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Verfahren zur Regelung einer Anlage zur Gewinnung von Wert-
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stoffen aus Erzen oder anderen Mineralen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Regelung einer Anlage zur Gewinnung von Wertstoffen aus Erzen oder
Mineralen, wobei die Anlage in Hintereinanderschaltung wenigstens eine Einrichtung
zur Erzeugung feiner Teilchen, wie zum Beispiel Läutertrommel, Brecher, Mühle, gegebenenfalls
eine Klassiereinrichtung wie zum Beispiel Zyklon, Schraubenklassierer, Rechenklassierer
und gegebenenfalls zusätzlich Einrichtungen zur Sortierung zum Beispiel nach dem
Prinzip der Schwerkraftaufbereitung und/oder Flotation und/oder Magnetscheidung
oder dergleichen aufweist.
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Erze und Minerale kommen in der Natur in der Regel nur mit unhaltigem
Material (Gangart) mehr oder weniger fein verwachsen vor und müssen vor einer Sortierung
durch Läuterung und/oder Zerkleinerung und/oder Mahlung von dieser Gangart freigelegt
(aufgeschlossen) werden. Meistens schwankt der Verwachsungsgrad, der Wertstoffgehalt
und häufig auch der Mineralbestand des aufzubereitenden Gutes. Diese Schwankungen
beeinflussen in erheblichem Maße das Ergebnis einer Sortierung, welche das aufzubereitende
Gut in wertvollen Wertstoff, wie zum Beispiel Metallerzteilchen, und in wertlosen
Begleitstoff (Gangart) trennen soll. Starke Schwankungen im Wertstoffgehalt werden
im groben Kornbereich vor der Mahlung häufig durch Vergleichmäßigungseinrichtungen
(Mischeinrichtungen) weitgehend eliminiert. Erze und Minerale können aber durchaus
veränderte Verwachsungseigenschaften aufweisen.
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Um das Sortierergebnis dennoch optimal zu halten, muß die Freilegung
der Erz- und/oder Mineralteilchen gesteuert werden. Bisher wird in Aufbereitungsanlagen
das Sortierergebnis bestenfalls durch mehr oder weniger häufig erfolgende chemische
Analysierung kontrolliert. Aufgrund der für die Probenahme, Probenvorbereitung und
Analysierung der Proben benötigten Zeit ist ein Nachsteuern der Anlage mit Zielrichtung
auf ein optimales Sortierergebnis nur mit erheblicher Zeitverschiebung und auch
dann nur bedingt möglich.
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Es versteht sich, daß es bei dieser nicht optimalen Regelung unvermeidlich
ist, daß sehr viel Wertstoff mit der Gangart verloren geht. Ein automatisierter
Betrieb, der den Schwankungen im Rohmaterial Rechnung trägt, war bisher nicht möglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Anlage zur
Gewinnung von Wertstoffen aus Erzen oder Mineralen ein Regelungsverfahren zu schaffen,
durch das gewährleistet ist, daß bei möglichst hohem Durchsatz der Anlage und bei
gewünschter Wertstoffanreicherung möglichst wenig Wertstoff mit der Gangart verloren
geht.
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Diese Aufgabe wird bei einem Regelungsverfahren der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor oder nach der Sortierung die Kornverteilung
wenigstens eines Probenstromes des aufgeschlossenen Gutes und möglichst gleichzeitig
der Wertstoffgehalt mindestens einer und/oder aller
Kornklassen
des gesamten Kornbandes vorzugsweise kontinuierlich gemessen und in Abhängigkeit
von diesen beiden Meßgrößen die Paraiete der Einrichtungen zur Freilegung der Erzteilchen/
Minerale und/oder der Klassierung und/oder der Sortierung vorzugsweise selbsttätig
so reguliert werden, daß das Ausbringen von Wertstoffen aus der Sortierung optimal
bleibt.
