DE4031258A1 - Einrichtung zur automatischen regelung der abtrennung des schaumkonzentrats vom tauben gestein in einem flotationsapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung ei­ nes mineralischen Stoffes mit Hilfe einer Flotation von festen Teilchen einer Wertstoffkomponente des minera­ lischen Stoffes und betrifft insbesondere eine Einrich­ tung zur automatischen Regelung des Vorganges der Ab­ trennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat.

Die Erfindung kann in der Schwarz- und Buntmetallur­ gie, Kohlenindustrie und Diamantförderung bei der Flotation von Bodenschätzen angewendet werden, in denen die Wertstoffkomponente des mineralischen Stoffes in Form sowohl von recht fei­ nen als auch von groben Einsprengungen mit hydrophoben Eigenschaften enthalten ist.

In den bekannten Flotationsapparaten beruht der Vor­ gang der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein entweder auf einer Schaumflotation, bei der das Aufgabegut eine Feinfraktionen des aufzubereitenden Stoffes enthaltende Trübe darstellt, oder auf der Schaumflotation in Verbindung mit einer Schaumabschei­ dung, bei der das Aufgabegut außer den Feinfraktionen des aufzubereitenden Stoffes auch noch eine der Schaum­ schicht zugeführte Grobfraktion enthält. Die Schaumflo­ tation und die Kombination der Schaumflotation mit der Schaumabscheidung werden dadurch gekennzeichnet, daß es notwendig ist, die vorgegebene Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates bezüglich seines Wehres aufrechtzuerhalten und damit die Trübe-Schaum-Grenze auf dem Sollpegel sowie die Schaumschichtdicke konstant zu halten; ein eingestelltes Verhältnis zwischen der wäßrigen und Gasphase in der in die Zelle des Flotati­ onsapparates einströmenden Trübe zu sichern, durch wel­ ches im wesentlichen die Trübedichte und -höhe in der Zelle bestimmt werden; eine optimale Konzentration in der belüfteten Trübe des Schaummittels einzuhalten, welches sowohl mit dem Umlaufwasser als auch unmittel­ bar mit dem Aufgabegut kommt, was die Größe, die Verteilung und die Aufstiegsgeschwindigkeit der Luftblasen und folglich auch die Dichte der belüfteten Trübe bestimmt; eine optimale Geschwindigkeit der Förderung des Aufgabegu­ tes in das Volumen der belüfteten Trübe in der Zelle des Flotationsapparates zu gewährleisten, deren Änderung die Hydrodynamik der Ströme stört; das taube Gestein aus der Zelle unter minimalen Verlusten der wäßrigen Phase der Trübe auszutragen; die vorgegebene Trübehöhe und -dich­ te im Zellenvolumen schnell wiederherzustellen.

Die Änderung der Trübehöhe und folglich auch der Schaumschicht sowie des Verhältnisses zwischen der fes­ ten, wäßrigen und der Gasphase der Trübe wird einmal durch Schwankungen der Menge des Feststoffes und des Wassers im Zellenvolumen des Flotationsapparates, zum anderen durch Schwankungen der Verluste der flüssigen Phase beim Austrag des tauben Gesteines wegen der Än­ derung der Menge des Feststoffes und des Vorhandenseins von Grobfraktionen und Schwergut darin bedingt. Die Änderung der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsap­ parates wird auch durch Änderung der Trübedichte auf Grund von Schwankungen der Konzentration des Schaummittels in der Trübe bedingt.

Die Änderung der Geschwindigkeit der Förderung der Trübe in die Zelle des Flotationsapparates ist auf die Änderung des Verhältnisses zwischen dem Feststoff und Wasser in der Trübe zurückzuführen. Die den Flotati­ onsvorgang beeinflussende Störwirkungen sind also eine Änderung der Menge der Feststoff- und der flüssi­ gen Phase der der Zelle des Flotationsapparates zugelei­ teten Trübe, eine Änderung der Menge der bei der Aus­ tragung des tauben Gesteines wegen einer Änderung des Gehalts der groben und schweren Fraktion im tauben Ge­ stein verlorengehenden flüssigen Phase, eine Änderung der Konzentration des Schaummittels in dem in die Zelle einströmenden Umlaufwasser, die zu einer Änderung des Verhältnisses der flüssigen zur Gasphase in der Trübe und also auch zu einer Änderung der Trübehöhe und -dichte in der Zelle des Flotationsapparates führt.

Ausgehend vom oben Gesagten besteht zur Zeit das Problem der Regelgüte der Vorgänge der Schaumflotation und der Schaumflotation in Verbindung mit der Schaum­ abscheidung, das durch eine gemeinsame Regelung mehre­ rer Parameter bedingt ist. Besonders akut ist dieses Problem bei Verwendung von Flotationsapparaten großer Leistung wegen der großen Trägheit einer derar­ tige Flotationsapparate umfassenden Flotationsanlage und des Vorhandenseins verschiedener starker Störwir­ kungen.

Das genannte Problem ist z. T. durch eine Einrich­ tung zur automatischen Regelung des Vorganges der Ab­ trennung des Schaumkonzentrates vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat (G. M. Kovin e.a. "Sistemy av­ tomaticheskogo kontrolya i upravlenia tekhnologiches­ kimi prozessami flotatsionnykh ustanovok" (Systeme zur automatischen Kontrolle und Steuerung technologi­ scher Prozesse in Flotationsanlagen"), 1981, Verlag "Nedra" (Moskau), S. 69 bis 73) gelöst, die eine Meß­ schaltung für die Trübehöhe enthält, in der ein in der Zelle des Flotationsapparates angeordnetes Druck­ luftmischrohr mit einem Druckgeber und einem Luft­ durchflußmengenregler verbunden ist. Der Ausgang des Druckgebers ist an einen Trübehöhenregistrierer und den Eingang einer Regelschaltung für die Geschwindig­ keit des Auftrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates angeschlossen, deren Ausgang mit dem Antrieb eines Regelschiebers verbunden ist, der an einem Stutzen zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates angeordnet ist. Die Einrichtung enthält auch eine Regelschaltung für die Durchflußmenge des Schaummittels, in der die Durch­ flußregelung des Schaummittels proportional zur Durch­ flußmenge des aus der Zelle in Form der Trübe ausgetra­ genen tauben Gesteines ist.

Die genannte Einrichtung zur automatischen Regelung gewährleistet deshalb nicht die erforderliche Regelgüte, weil bei der Messung der Trübehöhe in der Zelle des Flo­ tationsapparates der durch eine Änderung der Trübedich­ te eingebrachte Meßfehler nicht berücksichtigt wird.

Die Dosierung der Schaummittel-Durchflußmenge nach dem Durchsatz des tauben Gesteines in Form der Trübe ist beim Fehlen einer Überwachung der Trübedichte sehr angenähert und führt zu einer Störung der Vorgänge der Schaumbildung und der Hydrodynamik im Zellenvolumen wegen beträchtlicher Schwankungen der Trübedichte, wo­ durch der Vorgang der Stabilisierung der Trübehöhe ge­ hemmt wird. Darüber hinaus wird durch das Fehlen solch einer Regeleinwirkung wie die Stabilisierung der Durch­ flußmenge des Wassers mit dem Schaummittel im Flotati­ onsvorgang die Stabilisierung der Trübedichte erschwert.

Die genannte automatische Regeleinrichtung gewähr­ leistet nicht die erforderliche Regelgüte, insbesondere in den Flotationsapparaten großer Leistung, in denen neben einer großen Trägheit der derartige Flotationsapparate enthaltenden Flotationsanlagen starke Störwirkungen auftreten.

