SU1005918A1

SU1005918A1 - Flotation process control method

Info

Publication number: SU1005918A1
Application number: SU813279126A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Тихонов; Сергей Анатольевич Коновалов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии; Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1983-03-23

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФЛОТАЦИИ, включающий изменение степени аэрации и времени флотации по качественно-количественным парамет|рам исходной пульпы, о т л и ч а гоод и и с тем, что, с целью повышени точности управлени , определ ют распределение частиц и ценного компонента по флотируемоети, и степень аэрации и врем флотиции корректирутот по отдельным операци м процесса пропорционально найденным величинам. Флота i t/offM2ff cxerra СП со ооA method of controlling the flotation process, including changing the degree of aeration and flotation time according to the qualitative and quantitative parameters of the original pulp, is of great importance and so that, in order to improve the control accuracy, the distribution of particles and the valuable component are determined by flotation, and the degree of aeration and flotation time corrections to the individual operations of the process are proportional to the values found. Fleet i t / offM2ff cxerra joint venture with oo

Description

Изобретение относитс к управлению процессом флотации и может быть использовано при разработке и внедрении автоматизированных систем флотационными технологическими процессами на обогатительных фабрА1ках цвет ной и черной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности, промышленности производства минеральных удобрений , Известен способ управлени процес сом флотации, включающий изменение степени аэрации пульпы в контрольной и перечистной операци х по разности циркулирующих потоков в схеме с одной перечистной и одной контрольной операци ми 1. При управлении согласно этому спо собу сравнивают измеренные значени циркулирующих потоков твердого в схе ме и при превышении перечистного цир кулирующего потока над контрольным циркулирующим потоком уменьшают степень аэрации в контрольной флотации и увеличивают ее в перечистной до те пор,пока не наступит равенство цирку лирующих потоков, а в случае превыше ни контрольного циркулирующего потока над перечистным осуществл ют обратные управл ющие воздействи . При этом повышаетс точность сепарации частиц минерального сырь различ ной флотируемости и, следовательно, повышаютс технико-экономические показатели работы схемы. Однако этот способ может быть использован только в схеме с одной перечистной и одной контрольной операци ми , что существенно сужает границы его применени . Известен также способ управлени процессом флотации, включающий изменение степени и времени флотации по качественно-количественным параметра исходной пульпы 2. Недостаток известного способа заключаетс в отсутствии учета изменени вещественного состава минерально го сырь , поступающего дл обогащени . Поэтому при изменении веществен ного состава сырь измен ютс его фл тационные свойства, т.е. измен етс значение флотируемости разделени , при котором достигаютс наилучшие технологические показатели, но пода ча воздуха во флотомашины, а следевательно значени произведений степеней аэрации на врем флотации в .отдельных операци х останутс неизменными и равными менсду собой. В результате, получаема при рег лировании согласно известному спосо бу флотируемосгь разделени не обес печивает получение; наилучших технол гических показателей при резко изме н ющихс свойствах сырь . Целью изобретени вл етс повышение точности управлени . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу управлени про-, цессом флотации, включающему изменение степени аэрации и времени флотации по качественно-количественным параметрам исходной пульпы, определ ют распределение частиц и цельного компонента по флотируемости, и степень аэрации и врем флотации корректируют по отдельным операци м процесса пропорционально найденным величинам. Сущность способа заключаетс в следующем. В самом широком смысле термин флотируемость , как известно, определ ет способность минеральных частиц прилипать к пузырьку, т.е. закрепл тьс на его поверхности. При этом чем с большей силой частица прилипает к пузырьку, тем больше величина флотируемости частицы и наоборот. За меру флотируемости частиц следует вз ть коэффициент скорости кинетики флотации К (м/с), определ емый из уравнени кинетики Белоглазова дл K const Екона)-ье-- - , и) . где - извлечение в пенный продукт , весова дол ; S - свободна поверхность пузырьков в единице объема пульпы, (мера степени аэрации); t - продолжительность флотации ,с. Флотируемость К численно равна средней скорости прибыти с закреплением минеральных частиц на границу раздела газ - жидкость при единичной концентрации их в пульпе при . В объеме флотомашины величина флотируемости минеральных частиц принимает непрерывный р д значений от до . Всю принимаемую обычно за единицу массу частиц можно разделить на весовые доли, при этом кажда весова дол будет иметь свой диапазон флотируемости. Определение этих долей производитс флотометрическим анализом, который должен включать в себ эксперимент по кинетике флотации с последующим определением двух функций: распределени минеральных частиц по флотируемости f (К) и функции р (К) , определ шей распределение ценного компонента в зависимости от флотируемости частиц. Функци 7 (К) определ етс из кривой кинетики флотации, описываемой уравнением д., (Л) где (t) - зависимость извлечени всего твердого от време ни . Втора функци р) (К) есть осредненна зависимость содержани ценного