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Beim erfindungsgemäßen Regelungsverfahren werden also sowohl die physikalischen
als auch die chemischen Eigenschaften des aufzubereitenden Materialstroms gemessen,
wodurch sich insbesondere Wertstoffgehaltverschiebungen zwischen verschiedenen Kornfraktionen
des Materialstroms feststellen lassen. Beide Meßgrößen werden zur Ansteuerung verschiedener
Stellorgane der Aufbereitungsanlage verwendet. Vorzugsweise werden die beiden Meßgrößen
einem Rechner eingegeben, der die Ausgangsgrößen für die Regeleingriffe errechnet.
Durch die Regeleingriffe wird der Betrieb der Aufbereitungsanlage immer an die schwankenden
Aufgabebedingungen angepaßt, so daß das Ausbringen von Wertstoffen aus der Sortierung
immer optimal ist, das heißt, daß bei einem möglichst hohen Durchsatz der Anlage
immer möglichst wenig Wert stoffe mit der Gangart verloren gehen.
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Der Regeleingriff kann auf die Aufgabemenge auf die Einrichtungen
zur Zerkleinerung und/oder auf die Mahlung und/oder auf die Läuterung, auf die Trübedichte
in der Läutertrommel
und/oder in der Mühle, auf die Drehzahl der
Läutertrommel und/oder der Mühle, auf den Xlassierertrennschnitt und/oder auf die
die Teilchensortierung beeinflussenden Parameter erfolgen. Bei einem trockenen Mahlkreislauf
mit Mühle und Sichter anstelle eines nassen Mahlkreislaufs erfolgt der Regeleingriff
außerdem auch noch auf den Sichter. Die verschiedenen Regeleingriffe haben folgende
Auswirkungen: Wird die Aufgabemenge auf eine Läutertrommel oder auf eine Kohle erhöht,
so wird unter anderem durch Verkürzung der Verweilzeit des aufzuschließenden Gutes
in der Läutertrommel und/oder der Mühle das Gut am Austrag gröber und umgekehrt.
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Wird die Trübedichte in der Läutertrommel und/oder der Mühle erhöht,
dann wird das Austragsgut aufgrund der größeren Verweilzeit in der Läutertrommel
und/oder der Mühle feiner und umgekehrt. Wird die Drehzahl der Läutertrommel und/oder
der Mühle erhöht, wird das Austragsgut feiner und umgekehrt.
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Ist der Klassierer ein Schrauben- oder Rechenklassierer, so wird zur
Veränderung des xiassierertrennschnitts auf die zugegebene Wassermenge und/oder
auf die Geschwindigkeit der Schraube oder des Rechens und/oder auf die Höhe des
Uberlaufwehres eingegriffen. Wird der Trübe mehr Wasser zugegeben, dann wird das
Material im Uberlauf des Schrauben- oder Rechenklassierers gröber und umgekehrt.
Wird die Geschwindigkeit der Schraube oder des Rechens erhöht, wird der Klassiereraustrag
feiner und umgekehrt. Wird die Höhe des berlaufwehres
vergrößert,
wird der Klassiereraustrag feiner und umgekehrt.
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Ist der Klassierer ein Hydrozyklon, kann der Regeleingriff auf den
Druck oder die Dichte der Trübe sowie auf die Eintauchtiefe des Abzugsrohres erfolgen.
Beim Sichter kann der Regeleingriff auf den Druck sowie die Menge der Sichtluft
(Drehzahl des Sichterlaufrads) vorgenommen werden.