Das genannte Problem ist z. T. durch eine Einrich­ tung zur automatischen Regelung des Vorganges der Ab­ trennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat (GB, A, 21 80 779) gelöst, die einen Meßkanal für die Trübehöhe und -dichte in der Zelle des Flotationsapparates enthält, in dem zwei auf verschiedenen Höhen in der Trübe in der Zelle des Flotationsapparates angeordnete Druckluftmischrohre mit Luftdurchflußreglern und einem Druckdifferenzgeber verbunden sind, der an den Eingang eines Kanals zur Regelung der Durchflußmenge eines in die Zelle des Flotationsapparates einströmenden Schaummittels und an einen Informationseingang eines Korrekturgliedes für den Wert der Trübehöhe angeschlossen ist, an dessen anderen Informationseingang ein mit einem der Druck­ luftmischrohre kommunizierender Druckgeber und dessen Ausgang an den Eingang eines Kanals zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates gelegt ist, bei dem die Regelschaltung für die Geschwin­ digkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates mit dem Antrieb eines Regelventils zum Austrag des tauben Gesteines verbunden ist, das an einem Stutzen zum Austrag des tauben Gestei­ nes aus der Zelle des Flotationsapparates angeordnet ist.

Die genannte automatische Regeleinrichtung sichert ebenso wie die oben beschriebene nicht die erforderliche Regelgüte. Dies ist dadurch bedingt, daß die Stabili­ sierung der Trübehöhe durch bloße Änderung der Geschwin­ digkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates ineffektiv ist, insbesondere bei Benutzung von Flotationsapparaten großer Leistung, we­ gen der großen Trägheit der den Flotationsapparat ein­ schließenden Flotationsanlage, des Vorhandenseins star­ ker Störwirkungen und einer unzureichenden Stärke der für eine rasche Wiederherstellung der Trübehöhe auf den Sollwert erforderlichen Regelwirkung. Die einfache Vergrößerung des Verstärkungsfaktors des Kanals zur Stabilisierung der Trübehöhe führt aber bei großen Störwirkungen zu einer Aufschaukelung des Systems, großen Überregelungen und einer Vergrößerung der Regel­ zeit und folglich auch zu einer Verschlechterung der Regelgüte. Die Anwendung eines leistungsfähigeren Regelventils zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates großer Leistung zieht eine Vergrößerung seiner eigenen Trägheit und folglich auch eine Vergrößerung der Trägheit der Flotationsan­ lage, die so den Flotationsapparat wie auch die Auto­ matisierungsmittel umfaßt, und eine Verschlechterung der Kennwerte der Regelgüte nach sich.

In der genannten automatischen Regeleinrichtung wird zur Änderung der Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates ein Regelventil mit einer nichtlinearen Durchflußkenn­ linie benutzt, was keine gewünschte Regelgüte sichert. Das genannte Regelventil stellt keinen maximal freien Auslaß des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotati­ onsapparates bei minimalen Verlusten der flüssigen Phase der Trübe sicher, was gleichfalls eine Störwir­ kung hinsichtlich der Trübehöhe in der Flotationsappa­ rates einbringt. Die vertikale Anordnung des genannten Regelventils (die horizontale Anordnung des Sattels eines Sperrorgans) kann zu teilweisen oder vollständi­ gen Verstopfungen des Stutzens zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates bei der Flotation eines eine große Menge grober und schwerer Fraktionen enthaltenden Erzes und also auch zu einer Verringerung (Änderung) der Geschwindigkeit des Aus­ trages des tauben Gesteines und zum Wirksamwerden zu­ sätzlicher Störwirkungen hinsichtlich der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates führen, was glei­ chfalls die Regelgüte verschlechtert.

Der Flotationsapparat arbeitet mit einem Umlauf­ wasser, in dem die Restkonzentration des Schaummittels 70 bis 80% der Arbeitskonzentration ausmacht und des­ sen Durchflußmenge samt dem in die Zelle des Flotati­ onsapparates geleiteten Aufgabegut sowie dessen Verlus­ te beim Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates sich ändern. Dies führt zu einer Änderung der Trübehöhe und -dichte sowie der Hydrody­ namik der Trübeströme in der Zelle des Flotationsappa­ rates. Die Aufrechterhaltung der Arbeitskonzentration des Schaummittels in der in der Zelle des Flotations­ apparates befindlichen Trübe durch bloße Änderung der zusätzlichen Förderung des Schaummittels in das Zellen­ volumen des Flotationsapparates, ohne die Durchflußmen­ ge des Wassers mit dem Schaummittel zu stabilisieren, sichert also einerseits keine ausreichende Stabilisie­ rung des Verhältnisses der Volumina von Wasser und Luft im Volumen der belüfteten Trübe und folglich auch der Trübedichte und -höhe und andererseits keine sta­ bile Geschwindigkeit der Förderung des Aufgabegutes in das Zellenvolumen des Flotationsapparates und also auch keine stabile Hydrodynamik der Trübeströme in der Zelle des Flotationsapparates.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ richtung zur automatischen Regelung der Abtrennung des Schaumkonzentrates vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat zu schaffen, mit der eine Erhöhung der Regelgüte beim Abtrennvorgang und als Folge dessen eine Verbesserung des Wertstoffausbrin­ gens durch das Schaumkonzentrat und eine Verringerung seiner Verunreinigung durch das taube Gestein erzielt werden.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Einrichtung zur automatischen Regelung der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Ge­ stein in einem Flotationsapparat, die einen Meßkanal für die Trübehöhe und -dichte in der Zelle des Flota­ tionsapparates enthält, im dem zwei auf verschiedenen Höhen in der Trübe in der Zelle des Flotationsapparates angeordnete Druckluftmischrohre mit Luftdurchflußreg­ lern und einem Druckdifferenzgeber verbunden sind, der an den Eingang eines Kanals zur Regelung der Durchfluß­ menge eines in die Zelle des Flotationsapparates ein­ strömenden Schaummittels und an einen Informationsein­ gang eines Korrekturgliedes für den Wert der Trübe­ höhe angeschlossen ist, an dessen anderen Informations­ eingang ein mit einem der Druckluftmischrohre kommuni­ zierender Druckgeber und dessen Ausgang an den Eingang eines Kanals zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates gelegt ist, bei dem die Regelschaltung für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsappa­ rates mit dem Antrieb eines Regelventils zum Austrag des tauben Gesteines verbunden ist, das an einem Stut­ zen zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates angeordnet ist, gemäß der Erfin­ dung der Kanal zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates zusätzlich eine Regel­ schaltung für die Durchflußmenge des in die Zelle ein­ strömenden Wassers mit dem Schaummittel enthält, an deren Eingang ein Signal eintrifft, das einem korrigier­ ten Wert der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsap­ parates entspricht, und in einer Rohrleitung für die Förderung des Wassers mit dem Schaummittel in die Zel­ le des Flotationsapparates angeordnet ein mit dem Aus­ gang der Regelschaltung für die Durchflußmenge des in die Zelle einströmenden Wassers samt dem Schaummittel verbundenes Regelventil und ein Durchflußgeber für das Wasser mit dem Schaummittel zur Verfügung stehen, dessen Ausgang an den Eingang der Regelschaltung für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates angeschlossen ist, die am Ausgang ein Steuersignal bei einer Abweichung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel vom Sollsignal erzeugt.

Es ist zweckmäßig, daß in der erfindungsgemäßen automatischen Regeleinrichtung die Regelschaltung für die Durchflußmenge des in die Zelle einströmenden Wassers mit dem Schaummittel einen Trübehöhenstands­ geber, eine mit einem Eingang an dessen Ausgang gelegte Vergleichsschaltung zum Vergleich des korrigierten Wer­ tes der Trübehöhe mit dem Sollwert und einen Durchfluß­ regler für das Wasser mit dem Schaummittel, dessen Ein­ gang an den Ausgang der Vergleichsschaltung zum Ver­ gleich des korrigierten Wertes der Trübehöhe mit dem Sollwert angeschlossen ist, enthält.

Vorteilhaft ist, daß in der erfindungsgemäßen auto­ matischen Regeleinrichtung in dem Regelventil zum Aus­ trag des tauben Gesteines, das einen zylindrischen Kör­ per mit einer Auslaßöffnung enthält, an dessen einer Stirnfläche ein Flansch zur Verbindung mit dem Stutzen zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates ausgeführt ist und in dem ein Sat­ tel und ein mit einer Stange zur Verbindung mit dem An­ trieb des Regelventils zum Austrag des tauben Gesteines versehenes Sperrorgan angeordnet sind, der zylindrische Körper horizontal liegt, die Auslaßöffnung in dessen unterem Teil ausgeführt ist und das Sperrorgan einen zylindrischen Abschnitt und einen an diesen anschließen­ den und dem Sattel zugewandten Abschnitt in Form eines parabolischen Kegels aufweist, wobei dessen Achse zur Achse der Bohrung im Sattel zum oberen Teil des zy­ lindrischen Körpers hin versetzt ist.