компонента в минеральных частицах от их флотируемости. Она определ етс из кривой кинетики извлечени цен ного компонента Ip (t) . j тпт 1,, ),, (j) где (b - среднее содерхсание ценного компонента в исходном питании . Расчет обеих функций производитс методом регул ризации. Дл проведени флотометрического анализа исходного питани флотации необходимо отобрать пробы исходного питани , провес ти эксперимент по кинетике флотации с этими пробами и рассчитать функции Тис-и. ( (К) , использу соотношение (2) и (3). Расчет производитс на ЦВМ. Теперь перейдем к количественной характеристике операций флотации. Одна операци флотации, рассматриваема как сепаратор частиц различной флотируемости, оцениваетс сепарационной характеристикой € ком зависимостью отношени масс узких флотофракций в концентрате и в исходном питании от флотируемости этих фракций . Дл одной флотомашины с посто нным (t const) временем флотации получаетс , что . (4) Е.он(к)Н-е Схема флотации с несколькими операци ми оцениваетс результирующей сепарационнрй характеристикой Ерез(К) Результирующа характеристика выражаетс через частные характеристики с помощью балансных соотношений, т.е (t,Ei...t) Л5) С увеличением числа перечистных и контрольных операций результирующа сепарационна характеристика стремит с к ступенчатому виду при К Кр Ер(К) fO при К Кр, (6) где Кр - флотируемость разделени . Половина частиц, обладающих флотируемостью разделени , попадают в хвосты, половина - в концентрат. Дл всех схем величина Кр вл етс корнем уравнени Е (Кр)0,5 . (7) Так как результирующа сепарацион на характеристика зависит от сепара ционных характеристик отдельных операций , а ге, в свою очередь, от врем ни флотации и степени аэрации, то становитс сным, что флотируемость разделени зависит о-т времени флотации и степен-и аэрации пульпы в каждой отдельной операции, Флотируемость разделени вл етс наиболее важнь;э«1, элементом сепарации, управление которым непосредственно вли ет на окончательные технологические показатели процесса в соответствии со следующими формулами(выход концентрата , % ) Ткси-noo J Тису(к)Рег Wa,-1oo,rT,,(K)aK. (8) Содержание полезного компонента в концентрате, % 100 кон .,к ..wa,. (9) В свою очередь, выход концентрата и содержание полезного компонента в нем жестко св зан-ы с любым существеным критерием оптимальности дл проесса флотации Cf ко«,Ь,сои), (о) Таким Образом, выбранный критерий количественно св зываетс с возмущаюими Факторами,, (к) и f) (к) и с правл ющим фактором Кр. Задача оптиального управлени принимает вид ЗСТи с X СК), Р. , Д K),Kp(s,S2..-Sy, ;-ti ,г.-.-Ьи)- Сущность способа заключаетс в следующем. Провод т флотометрический анализ минерального сырь , определ ют функции Зисч и Ьцс. (К рассчитывают оптимальную флотируемость разделени из соотношений типа (11) , затем выбирают соответствующие флотируемости разделени степень аэрации и врем флотации в операци х, после чего вы-бранные значени времени флотации и степени аэрации устанавливаютс в каждой операции. На степень аэрации можно воздействовать путем регулировани расхода воздуха, подаваемого в камеры флотомашины. На врем флотации можно воздействовать, учитыва , что , где V,- - объем флотомашины, - производительность, измен расход пульпы через Фпотома- . шину. Выбор того или иного способа зависит от того, какой из вариантов Оказываетс наиболее простым дл данных конкретный условий.The invention relates to the management of the flotation process and can be used in the development and implementation of automated systems by flotation processes on the processing plants of nonferrous and ferrous metallurgy, the building materials industry, the chemical industry, the industry of mineral fertilizers. The method of controlling the flotation process is known. pulp aeration in the control and trepanous operations on the difference of circulating flows in the circuit with second and one control operation 1. When controlling according to this method, the measured values of circulating solid flows in the scheme are compared and, when the preheath circulating flow exceeds the circulating control flow, reduce the degree of aeration in the control flotation and increase it in the cleaning one, until the circulating streams are equal, and in the case of a control circulating stream above the cleaner one, reverse control actions are carried out. This increases the accuracy of separation of particles of mineral raw materials of various floatability and, consequently, increases the technical and economic performance of the scheme. However, this method can only be used in a scheme with one prechist and one control operation, which significantly limits the scope of its application. There is also known a method for controlling the flotation process, including a change in the degree and time of flotation according to the qualitative and quantitative parameter of the original pulp 2. A disadvantage of the known method is that the change in the material composition of the mineral raw material supplied for enrichment is not taken into account. Therefore, when the material composition of the raw material changes, its flotation properties change, i.e. the value of flotation separation changes, at which the best technological performance is achieved, but the air flow into the flotation machines, and, consequently, the value of the products of aeration rates for the flotation time in individual operations will remain unchanged and equal to each other. As a result, obtained by regulation according to a known method of flotation separation does not ensure production; the best technological indicators at drastically varying properties of the raw