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Handelt es sich bei der Sortierung um eine Flotation, so kann der
Regeleingriff auf die Luft- und/oder Flotationsmittelzugabe erfolgen. Handelt es
sich bei der Sortierung um eine Setzmaschine, kann der Regeleingriff auf die Frequenz
des Setzhubes und/oder auf die Drehzahl der Austragswalzen und/ oder auf die Höhe
des Setz-Bettes erfolgen. Handelt es sich bei der Sortierung um einen Magnetscheider,
kann der Regeleingriff auf die Stromstärke und/oder auf die Wasserzugabe und/oder
auf die Drehzahl/Geschwindigkeit der Walzen oder des Transportbandes und/oder auf
die Stellung von Trennblechen erfolgen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird bei sich ändernder
Kornverteilung ein Regeleingriff auf die Parameter der Läuterung und/oder des Mahlkreislaufs
mit Muhle und Klassierer und bei sich änderndem Wertstoffgehalt bzw. bei Wertstoffgehaltsverlagerungen
zwischen verschiedenen Kornklassen ein Regeleingriff auf die Parameter der Sortierung
und/oder der Läuterung und/oder des Mahlkreislaufs vorgenommen.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird beim Ansteigen des
Wertstoffgehalts in der groben Kornfraktion des Kornbandes die Mahlfeinheit im Mahlkreislauf
erhöht und die Leistung der Sortierung verringert. Das Ansteigen des Wertstoffgehaltes
in der groben Kornfraktion ist ein Zeichen dafür, daß die Erze und ?4inerale nicht
ausreichend freigelegt sind, das heißt, daß nach dem Aufschluß der überwiegende
Teil der Teilchen nicht jeweils nur aus Wertmineral oder aus Gangart besteht. In
diesem Fall wird durch Regeleingriffe die Mshlfeinheit erhöht, um die Verwachsungen
der Erze oder Minerale weitgehender zu beseitigen. Steigt dagegen der Wertstoffgehalt
in der feinen Kornfraktion des Kornbandes an, so wird nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung die Feinheit im Aufschluß verringert und die Leistung der Sortierung
erhöht. Ein unnötig feiner Aufschluß, welcher Energieverluste verursachen und die
Trennschärfe der Sortierung beeinträchtigen wUrde, wird damit vermieden.
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Die Korngrößenverteilungsanalyse kann mit Vorteil durch Abtasten des
nach Kornfraktionen aufgefächerten Probenstroms mittels Lichtstrahl oder sonstiger
elektromagnetischer Strahlung durchgefuhrt werden. Auch bei der Wertstoffgehaltsmessung
liegen die einzelnen Kornfraktionen des ganzen Kornbandes vorzugsweise getrennt
vor. Die Wertstoffanalyse wird auf die Messung des etall- bzw. Mineralgehaltes der
Ausgangsstoffe
wie Erz, Minerale oder Kohle gerichtet. Bei der
Aufbereitung von Kohle kann als chemische Analyse zum Beispiel auch der Aschegehalt
der Kohle gemessen werden. Die Wertstoffgehaltsmessung wird durch eine Röntgenfluoreszenzanalyse,
Atomabsorptionsanalyse, Laserstrahlanalyse, Neutronenaktivierungsanalyse, Diffraktometeranalyse
oder durch eine andere geeignete Analyse durchgeführt.
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Die Stellgrößen können so reguliert werden, daß die gemessene Teilchengrößenverteilung
und der gemessene Wertstoffgehalt einem vorgegebenen Sollwert entsprechen.
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Die Erfindung findet Verwendung zum Beispiel bei der Aufbereitung
von Buntmetallerzen, Phosphaterzen, Rohkohle und dergleichen.
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Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung
einer Anlage zur Gewinnung von Metallerzkonzentraten aus Metallerzen ergeben sich
folgende Einsparungsmöglichkeiten: Bei einer Metallerzaufbereitung schwankt in der
Regel der Metallgehalt in den wertlosen Bergen (Gangart), sofern die Anlage nicht
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geregelt ist.
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Angenommen, der Restmetallgehalt in den Bergen schwankt zwischen 0,3
und 0,1 ,, wobei man davon ausgehen kann, daß zu
20 % der Betriebszeit
einer solchen Aufbereitungsanlage der ungünstige Wert des Metallgehaltes in den
Bergen vorliegt, beträgt bei einer Aufbereitungsanlage, die jährlich 150 000 t Metallkonzentrat
produziert, der Verlust an Wertmetall etwa 1000 t/Jahr, was bei einem angenommenen
Wert von 300,-- DM/t Konzentrat einen Verlust von 300 000,-- DM/Jahr bedeutet.