Es ist günstig, wenn in der erfindungsgemäßen auto­ matischen Regeleinrichtung die Querschnittsfläche des zylindrischen Abschnitts des Sperrorgans aus der Bezie­ hung

S = (1 - k) · S_n

ermittelt wird, worin

S die Querschnittsfläche des zylindrischen Abschnitts,
S_n die Fläche der Bohrung im Sattel,
k den Proportionalitätsfaktor, der gleich dem Verhältnis des Minimalwertes der Belastung des Flotationsapparates zum Maximalwert ist,

bedeuten, während die Länge des Abschnitts in Form des parabolischen Kegels dem Hub des Antriebs des Regel­ ventils zum Austrag des tauben Gesteines gleich ist.

Es ist vorteilhaft, daß in der erfindungsgemäßen automatischen Regeleinrichtung die Versetzung der Achse des Sperrorgans bezüglich der Achse der Boh­ rung im Sattel gleich der Differenz der Radien des zylindrischen Abschnitts des Sperrorgans und der Boh­ rung im Sattel ist.

Es ist sinnvoll, das Sperrorgan des Regelventils zum Austrag des tauben Gesteines in der erfindungsgemäßen automatischen Regeleinrichtung mit einem Abweiser für die Trübe zu versehen, der an die Stirnfläche sei­ nes zylindrischen Abschnitts angeordnet ist.

Zweckmäßig ist es auch, den Abweiser für die Trübe in der erfindungsgemäßen automatischen Regeleinrich­ tung in Form einer Scheibe mit einer Ringnut in der Seitenfläche auszuführen.

In der erfindungsgemäßen Einrichtung enthält der Kanal zur Stabilisierung der Trübehöhe außer der Regel­ schaltung für die Geschwindigkeit des Austrages des tau­ ben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates ei­ ne Regelschaltung für das in die Zelle einströmende Wasser mit dem Schaummittel, mit deren Hilfe eine zu­ sätzliche Regelwirkung - eine Änderung der Durchfluß­ menge des Wassers mit dem Schaummittel und eine an­ schließende Stabilisierung dieser Durchflußmenge er­ reicht werden.

Die Änderung der Durchflußmenge des in das Zellen­ volumen geleiteten Wassers mit dem Schaummittel tritt als zweite Regelwirkung auf, die die mit der Änderung der Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates verbundene Regel­ wirkung verstärkt, und zielt auf die Erreichung einer schnelleren Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle ab. Hierbei nimmt die Höchstabweichung der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates vom Sollwert so­ wie die Regelzeit für die Trübehöhe vom Augenblick der Entstehung der Abweichung bis zu dem Augenblick der Erreichung des Sollwertes durch die Höhe ab.

Die auf die Änderung der Durchflußmenge des in die Zelle des Flotationsapparates einströmenden Wassers mit dem Schaummittel folgende Stabilisierung der genannten Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel zielt so auf die Stabilisierung der Geschwindigkeit der För­ derung des Aufgabegutes in das Volumen der belüfteten Trübe in der Zelle des Flotationsapparates und also auf die Stabilisierung der Hydrodynamik der Trübeströme in der Zelle des Flotationsapparates wie auch auf die Stabilisierung des Verhältnisses der Volumina von Was­ ser und Luft und also der Trübedichte und -höhe in der Zelle des Flotationsapparates ab.

Die Stabilisierung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel verbessert in Kombination mit der Regelwirkung des Kanals zur Regelung der Durchflußmenge des Schaummittels die Güte der Stabilisierung der Trübe­ dichte im Zellenvolumen des Flotationsapparates und also auch die Güte der Stabilisierung der Trübehöhe.

Die auf der Änderung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel beruhende Regelwirkung erfolgt im Zusammenhang mit einer Regelwirkung in Hinsicht auf die Änderung der Geschwindigkeit des Austrages des tau­ ben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates und mit einer Störwirkung in Hinsicht auf die Abweichung der Trübehöhe vom Sollwert. Hierbei tritt die Änderung der Trübehöhe als Störwirkung hinsichtlich der Änderung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel und die Änderung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel als Störwirkung hinsichtlich der Änderung der Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle Flotationsapparates auf. Die Art der Verbindung zwischen der Trübehöhe, der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel und der Geschwindig­ keit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates ist so, daß der Regelvorgang nach Erreichen der Vorgabewerte durch die Trübehöhe in der Zelle und die Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel zum Abschluß kommt. Mit Rücksicht darauf, daß die Regelzeit für die Trübehöhe um ein Mehrfaches kleiner als die Regelzeit für die Trübedichte in der Zelle des Flotationsapparates während der Änderung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel ist, kommt es nicht dazu, daß bei der Stabilisierung der Trübehöhe irgendwelche ernsthafte Änderungen der Trübedichte und Störungen der Hydrodynamik der Trübe­ ströme in der Zelle des Flotationsapparates in Erschei­ nung treten. Da die Trübehöhe in der Zelle des Flota­ tionsapparates ein Vorrangparameter ist, so sind die Änderung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaum­ mittel und die anschließende Stabilisierung dieser Durchflußmenge im ganzen berechtigt und sichern eine Regelung des Flotationsvorganges von hoher Güte.

Die Erhöhung der Regelgüte wird auch durch Einsatz des Regelventils in der Einrichtung mit einer an eine lineare Kennlinie angenäherten Durchflußkennlinie, um die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates zu ändern, er­ reicht. Die Linearität der Durchflußkennlinie wird da­ durch gewährleistet, daß das Sperrorgan einen Arbeits­ abschnitt in Form eines parabolischen Kegels aufweist. Die horizontale Anordnung des genannten Regelventils schließt Verstopfungen des Stutzens zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates in dem Falle aus, wenn das taube Gestein eine große Menge grober und schwerer Fraktionen enthält, und ver­ mindert Störwirkungen hinsichtlich der Trübehöhe, die durch Änderung der Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines hervorgerufen sind, beträchtlich, was die Regelgüte erhöht. Die Verschiebung des Sperror­ gans des Regelventils bezüglich der Sattelachse in der Vertikalen sorgt für einen maximal freien Austritt des tauben Gesteines aus der Zelle des Flotationsapparates unter minimalen Verlusten der flüssigen Phase der Trü­ be, was sich auf die Stabilisierung der Trübehöhe po­ sitiv auswirkt.

Die Erfindung soll durch die nachstehende Beschrei­ bung einer konkreten Ausführungsform anhand der beilie­ genden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch die Gesamtansicht einer Flota­ tionsanlage mit einem Meßkanal für die Trübehöhe und -dichte in der Zelle des Flotationsapparates, einem Kanal zur Durchflußregelung des Schaummittels und ei­ nem Kanal zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates, der eine Regelschaltung für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines und eine Regelschaltung für die Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel aufweist;

Fig. 2 die Funktionsschaltbilder eines Korrektur­ gliedes für den Wert der Trübehöhe, des Kanals zur Durchflußregelung des Schaummittels und des Kanals zur Stabilisierung der Trübehöhe;

Fig. 3 die Gesamtansicht eines Regelventils zum Austrag des tauben Gesteines (im Längsschnitt).

Die Einrichtung zur automatischen Regelung der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat wird am Beispiel einer Flotationsanlage beschrieben, die einen Ein-Zel­ len-Flotationsapparat mit Zuführung eines Aufgabeguts in Form feiner Erzfraktionen zur Zelle 1 (Fig. 1) über eine Rohrleitung 2 von unten enthält.

