Спосіб управління процесом класифікації в гідроциклонах

Реферат: Спосіб управління процесом класифікації в гідроциклонах включає регулювання щільності пульпи, подачу пульпи під тиском в гідроциклон, регулювання гранулометричного складу зливу гідроциклона. З визначеною дискретністю за допомогою ультразвукової коливальної системи на пульпу впливають високоенергетичним ультразвуком резонансною частотою 20-24 кГц та введеною акустичною енергією 50-100 Вт, під ультразвуковим тиском частки твердої фази просторово перерозподіляють в контрольованому об'ємі, в залежності від крупності та щільності, одночасно в каналі контролю крім загальних параметрів пульпи вимірюють величини загасання ультразвукового сигналу частотою 0,1-5МГц малої потужності. UA 93946 U (54) СПОСІБ УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСОМ КЛАСИФІКАЦІЇ В ГІДРОЦИКЛОНАХ UA 93946 U UA 93946 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до управління процесом відцентрової гідравлічної класифікації в гідроциклонах і може бути використана при розробці та впровадженні автоматизованих систем керування технологічними процесами класифікації на збагачувальних фабриках кольорової та чорної металургії, хімічної промисловості. Ефективність процесу класифікації залежить від фізико-хімічних та мінералогічних властивостей, багатофазною суспензією якою є пульпа. Гранулометричний склад пульпи є однією з найбільш важливих характеристик, для інформаційного забезпечення процесу гідравлічної класифікації за крупністю та його ефективності. Робота гідроциклонів характеризується ефективністю розділу суспензій, по параметру крупності часток її твердої фази. Відомий спосіб управління процесом гідравлічної класифікації в гідроциклонах, працюючих у замкненому циклі помолу-класифікації, який включає помел, відповідну технологічним вимогам підготовку пульпи по критерію щільності регулюванням співвідношення твердої та рідкої фаз пульпи за допомогою технологічної води, подачу пульпи під тиском, за допомогою піскового насоса, на вхід гідроциклона. При тангенціальному введенні виникає вплив відцентрових сил на багатофазну структуру пульпи та відбувається певний просторовий перерозподіл часток твердої фази по крупності, з подальшим розділення пульпи на два потоки. Для отримання якісного продукту при стохастичних змінах властивостей пульпи, змінах стану обладнання тощо, впроваджують засоби управління гідроциклоном. При здійсненні впливу на регульовану піскову насадку в залежності від щільності продукту[3убков А. и др. Автоматизация процессов обогащения руд цветных металлов. - М.: Недра, 1967, с.112-1 13.], отримують кондиційний, по параметру крупності, продукт на виході зливу гідроциклона, та некондиційний продукт на виході пісків гідроциклона, які повертаються на домелення замикаючи цикл. Недоліком цього способу є відсутність однозначної залежності між щільністю і крупністю, тому має місце недостатньо точний поділ за крупністю. Відомий спосіб керування процесом класифікації в гідроциклонах [патент РФ № 2430788 Опубликовано: 10.10.2011 Бюл. № 28] має два ступені регулювання - подачею технологічної води в зумпф, та зміною положення зливного патрубка. Умови розподілу матеріалу змінюють шляхом переміщення у вертикальній площині розвантажувального кінця зливного патрубка гідроциклона. Недоліком цього способу є нечутливість до змін гранулометричного складу пульпи на вході в гідроциклон та ускладнення конструкції появою рухомих деталей і додаткового привода. В результаті, одержаний при регулюванні згідно з відомим способом результат класифікації не забезпечує отримання найкращих технологічних показників, при швидкоплинних змінах властивостей пульпи на вході гідроциклона. Задачею корисної моделі є удосконалення способу формування регулюючого впливу на основі функції розподілу часток твердої фази пульпи за розмірами дід дією високоенергетичного ультразвуку, враховуючи певну аналогію поведінки часток твердої фази в полі високоенергетичного ультразвуку, з аналогічною поведінкою цих часток під дією комплекса сил діючих в полі відцентрових сил