраженного от пульпы светового сигнала, преобразования его в электрический сигнал и обработка электрического сигнала. Этот сигнал содержит последовательность импульсов с различной длительностью. Математическая обработка сигнала позволяет определить расход твердого за заданный промежуток времени. В результате статистической обработки значений этого сигнала, зафиксированных в моменты множественных измерений расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата методом «мерной кружки», получен коэффициент корреляции 0,93, возможность использования предлагаемого способа измерения.
В соответствии с общим определением изобретения и с целью оперативного непрерывного бесконтактного измерения расхода твердого в гравитационном концентрате, способ предусматривает: измерение суммарной ширины всех струй пульпы гравитационного концентрата на поверхности сливного порога деки концентрационного стола, вычисление среднего значения этой величины за фиксированный промежуток времени, отнесение вычисленного значения к ширине порога деки концентрационного стола и по полученному результату оценивание расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата по формуле
c
где Q - расход твердого в пульпе гравитационного концентрата, г/мин,
K - коэффициент пропорциональности, учитывающий тип используемого концентрата, наклон деки, другие технические характеристики концентрационного стола,
d
L - контролируемая ширина сливного порога деки концентрационного стола,
k
t - фиксированный интервал времени измерения,
i
k
b - суммарная ширина всех струй пульпы на интервале измерения t.
На практике поток пульпы, пересекающий поверхность деки концентрационного стола, содержит множество отдельных струй пульпы различной ширины.
На рисунке 1 представлена схема реализации способа измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата, где обозначено:
1 - дека концентрационного стола,
2 - генератор лазерного излучения,
3 - светоделительная система,
4 - сливной порог пульпы гравитационного концентрата,
5 - фотоприемник,
6 - электрическая схема обработки сигналов, формируемых фотоприемником,
7 - вычислительное устройство,
8 - регистрирующее устройство,
9 - желоб для приема пульпы гравитационного концентрата
ф1, ф2, ф3 - условное изображение развертки лазерного луча,
ф4, ф5, ф6 - поток излучения отраженный от поверхности пульпы гравитационного концентрата.
Измерение расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата происходит следующим образом. Исходная минеральная пульпа поступает на деку концентрационного стола 1, где происходит гравитационное разделение минералов в зависимости от их плотности. Обладающий большей плотностью золотосодержащий гравитационный концентрат поступает к сливному порогу концентрационного стола, а пустая порода с мелкими частицами золота смывается водой в боковой лоток для дальнейшего извлечения мелких фракций золота методом флотации.
Генератор лазерного излучения 2 направляет световой луч на светоделительную систему 3, которая формирует сканирующий поток светового излучения (ф1, ф2, ф3) и направляет его на сливной порог 4 деки концентрационного стола 1, через который происходит перелив пульпы гравитационного концентрата. Отраженный от поверхности сливаемой пульпы поток излучения (ф4, ф5, ф6) попадает на фотоприемник 5. Выходы фотоприемника соединены с входами электрической схемы обработки сигналов 6. На выходе электрической схемы 6 формируется сигнал, пропорциональный суммарной ширине всех струй потока пульпы гравитационного концентрата. Интегрирование измеренного сигнала и расчет содержания твердого в пульпе гравитационного концентрата производится вычислительным устройством 7 и регистрируется устройством 8.
Отраженный сигнал от струй пульпы, принимаемый фотоприемником 5, имеет вид, представленный на рисунке 2.
Прием и обработка сигнала фотоприемника производится с помощью вычислительного устройства 7, например микроконтроллера типа PIC 16С773, на выходе вычислительного устройства формируется усредненный и отфильтрованный от помех сигнал, пропорциональный расходу твердого в пульпе гравитационного концентрата,.
Проверка эффективности способа измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата и возможность его технической реализации проведена на концентрационном столе СКО-15 обогатительной фабрики Урупского Горно-обогатительного комбината.
В этом производстве на концентрационный стол поступает пульпа из короткоконусных циклонов, где происходит ее разделение на гравитационный концентрат и пульпу флотации.
Сливной порог деки концентрационного стола сканировался лазерным лучом с частотой 8 Гц с разверткой ширины излучения в диапазоне 350-400 мм.
Внешний вид устройства, реализующего способ измерения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата, его установка напротив сливного порога деки концентрационного стола представлен на рисунке 3.
Фрагмент записи показаний расхода твердого регистрирующим устройством 8 в пульпе гравитационного концентрата на сливном пороге деки концентрационного стола, зафиксированный на ЗАО «Урупский ГОК», представлен на рисунке 4.
Управление концентрационным столом велось в ручном режиме. Максимальное увеличение расхода твердого вызвано ступенчатым изменением расхода промывочной воды в ходе активного эксперимента для определения динамических характеристик объекта управления.
Для построения градуировочного графика проведен активный эксперимент с управлением концентрационным столом в ручном режиме. Изменение расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата производили ступенчатым изменением подачи исходной минеральной пульпы и расхода смывочной воды в ходе активного эксперимента.
В контрольных точках производился отбор проб пульпы гравитационного концентрата методом «мерной кружки» для определения расхода твердого и одновременно записывались показания измерительного устройства
Результаты активного эксперимента представлены в Таблице 1.
По данным эксперимента построен градуировочный график, представленный на рисунке 5, на котором по оси ординат отложены значения расхода твердого в пульпе гравитационного концентрата, а по оси абсцисс показания измерительного устройства.
Квадратиками отмечены контрольные точки, полученные путем отбора проб пульпы методом «мерной кружки», с одновременной фиксацией показаний измерительного устройства, реализующего предлагаемый способ измерения.
На градуировочном графике видна практически линейная зависимость значений расхода содержания твердого в пульпе гравитационного концентрата полученных методом «мерной кружки» и показаний измерительного устройства. Технический результат выражается в повышении производительности концентрационного стола и стабильно высоком качестве гравитационного концентрата, что подтверждает эффективность и достоверность предлагаемого способа измерения.
Литература
1. С.И. Полькин "Обогащение руд цветных металлов", г. Москва, изд. "Недра", 1983 г.