Hierbei ist die Zelle 1 mit einem in deren unterem Teil gelegenen Stutzen 3 zum Austrag des tauben Gesteines und einer in deren oberem Teil gelegenen Rinne 4 zur Samm­ lung des Schaumkonzentrats versehen. Die Einrichtung ent­ hält einen Meßkanal 5 für die Trübehöhe und -dichte in der Zelle 1 des Flotationsapparates, in dem auf verschie­ denen Höhen Y, X in der Trübe in der Zelle 1 des Flo­ tationsapparates angeordnete Druckluftmischrohre 6 und 7 mit Luftdurchflußreglern 8 bzw. 9 und einem Druckdiffe­ renzgeber 10 verbunden sind. Das Druckluftmischrohr 6 ist auch mit einem Druckgeber 11 verbunden, dessen Aus­ gang an einen Informationseingang 12 eines zum Meßkanal 5 für die Trübehöhe und -dichte gehörenden Korrektur­ gliedes 13 für den Wert der Trübehöhe angeschlossen ist. Der Informationseingang 14 des Korrekturgliedes 13 ist an den Ausgang des Druckdifferenzgebers 10 und dessen Ausgang an den Eingang eines Trübehöhenregistrierers 15 sowie an den Eingang 16 eines Kanals 17 zur Stabilisie­ rung der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsappara­ tes angeschaltet.

Der Kanal 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle des Flotationsapparates enthält eine Regel­ schaltung 18 für die Durchflußmenge des in die Zelle ein­ strömenden Wassers mit dem Schaummittel, deren Eingang als Eingang 16 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe dient, an dem ein dem nach der Dichte korri­ gierten Wert für die Trübehöhe in der Zelle 1 entspre­ chendes Signal eintrifft. Der Ausgang der Regelschaltung 18 für die Durchflußmenge tritt als erster Ausgang 19 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe auf und ist mit einem Regelventil 20 verbunden, das an einer Rohrleitung 21 für die Förderung des Wassers mit dem Schaummittel in die Zelle 1 des Flotationsapparates an­ geordnet ist. An der Rohrleitung 21 ist auch ein Durch­ flußgeber 22 für das Wasser mit dem Schaummittel an­ geordnet, dessen Ausgang an den Eingang einer Regel­ schaltung 23 für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flotationsappa­ rates angeschlossen ist, der als Eingang 24 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe wirkt.

Die Regelschaltung 23 für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines ist über ihren als zwei­ ter Ausgang 25 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe dienenden Ausgang mit einem Antrieb 26, bei­ spielsweise einem Druckluftantrieb, eines Regelventils 27 zum Austrag des tauben Gesteines verbunden, das am Stutzen 3 zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zel­ le 1 des Flotationsapparates angeordnet ist. Am Ausgang der Schaltung 23 wird ein Steuersignal bei einer Abwei­ chung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummit­ tel vom Sollwert erzeugt.

Die Einrichtung enthält auch einen Kanal 28 zur Re­ gelung der Durchflußmenge des Schaummittels, der mit seinem Eingang an den Ausgang des Druckdifferenzgebers 10 und an den Eingang eines Trübedichteregistrierers 29 und mit dem Ausgang an einen Zuteiler 30 für das Schaummittel geschaltet ist, der über eine Rohrleitung 31 mit einem Vorratsbehälter 32 für das Schaummittel und mit der Rohrleitung 2 für die Förderung des Aufgabe­ gutes in die Zelle des Flotationsapparates verbunden ist.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Flotationsanlage werden das Schaummittel, die Trübe und das Wasser unmittelbar in der Rohrleitung 2 ver­ mischt. Bei der Einführung von Schaummittel sowie anderer Flotationsmittel kann in der An­ lage ein Mischbehälter vorgesehen werden, der einen Kontakt dieser Flotationsmittel mit der festen Phase der Trübe sicherstellt.

Das Korrekturglied 13 für den Wert der Trübehöhe weist analoge Strom-Spannung-Wandler 33 (Fig. 2), 34 auf, bei denen der Eingang des ersteren als Eingang 12 und der Eingang des zweiten als Eingang 14 des Korrek­ turgliedes 13 für den Wert der Trübehöhe dient. Der Ausgang des analogen Strom-Spannung-Wandlers 33 ist an einen Eingang 35 eines Teilers 36 des Signals für die Trübehöhe durch das Signal für die Trübedichte an­ geschlossen, dessen Eingang 37 an den Ausgang des analo­ gen Strom-Spannung-Wandlers 34 gelegt ist. Der Ausgang des Teilers 36 ist an den Eingang einer Multiplizier­ einheit 38 geschaltet, deren Ausgang an den Eingang ei­ nes analogen Spannung-Strom-Wandlers 39 geführt ist. Der Ausgang des analogen Spannung-Strom-Wandlers 39 tritt als Ausgang des Korrekturgliedes 13 für den Wert der Trübehöhe auf und ist an den Eingang des Trübe­ höhenregistrierers 15 und an den Eingang 16 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe angeschlossen.

Der Kanal 28 zur Regelung der Durchflußmenge des Schaummittels enthält einen Trübedichtegeber 40, dessen Ausgang an einen Eingang 41 einer Vergleichsschaltung 42 zum Vergleich des Meßwertes der Trübedichte mit dem Sollwert angeschlossen ist, deren anderer Eingang 43 als Eingang des Kanals 28 zur Regelung der Durchfluß­ menge des Schaummittels auftritt. Der Ausgang der Ver­ gleichsschaltung 42 ist zum Eingang eines analogen Im­ pulsdauerreglers 44 geführt, dessen Ausgang an den Eingang 45 zur Impulsdauerregelung eines Systems 46 zur automatischen Dosierung des Schaummittels angeschlos­ sen ist, bei dem der Eingang 47 zur Impulsfrequenzrege­ lung an einen Eingang 43 der Vergleichsschaltung 42 ge­ legt ist. Am Ausgang des Systems 46 zur automatischen Dosierung werden frequenz- und dauergeregelte rechteck­ förmige Stromimpulse erzeugt, während der Ausgang selbst als Ausgang des Kanals 28 zur Regelung der Durchfluß­ menge des Schaummittels auftritt.

Die Regelschaltung 18 für die Durchflußmenge des in die Zelle 1 einströmenden Wassers mit dem Schaum­ mittel des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates enthält einen Trübehöhenstandsgeber 48, dessen Ausgang an einen Ein­ gang 49 einer Vergleichsschaltung 50 zum Vergleich eines korrigierten Wertes der Trübehöhe mit dem Sollwert an­ geschlossen ist, deren anderer Eingang 51 als Eingang 16 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe dient.

Der Ausgang der Vergleichsschaltung 50 ist an den Eingang eines Reglers 52 für die Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel gelegt, dessen Ausgang an den Eingang eines elektropneumatischen Wandlers 53 ge­ führt ist. Der Ausgang des elektropneumatischen Wand­ lers 53 dient als Ausgang der Regelschaltung 18 für die Durchflußmenge des in die Zelle einströmenden Was­ sers mit dem Schaummittel und als Ausgang 19 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe und ist mit dem einen pneumatischen Stellmechanismus aufweisenden Regel­ ventil 20 verbunden.

Die Regelschaltung 23 für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flo­ tationsapparates des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe enthält einen Einsteller 54 für die Durch­ flußmenge des Wassers mit dem Schaummittel, dessen Aus­ gang an einen Eingang 55 einer Vergleichsschaltung 56 zum Vergleich des Meßwertes der Durchflußmenge des Was­ sers samt dem Schaummittel mit dem Sollwert angeschlos­ sen ist, deren anderer Eingang 57 als Eingang der Re­ gelschaltung 23 für die Geschwindigkeit des Austrages und als Eingang 24 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe dient und an den Ausgang 22 des Durch­ flußgebers 22 für das Wasser mit dem Schaummittel an­ geschaltet ist. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 56 ist an den Eingang eines Reglers 58 für die Geschwin­ digkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zel­ le 1 des Flotationsapparates angeschlossen, dessen Aus­ gang an den Eingang eines elektropneumatischen Wand­ lers 59 gelegt ist. Der Ausgang des letzteren wirkt als Ausgang der Regelschaltung 23 für die Geschwindigkeit des Austrages und als Ausgang 25 des Kanals 17 zur Sta­ bilisierung der Trübehöhe und ist mit dem Antrieb 26 des Regelventils 27 zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates verbunden.