гідроциклона. Технічним результатом є удосконалення способу формування гранулометричного складу зливу гідроциклона, за рахунок використання динамічних ефектів високоенергетичного ультразвуку, що дозволить підвищити ефективність класифікації, якісні та кількісні показники циклу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у способі управління процесом гідравлічної класифікації в гідроциклонах, працюючих у замкненому циклі помолу-класифікації, який включає помел, відповідну технологічним вимогам, підготовку пульпи по критерію щільності, подачу пульпи під тиском в гідроциклон, і саму відцентрову гідравлічну класифікацію. Згідно з корисною моделлю у системі поточного контролю вхідних параметрів пульпи з визначеною дискретністю за допомогою ультразвукової коливальної системи на пульпу впливають високоенергетичним ультразвуком резонансною частотою 20-24 кГц та введеною акустичною енергією 50-100 Вт. Під ультразвуковим тиском частки твердої фази просторово перерозподіляють в контрольованому об'ємі, в залежності від крупності та щільності, при чому важливим є певна аналогія такого просторового перерозподілу з подібним перерозподілом під дією комплексу сил в полі відцентрових сил гідроциклона. Одночасно в каналі контролю, крім загальних параметрів пульпи, вимірюються величини загасання ультразвукового сигналу частотою 0,1-5МГц малої потужності, в моменти впливу високоенергетичного ультразвуку, та в моменти відсутності такого впливу. На основі співвідношення цих величин загасання визначають елементи функції розподілу часток по крупності обчислюють інтенсивність ультразвукового впливу, для пульпи з конкретними властивостями, при якій можливим стає 1 UA 93946 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 такий просторовий перерозподіл часток заданого класу крупності, який за визначеною аналогією буде достатній для потрапляння цих та менших часток у злив гідроциклона. При цьому формують, з урахуванням параметрів конкретного гідроциклона, адекватний, до обрахованої інтенсивності, вплив на частотно-регульований привід піскового насоса, в кожний поточний момент часу. Таким чином регулюють тиск подачі пульпи в гідроциклон та гранулометричний склад кінцевого продукту класифікації. По суті ще до початку самої класифікації визначають характер майбутнього перерозподілу часток твердої фази пульпи в гідроциклоні, обраховують та формують необхідний прогнозуючий вплив, повсякчасно корегуючи гранулометричний склад вихідного продукту в залежності від змін поточних властивостей пульпи на вході. На рисунку представлена структурна схема реалізації способу управління процесом гідравлічної класифікації в гідроциклонах, працюючих у замкненому циклі помолу-класифікації, згідно з заявленою корисною моделлю. Суть способу полягає в наступному. Помелена руда (1) потрапляє в зумпф (2), де на основі даних про загальні параметри пульпи формується регулюючий вплив, мета якого підтримання технологічно обумовлених параметрів коливання щільності пульпи, додаванням технологічної води в зумпф та, (або) у трубопровід гідроциклона, далі пульпа потрапляє в пісковий насос гідроциклона (3), який формує відповідний тиск пульпи на вході гідроциклона з урахуванням інформації від ультразвукових засобів впливу та контролю. Ультразвукові засоби контролю (4), (8), оснащені ультразвуковими коливальними системами (УЗКС), за допомогою яких з визначеною дискретністю проводиться ультразвуковий високоенергетичний вплив на потік пульпи резонансною частотою 20-100 кГц та величиною введеної акустичної енергії 50-100 Вт, тому як значення частоти від 20кГц до 100 кГц вибирається на основі максимальної чуттєвості сигналу до щільності та крупності часток твердої фази, величина акустичної енергії до 50 Вт недостатня для приведення в рух самих крупних та інерційних часток, а вища 100 Вт економічно не доцільна. Одночасно у зондуючому каналі проводять ультразвуковий контроль ряду параметрів на частотах 0,1-5 МГц малої потужності, тому як сигнал нижчий 0,1 МГц не дають стійкого ефекту вимірів за малої потужності, а вищий 5 МГц за довжиною хвилі наближається