material. The aim of the invention is to improve the accuracy of control. The goal is achieved by the fact that according to the method of controlling the pro-flotation process, including changing the degree of aeration and flotation time by the qualitative and quantitative parameters of the original pulp, the distribution of particles and the whole component by flotation is determined, and the degree of aeration and flotation time are adjusted by individual operations. m process is proportional to the values found. The essence of the method is as follows. In the broadest sense, the term floatability, as is known, defines the ability of mineral particles to adhere to a bubble, i.e. secured to its surface. At the same time, the more strongly a particle sticks to a bubble, the greater the flotation value of the particle and vice versa. The flotation kinetics rate coefficient K (m / s), determined from the Beloglazov kinetics equation for K const Econ-s ––, i), should be taken as a measure of the floatability of particles. where - extraction in a foamy product, weight dol; S is the free surface of the bubbles per unit volume of the pulp, (a measure of the degree of aeration); t - the duration of flotation, s. Floatability K is numerically equal to the average rate of arrival with the fixing of mineral particles at the gas-liquid interface at a unit concentration in the pulp at. In the volume of the flotation machine, the flotation value of the mineral particles takes a continuous range of values from to. All the mass of particles usually taken as a unit can be divided into weight fractions, with each weight fraction having its own floatability range. The determination of these fractions is carried out by flotometric analysis, which should include an experiment on flotation kinetics with the subsequent determination of two functions: the distribution of mineral particles by the floatability f (K) and the function p (K), the determined distribution of the valuable component depending on the floatability of the particles. Function 7 (K) is determined from the flotation kinetics curve described by the equation g., (L) where (t) is the time dependence of the extraction of all solid. The second function p) (K) is the average dependence of the content of the valuable component in the mineral particles on their flotability. It is determined from the kinetics curve of the extraction of the valuable component Ip (t). j tpt 1 ,,) ,, (j) where (b is the average content of the valuable component in the initial feed. The calculation of both functions is performed by the method of regulation. To perform a flotometric analysis of the initial feed of the flotation, samples of the initial feed should be sampled with these samples and calculate the Yew-function functions. ((K) using relation (2) and (3). The calculation is performed on a digital computer. Now we turn to a quantitative characterization of flotation operations. One flotation operation considered as a particle separator is different floatability is estimated by the separation characteristic of the dependence of the mass ratio of narrow flotation fractions in the concentrate and in the feed from the flotation capacity of these fractions. For one flotation machine with a constant (t const) flotation time, it turns out that. (4) E.on (k) H- e Multi-operation flotation scheme is evaluated by the resulting separation characteristic Erez (K) The resulting characteristic is expressed in terms of particular characteristics using balanced ratios, i.e. (t, Ei ... t) L5) With an increase in the number of cleaning and control The separation characteristics of the resulting operations strives to echelon form with the K Cr Er (K) fO Cr with K, (6) where Cr - floatability separation. Half of the particles possessing the floatability of the separation fall into the tails, half into the concentrate. For all schemes, the value of Kp is the root of the equation E (Kp) 0.5. (7) Since the resultant separation of the characteristics depends on the separation characteristics of individual operations, and, in turn, depends on the flotation time and the degree of aeration, it becomes clear that the flotation separation depends on the flotation time and degree of aeration pulp in each individual operation. The floatability of the separation is the most important; ,%) Tksi-noo J Tisu (k) Reg Wa, -1oo, rT ,, (K) aK. (8) The content of the useful component in the concentrate,% 100 con., For ..wa ,. (9) In turn, the concentrate yield and the content of the useful component in it are strictly associated with any essential criterion of optimality for the flotation of Cf, ko, b, soybean, (a) Thus, the selected criterion is quantitatively associated with perturbed Factors ,, (k) and f) (k) and with the governing factor Kr. The task of the optical control takes the form of ZSTi with X SK), P., DK), Kp (s, S2 ..-Sy,; -ti, r. -.- b) - The essence of the method is as follows. A flotometric analysis of the mineral raw material is carried out, the functions of Zyisch and Lcc are determined. (K the optimal flotation separation is calculated from the ratios of type (11), then the appropriate flotation separation degree of aeration and flotation time in operations are selected, after which the selected values of flotation time and degree of aeration are established in each operation. The degree of aeration can be affected by adjusting flow rate of air supplied to the cells of the flotation machine. The choice of one or another method depends on which of the options turns out to be the most simple for the given concrete conditions.