Das Regelventil 27 zum Austrag des tauben Gesteines, das am Stutzen 3 (Fig. 1) zum Austrag des tauben Gestei­ nes aus der Zelle 1 des Flotationsapparates angeordnet ist, enthält einen horizontal angeordneten zylindri­ schen Körper 60 (Fig. 3) mit einer Auskleidung 61, bei­ spielsweise einer Gummiauskleidung, in dessen unterem Teil eine Öffnung 62 zum Austrag des tauben Gesteines ausgeführt ist. An einer der Stirnflächen des Körpers 60 ist ein Flansch 63 zur Verbindung mit dem Stutzen 3 (Fig. 1) zum Austrag ausgeführt. Im Körper 60 (Fig. 3), nämlich im Flansch 63, ist ein Sattel 64 aus verschleiß­ festem Material, beispielsweise aus Gummi, angeordnet. Im Körper 60 ist auch ein Sperrorgan untergebracht, das einen zylindrischen Abschnitt 65 und einen mit ihm ge­ koppelten und dem Sattel 64 zugewandten Abschnitt 66 in Form eines parabolischen Kegels aufweist. Der zylin­ drische Abschnitt 65 ist mit einer Stange 67 und mit einem Abweiser 68 für die Trübe starr verbunden, der aus verschließfestem Material hergestellt und an der Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts 65 angebracht ist. Die Stange 67 ist in einem Gleitlager 69 gelagert, das auf einem mit einer Auskleidung 71, beispielsweise einer Gummiauskleidung, versehenen Deckel 70 des Kör­ pers 60 angebracht ist, und mit der Stange des Antriebs 26 (Fig. 1) des Regelventils 27 verbunden. Die mit der Achse des Körpers 60 zusammenfallende Achse "0" des Sperrorgans ist bezüglich der Achse "0₁" der Bohrung mm Sattel 64 nach oben verschoben, wobei die Größe der Exzentrizität gleich der Differenz des Radius R₁ der Bohrung im Sattel 64 und des Radius R₂ des zylindri­ schen Abschnitts 65 des Sperrorgans ist. Dadurch wer­ den ein maximal freier Auslaß des tauben Gesteines aus der Zelle 1 (Fig. 1) des Flotationsapparates unter mi­ nimalen Verlusten der flüssigen Phase der Trübe (Was­ ser mit dem Schaummittel) gewährleistet und eventuel­ le Verstopfungen der Bohrung im Sattel 64 (Fig. 3) und des Stutzens 3 (Fig. 1) zum Austritt des tauben Gestei­ nes beim Ankommen von Fremdkörpern sowie beim Aus­ trag von taubem Gestein mit einem hohen Gehalt an groben und schweren Fraktionen ausgeschlossen.

Die Querschnittsfläche S des zylindrischen Ab­ schnitts 65 (Fig. 3) des Sperrorgans läßt sich nach der Formel

S = (1 - k) · S_n (1)

berechnen, worin
S_n die Fläche der Bohrung im Sattel 64,
k den Proportionalitätsfaktor bedeutet, der gleich dem Verhältnis des Minimalwertes der Belastung des Flotationsapparates zu deren Maximalwert ist.

Diese Abhängigkeit ergibt sich aus der Forderung nach Übereinstimmung des Änderungs­ bereichs des Durchgangsquerschnitts des Stutzen 3 (Fig. 1) zum Austrag des tauben Gesteines mit dem Änderungsbe­ reich der Ausgangsbelastung des Flotationsapparates.

Die Länge des Abschnitts 66 (Fig. 3) in Form eines parabolischen Kegels beim Sperrorgan ist gleich dem maximalen Hub des Antriebs 26 (Fig. 1) des Regelventils 27 zum Austrag des tauben Gesteines. Die Form der Er­ zeugenden des Abschnitts 66 (Fig. 3) wird nach der Formel

S_i = l_i/l · S (2)

errechnet, worin
S_i die Querschrittsfläche des Abschnitts 66 in Form eines parabolischen Kegels in einem Abstand i von der Spitze;
S die Querschnittsfläche des zylindrischen Abschnitts 65 des Sperrorgans;
l die Länge des Abschnitts 66 in Form eines parabo­ lischen Kegels;
l_i der Abstand von der Spitze des Abschnitts 66 in Form eines parabolischen Kegels bis zum Querschnitt die­ ses Abschnitts 66 in einem Abstand i von der Spitze sind. Eine derartige Form und Länge des Abschnitts 66 in Form eines parabolischen Kegels sichern eine Durchflußkenn­ linie des Regelventils 27 (Fig. 1) zum Austrag des tau­ ben Gesteines, die nahe an die lineare Kennlinie kommt, und eine stufenlose Änderung der Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines, was zu einer Erhöhung der Güte der automatischen Regelung der Trübehöhe führt.

Der Abweiser 68 (Fig. 3) für die Trübe ist zum Schutze der Stange 67 des Sperrorgans gegen einen Ver­ schleiß durch die Trübe, insbesondere durch eine schmirgelnde Trübe, vorgesehen, wodurch die Betriebszuverlässigkeit des Regelventils 27 (Fig. 1) zum Austrag des tauben Gesteines vergrößert wird.

Der Abweiser 68 (Fig. 3) für die Trübe ist in Form einer Scheibe ausgeführt, auf den Seitenfläche eine Ringnut 72 ausgeführt ist, die zur Entfernung der durch den Spalt zwischen dem Abweiser 68 für die Trübe und der Auskleidung 61 eindringenden Trübe bestimmt ist.

Die aufgezählten Vorteile des Regelventils 27 (Fig. 1) zum Austrag des tauben Gesteines kommen besonders bei dessen Einsatz für die Regelung der Geschwindigkeit des Austrages von abrasiven Trüben und von einen hohen Prozentsatz grober und schwerer Fraktionen enthalten­ den Trüben zur Geltung.

Das obengenannte System 46 (Fig. 2) zur automati­ schen Dosierung des Schaummittels ist in einer für den durchschnittlichen Fachmann auf diesem Gebiet der Tech­ nik weit bekannten Schaltung ausgeführt.

Die Einrichtung zur automatischen Regelung des Vor­ ganges der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein in dem Flotationsapparat arbeitet wie folgt.

Während der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein im Flotationsapparat werden die Trü­ behöhe und -dichte in der Zelle 1 (Fig. 1) des Flota­ tionsapparates kontinuierlich gemessen.

Bekanntlich ändert sich bei Änderung der Trübedichte in der Zelle des Flotationsapparates der Druck in den Druckluftmischrohren, wobei der Druck in jedem der Druckluftmischrohre nach der bekannten Abhängigkeit

P = ρ h (3)

ermittelt wird, worin

P - der Druck in jedem Druckluftmischrohr;
ρ - die Dichte der Trübe (bzw. Flüssigkeit), in die die Druckluftmischrohre gebracht sind;
h - die Tauchtiefe jedes Druckluftmischrohres in der Trübe (bzw. Flüssigkeit)

sind.

In der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der Druck P₁ im Druckluftmischrohr 6 proportional sowohl zur Dichte ρ der Trübe als auch zur Tauchtiefe Y des Druckluftmischrohres 6 in der Trübe sein:

P₁ = ρ · Y (4)

Der Druck P₂ im Druckluftmischrohr 7 wird demzufolge nach der Formel

P₂ = ρ · X (5)

ermittelt, worin X die Tauchtiefe des Druckluftmischrohres (7) in der Trübe ist.

Nach dem Abzug der Gleichung (4) von der Gleichung (5) erhalten wir

Δ P = P₂ - P₁ = ρ (X -Y) (6)

worin ΔP - die Druckdifferenz in den Druckluftmischrohren 6, 7 bedeutet.

Da X-Y = Z ist, worin Z die Differenz der Höhen der Anordnung der Druckluftmischrohre 6, 7 ist, so erhalten wir

Δ P = Z · ρ (7)

Die Druckdifferenz in den Druckluftmischrohren 6, 7 wird also proportional zur Trübedichte in der Zelle 1 des Flotationsapparates und zur Differenz der Höhen der Anordnung der Druckluftmischrohre 6, 7 in der Trübe sein und hängt also von der Änderung der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates nicht ab.