до розміру часток і швидко загасає. Проводячи вищезазначений контроль як в момент застосування високоенергетичного ультразвукового впливу, так і в момент відсутності такого впливу, вимірюють, поміж інших, величини загасання ультразвукового сигналу в моменти впливу високоенергетичного ультразвуку, та в моменти відсутності такого впливу. На основі співвідношення цих сигналів формується функція розподілення твердих часток в залежності від щільності та крупності, яка характеризує не тільки гранулометричний склад суспензії, а і за певною аналогією прогнозує майбутню поведінку часток твердої фази після подачі пульпи в гідроциклон. Тобто визначає вихідні параметри класифікації ще до потрапляння пульпи безпосередньо в гідроциклон, що дає можливість проводити прогнозуюче регулювання тиску пульпи на вході гідроциклона, відповідно до текучих змін властивостей пульпи, та в режимі реального часу регулювати гранулометричний склад вихідного продукту. У самому процесі роботи гідроциклона(4), після вищенаведеного регулювання, відбувається фізичне розділення пульпи на два потоки за розмірами часток твердої фази. Некондиційні частки крупністю більше або рівною заданого граничного зерна потрапляють в піски (9) та вертаються на початок циклу як циркулююче завантаження у млин, тим самим замикаючи цикл. Кондиційні частки крупністю менше або рівною граничного зерна потрапляють в злив, формуючи вихідний продукт циклу помолу-класифікації (10). Інформація з ультразвукових засобів, яка обробляється в блоці (5) дає можливість прогнозу, корекції, ідентифікації невимірюваних параметрів для параметризації моделі процесу класифікації, і є базою для формування регулюючого впливу. Крім того отримана інформація про гранулометричний склад пісків гідроциклона може використовуватись у системах управління млином, а інформація про параметри зливу може бути основою для попереднього налаштування параметрів збагачувальних апаратів (11). Таким чином, запропонований спосіб управління, процесом гідравлічної класифікації в гідроциклонах, працюючих у замкненому циклі помолу-класифікації, оснований на ефекті просторового перерозподілу часток твердої фази в полі високоенергетичного ультразвуку, який за своєю аналогією подібний ефекту просторового перерозподілу цих часток під впливом комплекса сил, діючих в полі відцентрових сил гідроциклона, дозволяє отримувати, достатньо точну та актуальну інформацію про складний динамічний об'єкт, реалізовувати ефективне управління, формувати високі якісні та кількісні показники, залучати отриману інформацію в системи керування суміжними по технологічному ланцюгу процесами, підвищити енергоефективність циклу помолу-класифікіції. 2 UA 93946 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб управління процесом класифікації в гідроциклонах, що включає регулювання щільності пульпи, подачу пульпи під тиском в гідроциклон, регулювання гранулометричного складу зливу гідроциклона, який відрізняється тим, що з визначеною дискретністю за допомогою ультразвукової коливальної системи на пульпу впливають високоенергетичним ультразвуком резонансною частотою 20-24 кГц та введеною акустичною енергією 50-100 Вт, під ультразвуковим тиском частки твердої фази просторово перерозподіляють в контрольованому об'ємі, в залежності від крупності та щільності, одночасно в каналі контролю крім загальних параметрів пульпи вимірюють величини загасання ультразвукового сигналу частотою 0,1-5 МГц малої потужності, в моменти впливу високоенергетичного ультразвуку та в моменти відсутності такого впливу, на основі співвідношення цих величин загасання вираховують інтенсивність ультразвукового впливу, при якій можливим стає певний просторовий перерозподіл часток заданого класу крупності, при цьому формують відповідний вплив на частотно-регульований привід піскового насоса, при цьому формують вплив на частотно-регульований привід піскового насоса, при цьому регулюють тиск подачі пульпи в гідроциклон, при цьому регулюють гранулометричний склад продукту класифікації. 3 UA 93946 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4