Из приведенных материалов видно, что в отличие от известного, предлагаемый способ управлени может примен тьс не только дл схемы с одной перечистной и одной контрольной операци ми , но и дл любой другой сколь угодно разветвленной схемы. Кроме того , предлагаемый способ управлени дает возможность получить заданные технико-экономические показатели при изменении вещественного состава сырь за счет управлени флотируемости разделени схемы, В отличие от известного способа, значени произведений степени аэрации на врем флотации в операци х не поддерживаютс равными между собой, а определ етс оптимальной величиной флотируемости разделени .It can be seen from the above materials that, in contrast to the known, the proposed control method can be used not only for a circuit with one cleaner and one control operation, but also for any other arbitrarily branched circuit. In addition, the proposed control method makes it possible to obtain specified technical and economic indicators when changing the material composition of the raw material by controlling the floatability of the separation scheme, In contrast to the known method, the values of products of the degree of aeration for the flotation time in operations are not equal to each other, the optimum flotation separation value.

Выбор оптимальной величины флотируемости разделени оказывает определ ющее вли ние на показатели работы флотационной схемы.The choice of the optimal flotation value of the separation has a determining effect on the performance of the flotation circuit.

Пример. На обогатительную фабрику поступило минеральное сырье, которое затем было обработано реагентами .Example. Mineral raw materials were supplied to the processing plant, which was then processed with reagents.