Die Informationen über den Druck in den Druckluft­ mischrohren 6, 7 tragenden Signale gelangen auf den Eingang des Druckdifferenzgebers 10, wo sie in ein der Trübedichte proportionales Gleichstromsignal umgeformt werden, das am Eingang des Trübedichteregistrierers 29 sowie am Eingang des Kanals 28 zur Regelung der Durch­ flußmenge des Schaummittels und am Informationseingang 14 des Korrekturgliedes 13 für den Wert der Trübehöhe ankommt.

Die Messung des Trübehöhenstandes in der Zelle 1 des Flotationsapparates beruht auf der Druckmessung im Druckluftmischrohr 6 mit Hilfe des Druckgebers 11. Da der Druck P₁ im genannten Druckluftmischrohr 6 so von der durch die Tauchtiefe Y des Druckluftmischrohres 6 in der Trübe definierbaren Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates wie auch von der Trübedichte ρ gemäß Gln. (4) abhängt, so ist das Gleichstromsignal am Ausgang des Druckgebers 11 so von der Trübehöhe wie auch -dichte in der Zelle 1 des Flotationsapparates ab­ hängig. Um einen Meßfehler bei der Messung der Trübehöhe auszuschließen, der durch Änderungen der Trübedichte in der Zelle 1 des Flotationsapparates hervorgerufen wird, gelangt das Gleichstromsignal vom Ausgang des Druckge­ bers 11 auf den Informationseingang 12 des Korrektur­ gliedes 13 für den Wert der Trübehöhe, in dem das genann­ te Signal am Eingang des analogen Strom-Spannung-Wand­ lers 33 (Fig. 2) eintrifft, wo es in eine proportionale Gleichspannung verwandelt wird, die auf den Eingang 35 des Teilers 36 gegeben wird. Das der Trübedichte propor­ tionale Gleichstromsignal kommt über den Informations­ eingang 14 des Korrekturgliedes 13 für den Wert der Trübehöhe am Eingang des analogen Strom-Spannung-Wand­ lers 34 an, wo es in eine proportionale Gleichspannung umgewandelt wird, die im weiteren auf den Eingang 37 des Teilers 36 geliefert wird. Die dem Verhältnis des am Eingang 35 eintreffenden Signals zu dem am Eingang 37 des Teilers 36 ankommenden Signal proportionale Gleichspannung gelangt vom Ausgang des genannten Tei­ lers 36 auf die Multipliziereinheit 38. Die Spannung vom Ausgang der Multipliziereinheit 38 wird dem Eingang des analogen Spannung-Strom-Wandlers 39 zugeführt, wo sie in einen Gleichstrom umgewandelt und dann auf den Eingang des Trübehöhenregistrierers 15 und den Eingang 16 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe ge­ geben wird.

Im Vorgang der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat erfolgt eine gemeinsame Regelung von den Parametern, wie sie die Trübehöhe und -dichte in der Zelle 1 (Fig. 1) des Flo­ tationsapparates sowie die Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flotationsapparates einströmenden Wassers mit dem Schaummittel sind.

Die Kompliziertheit der gemeinsamen Regelung besteht im vorliegenden Fall darin, daß sich im Laufe der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein in der Zelle 1 des Flotationsapparates die Restkonzentration des Schaummittels in dem in die Zelle 1 des Flotationsapparates einströmenden Umlaufwasser ändert. Dies bewirkt eine Änderung der Trübedichte in der Zelle 1 und die Notwendigkeit, die Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flotationsapparates geleiteten Schaummittels zu regeln, um die Trübedichte wieder­ herzustellen und den Vorgang der Abtrennung des Schaum­ konzentrats vom tauben Gestein in der Zelle 1 des Flota­ tionsapparates zu gewährleisten. Die Änderung der Trübe­ dichte veranlaßt eine zusätzliche Änderung der Trübe­ höhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates. Der Trübe­ höhenstand in der Zelle 1 ist ein Vorrangparameter, denn die Erhöhung des Standes führt zu einer Verunreinigung des Schaumkonzentrats durch das taube Gestein und zu einer Verschlechterung des Wertstoffausbringens aus dem auf die Schaumschicht gelieferten Aufgabegut wegen einer Änderung der Lage der Schaumschicht, während die Erniedrigung des Standes eine Verringerung des Ausbrin­ gens des Schaumkonzentrates und Wertstoffverluste we­ gen einer nicht rechtzeitigen Entfernung des Schaumkon­ zentrats über die Rinne 4 zur Sammlung des Schaumkon­ zentrats, wodurch die Wertstoffkomponente auf den Boden der Zelle 1 des Flotationsapparates ausfällt, zur Folge hat. Mit Rücksicht darauf ist die erfindungsgemäße Ein­ richtung zur Regelung der Abtrennung in der Weise aufgebaut, daß zur Sicherung der Stabilisie­ rung der Trübehöhe sowohl die Geschwindigkeit des Aus­ trages des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flota­ tionsapparates als auch die Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flotationsapparates einströmenden Wassers mit dem Schaummittel unter anschließender Stabilisie­ rung der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummit­ tel, um eine indirekte Stabilisierung der Trübedichte in der Zelle 1 des Flotationsapparates zu erreichen, geregelt werden.

Die Regelung der Durchflußmenge des Schaummittels erfolgt mit Hilfe des Kanals 28 zur Regelung der Durch­ flußmenge des Schaummittels, an dessen Eingang ein der Trübedichte in der Zelle 1 des Flotationsapparates proportionales Stromsignal ankommt. Der Kanal 28 zur Regelung des Schaummittels erzeugt ein Ausgangssignal in Form von sich nach der Frequenz und Dauer ändernden Gleichstromimpulsen, die auf den Zuteiler 30 des Schaum­ mittels gelangen, bei dessen Betätigung die Schaummittel­ portionen in die Zelle 1 des Flotationsapparates kommen. Im Kanal 28 zur Regelung der Durchflußmenge des Schaum­ mittels läuft ein der Trübedichte proportionales Gleich­ stromsignal am Eingang 47 (Fig. 2) zur Impulsfrequenz­ regelung des Systems 46 zur automatischen Dosierung des Schaummittels sowie am Eingang 43 der Vergleichs-Schaltung 42 zum Vergleich des Meßwertes der Trübedichte mit dem Sollwert ein, an deren Eingang 41 ein Gleichstrom­ signal zur Vorgabe der Trübedichte vom Geber 40 an kommt.

Bei Gleichheit der Signale für die gemessene und die vorgegebene Trübedichte ist deren Differenzsignal am Ausgang der Vergleichschaltung 42 gleich Null. Der ana­ loge Impulsdauerregler 44 gibt ein sich betragsmäßig nicht änderndes Gleichstromsignal ab, das auf den Ein­ gang 45 zur Impulsdauerregelung des Systems 46 zur auto­ matischen Dosierung des Schaummittels gelangt. Das Aus­ gangssignal des letzteren stellt rechteckförmige Gleich­ stromimpulse dar, deren Frequenz dem Gleichstromsignal am Eingang 47 des Systems 46 und deren Dauer dem Gleich­ stromsignal an seinem Eingang 45 proportional ist. Die rechteckförmigen Gleichstromimpulse kommen vom Ausgang des Systems 46 zur automatischen Dosierung des Schaum­ mittels am Eingang des Zuteilers 30 des Schaummittels an, bei dessen Betätigung die Schaummittelportionen in die Zelle 1 (Fig. 1) des Flotationsapparates gelan­ gen.

Bei der Zu- (Abnahme) des zur Trübedichte propor­ tionalen Signals nimmt die Impulsfrequenz am Ausgang des Systems 46 (Fig. 2) zur automatischen Dosierung des Schaummittels zu (ab). Gleichzeitig erscheint am Ausgang der Vergleichsschaltung 42 ein Gleichstromsig­ nal, das der Differenz aus dem zum Meßwert der Trübe­ dichte proportionalen Signal und dem Signal vom Trübe­ dichtegeber 40 entspricht. Ferner gelangt das Diffe­ renzsignal auf den Eingang des analogen Impulsdauerreg­ lers 44, dessen Ausgangssignal nach einem proportional- integralen Regelungsgesetz zunimmt (abnimmt). Im wei­ teren gelangt das Signal vom Ausgang des analogen Im­ pulsdauerreglers 44 auf den Eingang 45 zur Impulsdauerregelung des Systems 46 zur automatischen Dosierung des Schaummittels, weshalb die Dauer der rechteckförmigen Ausgangsgleichstromimpulse des letzteren zunehmen (ab­ nehmen) wird. Auf solche Weise nehmen am Ausgang des Systems 46 zur automatischen Dosierung des Schaummit­ tels die Frequenz und Dauer der Gleichstromimpulse zu (ab), was zu einer Zunahme (Abnahme) der Zufuhr des Schaummittels zur Zelle 1 (Fig. 1) des Flotationsappa­ rates führt. Die Änderung der Zufuhr des Schaummittels bewirkt eine Änderung der Konzentration des Schaummit­ tels in der über die Rohrleitung 2 der Zelle 1 des Flo­ tationsapparates zugeleiteten Trübe und als Folge des­ sen eine Änderung der Trübedichte in der Zelle 1. Die Durchflußmenge des Schaummittels wird so lange geändert, bis der Wert der Trübedichte gleich dem Vorgabewert geworden ist.