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Dieser Verlust kann durch das erfindungsgemäße Regelungsverfahren
vermieden werden.
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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt eine Anlage zur Gewinnung von Wertstoffen aus
Erzen oder anderen Mineralien, wobei eine Rohrmühle 10 zur Erzeugung feiner Teilchen,
ein Rechenklassierer 11 zur Klassierung der Teilchen und eine aus ftinf Zellen bestehende,
in Draufsicht schematisch dargestellte Flotationsmaschine 12 zur Sortierung der
Teilchen in Wertstoffteilchen 13 und wertlose Bergeteilchen 14 hintereinandergeschaltet
sina. Das zu einer Trübe aufgeschlämmte Aufbereitungsgut wird über Leitung 15 und
Stellorgan 16 der Mühle 10 zugeführt. Das gemahlene Gut wird über Leitung 17 in
den Rechenklassierer 11 eingeleitet und dort bei einer Trenngrenze von beispielsweise
200 zur klassiert. Der Klassierer arbeitet mit der Mühle im Kreislauf in der Weise,
daß die grobe Kornfraktion oberhalb 200 : über Leitung 18 dem Mühlenaufgabegut wieder
zugemischt
wird. Die Mühle 10 ist durch einen Motor 19 angetrieben.
Zur Einstellung der Trübedichte im Mahlkreislauf mündet in die Miihlenaufgabeleitung
15 eine Wasserleitung 20 mit Stellorgan 21.
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Zur Veränderung des Trennschnitts des Rechenklassierers 11 zündet
in den Klassierer eine Wasserleitung 22 mit Stellorgan 23.
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Der Ueberlauf des Klassierers 11 fließt mit der feinen Rornfraktion
über Leitung 24 in die Flotationsmaschine 12, die über Leitung 25 und Stellorgan
26 mit einem Vorratsbehalter 27 für das Flotationsmittel verbunden ist.
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Von der zur r'lotationsmaschine 12 führenden Leitung 24 wird Uber
Leitung 28 ein Probenstrom abgezogen, der zu einer Meßeinrichtung 29 fwhrt, in welcher
die Korngrößenverteilung und im wesentlichen gleichzeitig der Wertstoffgehalt des
in mehrere Kornfraktionen aufgeteilten Kornbandes des Probenstroms kontinuierlich
gemessen wird. Die Meßeinrichtung 29 umfaßt also einen Korngrößenverteilungsanalysator
zur Durch führung der physikalischen Analyse und zum Beispiel einen Röntgenfluoreszenzanalysator
zur Durchführung der chemischen Analyse. Diese beiden Meßgrößen werden zu einer
Regeleinrichtung 30 geleitet, die vorzugsweise einen Rechner enthält, der Ausgangsgrößen
für Regeleingriffe errechnet. In der Zeichnung sind fünf Regeleingriffe angezeigt,
nämlich auf das Stellorgan 16 zur Regulierung der Mühlenaufgabemenge, auf das Stellorgan
21 zur Regulierung der Trübedichte im Mahlkreislauf, auf den Motor 19 zur Regulierung
der Miihrendrehzahl
auf das Stellorgan 23 zur Regulierung des Rlassierertrennschnitts
und schließlich auf das Stellorgan 26 zur Regulierung der Flotationsmittelzugabe
zur Flotationsmaschine 12.
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Durch das erfindungsgemäße selbsttätige Regelungsverfahren wird die
in der Zeichnung dargestellte Anlage immer so reguliert, daß das Ausbringen von
Wertstoff aus der Sortiermaschine 12 immer optimal ist, auch wenn die Kornverteilung
und der Verwachsungsgrad und der Wertstoffgehalt schwanken. Nachfolgend werden zwei
Beispiele angegeben, bei denen das erfindungsgemäße Regelungsverfahren mit besonderem
Vorteil wirksam wird: a) In einer Buntmetall-Erzaufbereitung erfordert der normale
Verwachsungsgrad des Erzes zum Beispiel eine Aufmahlung auf feiner 200 Fm. Da sehr
häufig die Gangart wesentlich härter als der eigentliche Wertstoffträger ist, ergibt
sich in solchen Fällen, daß die grobe Kornfraktion von zum Beispiel 150 bis 200
Fm zum großen Teil wertstoff-frei ist.