Результаты флотометрического анализа сырь представлены в таблице (диапазон () - (-vO) соответствует нефлотируемой части минерального сырь ).The results of the flotometric analysis of the raw materials are presented in the table (range () - (-vO) corresponds to the non-flotation part of the mineral raw materials).

Содержание КС, в минеральном сырье 25%. Необходимо получить максимальный выход концентрата, при содержании КСt в нем не менее 95%, т.е .(1) При управлении по известному способу флотируемость разделени не зависит от изменени вещественного сос тава минерального сырь , поэтому может принимать люЬые значени от 4. 10 до 2 . Допустим значение флотируемости разделени при известном способе управлени равно . 10 м/ Тогда технологические показатели будут иметь следующие значени . Выход концентрата Itmox. 3 i oH0° JTMci; 3K-100.(a0894+0,f.,f33h33% Кр Содержание КС С в концентрате too о -fQfj },тоТInn PKoH-- -JT,cK()iij(Kl)dK- (0,0894-0, ,2-0,971t 0,1Ъг.о,.986 -72%, .т«е. в этом случае качество концентрата ниже необходимого и уравнение не отвечает заданному критерию (12) При Кр 810 качество концентрата также будет неудовлетворительным. При управлении по предлагаемому способу флотируемость разделени определ етс , исход из необходимости соответстви заданному критерию. При этом методе управлени 12-1(Г Выход концентрата составит Кшах fj tj --100 JTytcx (К)ак-100(,1ЪЗ)2.4,6 V. КС Е. в концентрате Содержание Ркон СОЛ(2-0,973-ю,(M.0,986)-97,57o Управление удовлетвор ет заданному критерию, так как при . технологические показатели будут следующими .%oH-n /c,Te.T,OH(t;.. Up42--(o-5)v,f Up-ia--fo5)- T QX-t p-CKp -io- jr 911,5%-95%. На чертеже представлена блок- схема устройства автоматического управлени дл реализации способа. Устройство содержит пробоотборн; к 1 обработанного реагентами минерального сырь флотации, блок 2 флотометрического и химического анализа минерального сырь , регул тор 3, исполнительные механизмы 4 подачи воздуха в камеры флотомашин, регулировани уровн пульпы и пены, измерители 5 степени аэрации пульпы и времени фл тации, пробоотборники 6 и 7 выходны продуктов - концентрата и хвостов флотационной схемы, блок 8 химического анализа выходных продуктов фло тационной схемы. Устройство работает следующим образом . Пробоотборник 1 периодически отби рает пробы исходного питани , которые затем поступают дл химического и флотометрического анализа в блок Результаты анализа поступают в расчетное устройство-регул тор 3, в котором рассчитываетс необходимое дл результатов данного флотометрического анализа значение флотируемости разделени . Затем выбираетс врем флотации и степень аэрации пульпы в отдельных операци х, соответствующие этому значению флотируемости разделе ни по (11) . В соответствии с выбранной степенью аэрации и временем флотации в ка одой отдельной операции вырабатываютс управл ющие воздействи : подача воздуха в камеры флотомашины, регулирование уровн пульпы и пены .во флотомашине, разложение пульпы. Эти воздействи 6суи1ествл н)тс исполнительными механизмами 4. Степень аэрации и врем флотации в операции измер ютс измерителем 5, сигнал с которого поступает на регул тор 3, который контролирует достижение выбранных значений степени аэрации и времени флотации в каждой отдельной операции. В случае если выбранные значени не достигнуты, регул торвоздействует на исполнительные механизмы..4 . Когда выбранные значени равны измеренным, воздействи на исполнительный механизм прекращаютс . Выходные продукты отбираютс пробоотборниками 6 и 7. Химический анализ выходных продуктов - хвостов и концентрата - производитс в блоке 8, сигнал с которого поступает на регул тор 3, который контролирует получение рассчитанных технологических показателей . В случае если рассчитанные технологические показатели не достигнуты, флотометрический анализ повтор етс и система вырабатьшает новые управл ющие воздействи . Таким образом, предлагаемый способ управлени флотационными схемами позвол ет получить при заданном качестве готового продукта повышение извлечени не менее, чем на 1,5%,The content of the COP, in minerals 25%. It is necessary to obtain the maximum concentrate yield, when the content of KCt is not less than 95%, i.e. (1) When controlled by a known method, the floatability of separation does not depend on the change in the material composition of the mineral raw material, therefore it can take any values from 4. 