Im Vorgang der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein erfolgt eine Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates mit Hilfe des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe, an dessen Eingang 16 vom Ausgang des Korrekturglie­ des 13 ein dem korrigierten Wert der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates proportionales Gleich­ stromsignal ankommt. Hierbei trifft am Eingang 24 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe gleichzei­ tig ein Gleichstromsignal vom Ausgang des Gebers 22 für die Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flota­ tionsapparates über die Rohrleitung 21 geförderten Was­ sers mit dem Schaummittel ein. Der Kanal 17 zur Stabi­ lisierung der Trübehöhe erzeugt zwei Regelwirkungen. Die erste Regelwirkung wird am Ausgang 19 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe durch die Regelschal­ tung 18 für die Durchflußmenge des in die Zelle ein­ strömenden Wassers mit dem Schaummittel erzeugt. Die zweite Regelwirkung wird am Ausgang 25 des Kanals 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe durch die Hegelschal­ tung 23 für die Geschwindigkeit des Austrages des tau­ ben Gesteines erzeugt. Der Kanal 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates ist in der Weise aufgebaut, daß die Regelung des Vor­ ganges erst nach Erreichen der Vorgabewerte durch die Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates und die Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flotations­ apparates einströmenden Wassers mit dem Schaummittel zum Abschluß kommt.

Im Kanal 17 zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates kommt ein dem kor­ rigierten Wert für die Trübehöhe in der Zelle 1 propor­ tionales Gleichstromsignal am Eingang 51 (Fig. 2) der Vergleichsschaltung 50 zum Vergleich des korrigierten Wertes für die Trübehöhe mit dem Sollwert an, an de­ ren Eingang 49 ein Gleichstromsignal vom Trübehöhen­ standsgeber 48 einläuft. Bei Gleichheit der Signale des Trübehöhenstandsgebers 48 und des dem korrigierten Wert für die Trübehöhe entsprechenden, am Eingang 51 der Vergleichsschaltung 50 eintreffenden Signals ist das Signal am Ausgang der letzteren gleich Null. Das Signal vom Ausgang der Vergleichsschaltung 50 gelangt auf den Eingang des analogen Reglers 52 für die Durch­ flußmenge des Wassers mit dem Schaummittel, welcher ein sich betragsmäßig nicht änderndes Gleichstromsig­ nal abgibt, das im folgenden am Eingang des elektro­ pneumatischen Wandlers 53 eintrifft, in dem es in ein proportionales pneumatisches Signal verwandelt wird. Weiter gelangt das genannte Signal auf das Regelventil 20, das einen pneumatischen Stellmechanismus aufweist und an der Rohrleitung 21 angeordnet ist. Durch das ge­ nannte Ventil 20 strömt das Wasser mit dem Schaummittel in die Zelle 1 (Fig. 1) des Flotationsapparates ein. An der Rohrleitung 21 ist der Durchflußgeber 22 für das Wasser mit dem Schaummittel angeordnet, dessen Aus­ gangsgleichstromsignal zur Durchflußmenge des aus der Rohrleitung 21 in die Zelle 1 des Flotationsapparates fließenden Wassers mit dem Schaummittel proportional ist. Das Signal vom Ausgang des Durchflußgebers 22 für das Wasser mit dem Schaummittel kommt am Eingang 57 (Fig. 2) der Vergleichsschaltung 56 zum Vergleich des Meßwertes der Durchflußmenge des Wassers samt dem Schaummittel mit dem Sollwert an, an deren zweitem Ein­ gang 55 ein Gleichstromsignal vom Einsteller 54 für die Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel eintrifft. Bei Gleichheit der genannten Signale ist das Signal am Ausgang der Vergleichsschaltung 56 gleich Null. Das Signal vom Ausgang der Vergleichsschaltung 56 läuft am Eingang des analogen Reglers 58 für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates ein, der ein sich betragsmäßig nicht änderndes Gleichstromsignal abgibt, das am Eingang des elektropneumatischen Wandlers 59 ankommt, in dem es in ein proportionales pneumatisches Signal verwandelt wird. Von hier gelangt das genannte Signal auf den Druckluftantrieb 26 des Pegelventils 27 zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates. Durch das Regelventil 27 wird das taube Gestein aus der Zelle 1 (Fig. 1) des Flotations­ apparates ausgetragen.

Bei einer Hebung (Senkung) des Trübehöhenstandes in der Zelle 1 des Flotationsapparates nimmt das Sig­ nal am Eingang 51 (Fig. 2) der Vergleichsschaltung 50 zum Vergleich des korrigierten Wertes für die Trübehöhe mit dem Sollwert zu (ab). Hierbei tritt am Ausgang der genannten Vergleichsschaltung 50 ein Gleichstromsignal auf, das gleich der Differenz des Signals vom Trübe­ höhenstandsgeber 48 und des dem korrigierten Wert für die Trübehöhe entsprechenden Signals ist und auf den Eingang des analogen Reglers 52 für die Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel gelangt. Das Gleich­ stromsignal am Ausgang des letzteren nimmt nach einem proportional-integral-differentialen Regelungsgesetz ab (zu) und trifft auf den Eingang des elektropneumati­ schen Wandlers 53 auf, wo es in ein proportionales pneu­ matisches Signal umgewandelt wird. Im weiteren gelangt das genannte Signal auf das Regelventil 20. Infolgedes­ sen nimmt die gesamte Durchflußmenge des durch das Re­ gelventil 20 in die Zelle 1 (Fig. 1) des Flotationsappa­ rates einströmenden Wassers mit dem Schaummittel ab (zu), wodurch die Hebung (Senkung) des Trübehöhenstandes in der Zelle 1 des Flotationsapparates z. T. kompensiert wird.

Bei der Abnahme (Zunahme) der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel nimmt das Gleichstrom­ signal am Ausgang des Durchflußgebers 22 für das Was­ ser mit dem Schaummittel ab (zu), welches auf den Ein­ gang 57 (Fig. 2) der Vergleichsschaltung 56 zum Ver­ gleich des Meßwertes der Durchflußmenge des Wassers samt dem Schaummittel mit dem Sollwert gelangt. Am Aus­ gang der letztgenannte erscheint ein Differenzsignal aus dem Signal des Einstellers 54 für die Durchflußmen­ ge des Wassers mit dem Schaummittel und dem dem Meß­ wert der Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummit­ tel entsprechenden Signal. Weiter gelangt das Differenz­ signal auf den Eingang des analogen Reglers 58 für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates, dessen Ausgangs­ signal nach einem proportional-integralen Regelungs­ gesetz abnimmt (zunimmt). Das genannte Ausgangsgleich­ stromsignal trifft am Eingang des elektropneumatischen Wandlers 59 ein, in dem es in ein proportionales pneu­ matisches Signal umgeformt wird. Im folgenden kommt das genannte Signal am Druckluftantrieb 26 des Regel­ ventils 27 zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates an. Der Antrieb 26 ver­ schiebt seine Stange und also auch die Stange 67 (Fig. 3) des Regelventils 27 zum Austrag des tauben Gesteines proportional zum pneumatischen Signal, weshalb sich das Sperrorgan des Regelventils 27 bezüglich des Sat­ tels 64 verschiebt. Hierbei nimmt der Durchgangsquer­ schnitt der Bohrung im Sattel 64 des Regelventils 27 zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates linear zu (ab), was eine Zunahme (Abnahme) der Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle 1 (Fig. 1) des Flotationsappa­ rates und eine Wiederherstellung des Vorgabewertes der Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates herbeiführt.