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Vorausgesetzt wird, daß der Wertstoffgehalt des Aufgabeerzes nur
geringfügig schwankt bzw. durch VergleichmäBigungseinrichtungen vor der Mahlung
in gewissen Grenzen gehalten wird.
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Steigt nun der Wertstoffgehalt in der groben Kornfraktion von zum
Beispiel 150 bis 200 tum des gesamten Kornbandes von O bis 200 zur an, das heißt,
wenn sich der Wertstoffgehalt mehr auf diese grobe Kornfraktion verlagert, so wird
dies von der Meßeinrichtung 29 sofort gemessen und an die Regeleinrichtung 30 weitergegeben.
Dies ist in diesem Beispiel ein Indiz für einen unzureichenden Aufschluß, das heißt,
es muß feiner aufgemahlen werden. Dann wird durch die erfindungsgemäße selbsttätige
Regelung die Mahlfeinheit im Mahlkreislauf erhöht in der Weise, daß durch einen
Regeleingriff zum Beispiel auf das Stellorgan 16 die Mühlenaufgabemenge verringert
und/oder durch einen Regeleingriff auf das Stellorgan 21 die Trübedichte in der
Mühle verringert und/oder durch einen Regeleingriff auf das Stellorgan 23 die Trübedichte
im Klassierer erhöht und durch einen Regeleingriff auf das Stellorgan 26 die Flotationsmittelzugabe
verändert wird und somit die Sortiermaschine 12 den veränderten Bedingungen angepaßt
wird.
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b) Im gleichen Beispiel enthält beim normalen Verwachsungsgrad des
Erzes die Feinstfraktion von zum Beispiel feiner 40 zur einen bestimmten Wertstoffgehalt.
Unter der Voraussetzung, daß das Aufgabeerz durch VergleichmäBigungseinrichtungen
nur gering im Wertstoffgehalt schwankt und der Wertstoffgehalt in der feinsten Kornfraktion
von zum
Beispiel feiner 40 Fm des gesamten Kornbandes von 0 bis
200 zur ansteigt, das heißt, wenn sich der Wertstoffgehalt mehr auf die feinste
Kornfraktion verlagert, so ist dies ein Indiz für eine zu feine Aufmahlung. In diesem
Falle wird durch das erfindungsgemäße Regelungsverfahren die Mahlfeinheit im Mahlkreislauf
verringert in der Weise, daß durch einen Regeleingriff zum Beispiel auf das Stellorgan
16 die Milhlenaufgabemenge vergrößert und/oder durch einen Regeleingriff auf das
Stellorgan 21 die Trübedichte in der Mühle erhöht und/oder durch einen Regeleingriff
auf das Stellorgan 23 die Trübedichte im Klassierer verringert und durch einen Regeleingriff
auf das Stellorgan 26 die Flotationsmittelzugabe verändert wird und somit die Sortiermaschine
12 den veränderten Bedingungen angepaßt wird.
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Der Klassierer 11 kann auch wegfallen, wenn die Mühle in der Lage
ist, ein Mahlprodukt mit Flotationsfeinheit, das heißt zum Beispiel mit einem Kornband
feiner 200 um (zum Beispiel bei Buntmetallerzen) zu liefern.
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Anstelle der Mühle 10 kann jede andere geeignete Zerkleinerungseinrichtung
stehen, anstelle der Flotationsmaschine 12 jede andere geeignete Sortiermaschine
in Frage kommen.
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Insgesamt ist durch das erfindungsgemäße Regelungsverfahren gewährleistet,
daß bei möglichst hohem Durchsatz der Aufbereitungsanlage möglichst wenig Wertstoff
mit der Gangart verloren geht.