10 to 2 Let the value of the flotability of the separation with the known control method be equal. 10 m /. Then the technological indicators will have the following values. Itmox concentrate yield. 3 i oH0 ° JTMci; 3K-100. (A0894 + 0, f., F33h33% Cr Content of CS C in concentrate too o -fQfj}, then TInn PKoH-- -JT, cK () iij (Kl) dK- (0.0894-0,, 2-0.971t 0.1yy, .986 -72%, .t "e. In this case, the quality of the concentrate is lower than necessary and the equation does not meet the specified criterion (12) For Cr 810, the quality of the concentrate will also be unsatisfactory. the method of flotation separation is determined, based on the need to meet a given criterion. With this control method 12-1 (D The output of the concentrate will be Kshah fj tj - 100 JTytcx (K) ak-100 (, 1H3) 2.4.6 V. KS E. in concentrate Rcon SOL content (2-0.973- , (M.0.986) -97.57 ° The control satisfies the given criterion, since the following technological indicators will be as follows.% OH-n / c,Te.T,OH (t; .. Up42 - (o-5) v, f Up-ia-fo5) -T QX-t p-CKp -io-jr 911.5% -95%. The drawing shows a block diagram of an automatic control device for implementing the method. The device contains sampling; to 1 processed reagents of mineral flotation raw materials, unit 2 for flotometric and chemical analysis of mineral raw materials, controller 3, actuators 4 for supplying air to the chambers of flotation machines, adjusting the level of pulp and foam, will measure A 5 degree aeration time and pulp tation fl, 6 and 7 sampler output product - the flotation concentrate and tails circuit unit 8 Chemical Analysis of output products, Gravitational flo circuit. The device works as follows. Sampler 1 periodically takes samples of the initial feed, which are then fed to the chemical and flotometric analysis in the block. The analysis results are sent to the calculator-regulator 3, in which the flotation value of the separation required for the results of this flotometric analysis is calculated. Then, the flotation time and the degree of pulp aeration in individual operations are selected, corresponding to this flotation value of section (11). In accordance with the chosen degree of aeration and flotation time in each separate operation, control actions are generated: air supply to the cells of the flotation machine, regulation of the level of pulp and foam in the flotation machine, decomposition of the pulp. These effects are performed by actuators 4. The degree of aeration and flotation time in operation are measured by meter 5, the signal from which is sent to controller 3, which controls the achievement of selected values of aeration and flotation time in each individual operation. In case the selected values are not reached, the regulator acts on the actuators. When the selected values are equal to the measured, the actuator action is terminated. Output products are sampled by samplers 6 and 7. Chemical analysis of output products — tails and concentrate — is performed in block 8, the signal from which goes to regulator 3, which controls the production of calculated technological parameters. In case the calculated technological indicators are not achieved, the flotometric analysis is repeated and the system generates new control actions. Thus, the proposed method for controlling flotation circuits makes it possible to obtain, with a given quality of the finished product, an increase in extraction of at least 1.5%,

Claims

METHOD OF CONTROL OF THE FLOTATION PROCESS, which includes changing the degree of aeration and flotation time by qualitatively-quantitative parameters, the frames of the initial pulp, distinguishing it by the fact that, in order to increase the accuracy of control, the distribution of particles and a valuable component by flotation, and the degree of aeration are determined and the flotation time is adjusted for individual process operations in proportion to the values found.

_aa -SU „» 1005918

10 0 5 9 1.8