Im dem Augenblick der Erreichung des Vorgabewertes durch die Trübehöhe in der Zelle 1 des Flotationsap­ parates kann die Durchflußmenge des Wassers mit dem Schaummittel in der Zelle 1 vom Vorgabewert abweichen. Hierbei trifft das Abweichungssignal vom Ausgang der Vergleichsschaltung 56 (Fig. 2) zum Vergleich des Meß­ wertes der Durchflußmenge des Wassers samt dem Schaum­ mittel mit dem Sollwert am Eingang des analogen Reglers 58 für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Ge­ steines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates ein, der ein Regelsignal zu erzeugen fortsetzt, was im Endergebnis zu einer Abnahme (Zunahme) der Geschwindig­ keit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle 1 (Fig. 1) des Flotationsapparates führt. Das letzte­ re veranlaßt eine geringfügige Abweichung der Trübe­ höhe in der Zelle 1 des Flotationsapparates, was sei­ nerseits eine Änderung der Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flotationsapparates geleiteten Wassers mit dem Schaummittel bewirkt.

Die Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flotati­ onsapparates geleiteten Wassers mit dem Schaummittel und die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Ge­ steines aus der Zelle 1 des Flotationsapparates werden also so lange geregelt, bis die Trübehöhe in der Zelle 1 und die Durchflußmenge des in die Zelle 1 des Flota­ tionsapparates geleiteten Wassers mit dem Schaummittel die Sollwerte erreicht haben.

Zur Vermeidung eines Aufschaukelns des Systems im Regelungsvorgang weisen die analogen Regler 52 (Fig. 2) und 58 verschiedene Einstellungen auf: der analoge Regler 58 hat einen kleineren Verstärkungsfaktor und eine län­ gere Integrationszeit gegenüber dem analogen Regler 52. Ein derartiger Aufbau der Einrichtung zur automatischen Regelung der Abtrennung des Schaumkonzen­ trats vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat sowie der Einsatz eines Regelventils zum Austrag mit einer linearen Durchflußkennlinie gestatten es, die Güte der automatischen Regelung zu erhöhen, nämlich die Größe der maximalen Abweichung der Trübehöhe und -dichte von den Sollwerten im Regelungsvorgang, die Schwingneigung und die Regelzeit für die Trübehöhe und -dichte in der Zelle 1 des Flotationsapparates zu ver­ ringern.

Claims (8)

1. Einrichtung zur automatischen Regelung der Abtrennung des Schaumkonzentrats vom tauben Gestein in einem Flotationsapparat, die

• - einen Meßkanal (5) für die Trübehöhe und -dichte in der Zelle (1) des Flotationsapparates enthält, in dem
• - auf zwei verschiedenen Höhen in der Trübe in der Zelle (1) des Flotationsapparates angeordnete Druck­ luftmischrohre (6, 7) mit Luftdurchflußreglern und ei­ nem Druckdifferenzgeber (10) verbunden sind, der
• - an den Eingang eines Kanals (28) zur Regelung der Durchflußmenge eines in die Zelle (1) des Flotati­ onsapparates einströmenden Schaummittels und an einen Informationseingang (14) eines Korrekturgliedes (13) für den Wert der Trübehöhe angeschlossen ist,
• - an dessen anderen Informationseingang (12) ein mit einem der Druckluftmischrohre (6) kommunizierender Druckgeber (11) und dessen Ausgang an den Eingang (16) eines Kanals (17) zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle (1) des Flotationsapparates gelegt ist, bei dem
• - die Regelschaltung (23) für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle (1) des Flotationsapparates mit dem Antrieb (26) eines Regelventils (27) zum Austrag des tauben Gesteines ver­ bunden ist, das an einem Stutzen (3) zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle (1) des Flotationsap­ parates angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß
• - der Kanal (17) zur Stabilisierung der Trübehöhe in der Zelle (1) des Flotationsapparates zusätzlich eine Regelschaltung (18) für die Durchflußmenge des in die Zelle einströmenden Wassers mit dem Schaummittel enthält, an deren Eingang ein Signal eintrifft, das einem korrigierten Wert der Trübehöhe in der Zelle (1) des Flotationsapparates entspricht, und die auf die Rohrleitung (21), für die Förderung des Wassers mit dem Schaummittel in die Zelle (1) des Flotationsapparates über ein Hegelventil (20) wirkt, und durch
• - einen Durchflußgeber (22) für das Wasser mit dem Schaummittel, dessen Ausgang an den Eingang der Regel­ schaltung (23) für die Geschwindigkeit des Austrages des tauben Gesteines aus der Zelle (1) des Flotations­ apparates angeschlossen ist, die am Ausgang ein Steuersignal bei einer Abweichung der Durchflußmenge des Was­ sers mit dem Schaummittel vom Sollsignal erzeugt.

2. Automatische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel­ schaltung (18) für die Durchflußmenge des in die Zel­ le (1) einströmenden Wassers mit dem Schaummittel

• - einen Trübehöhenstandsgeber (48),
• - eine mit einem Eingang (50) an dessen Ausgang ge­ legte Vergleichsschaltung (50) zum Vergleich des korri­ gierten Wertes der Trübehöhe mit dem Sollwert und
• - einen Durchflußregler (52) für das Wasser mit dem Schaummittel, dessen Eingang an den Ausgang der Vergleichsschaltung (50) zum Vergleich des korrigier­ ten Wertes der Trübehöhe mit dem Sollwert angeschlos­ sen ist,

enthält.

3. Automatische Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß in dem Regelventil (27) zum Austrag des tauben Gesteines, das

• - einen zylindrischen Körper (60) mit einer Aus­ laßöffnung (62) enthält,
• - an dessen einer Stirnfläche ein Flansch (63) zur Verbindung mit dem Stutzen (3) zum Austrag des tauben Gesteines aus der Zelle (1) des Flotationsapparates ausgeführt ist und in dem
• - ein Sattel (64) und
• - ein mit einer Stange (67) zur Verbindung mit dem Antrieb des Regelventils (27) zum Austrag des tauben Gesteines versehenes Sperrorgan angeordnet sind,
• - der zylindrische Körper (60) horizontal liegt,
• - die Auslaßöffnung (62) in dessen unterem Teil aus­ geführt ist und das Sperrorgan einen zylindrischen Abschnitt (65) und einen mit diesem gekoppelten und dem Sattel (64) zugewandten Abschnitt (66) in Form eines parabolischen Kegels aufweist, wobei
• - dessen Achse (0) zur Achse (0₁) der Bohrung im Sattel (64) zum oberen Teil des zylindrischen Kör­ pers (60) versetzt ist.

4. Automatische Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Querschnittsfläche (S) des zylindrischen Ab­ schnitts (65) des Sperrorgans aus der Beziehung S = (1 - k) · S_nermittelt wird, worin
  S_n die Fläche der Bohrung im Sattel (64),
  k den Proportionalitätsfaktor, der gleich dem Ver­ hältnis des Minimalwertes der Belastung des Flotations­ apparates zum Maximalwert ist,
  bedeuten, während
• - die Länge des Abschnitts (66) in Form des para­ bolischen Kegels dem Hub des Antriebs (26) des Re­ gelventils (27) zum Austrag des tauben Gesteines gleich ist.

5. Automatische Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ setzung der Achse (0) des Sperrorgans bezüglich der Achse (0₁) der Bohrung im Sattel (64) gleich der Differenz der Radien (R₂, R₁) des zylindrischen Ab­ schnitts (65) des Sperrorgans und der Bohrung im Sattel (64) ist.

6. Automatische Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan des Regelventils (27) zum Austrag des tauben Gesteines mit einem Abweiser (68) für die Trübe versehen ist, der an der Stirnfläche seines zy­ lindrischen Abschnitts (65) angeordnet ist.

7. Automatische Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abwei­ ser (68) für die Trübe in Form einer Scheibe mit einer Ringnut (72) in der Seitenfläche ausgeführt ist.