Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации

Иллюстрации

Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации (патент 899131)
Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации (патент 899131)
Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации (патент 899131)
Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации (патент 899131)
Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцнвлнстнческнд

Республик

<и 899131 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 05. 80 (21) 2921322/22-03 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 230132. Бюллетень Ио 3

Дата опубликования описания 23 .01.82

В 03 В 13/04

Государственный коиитет

СССР ио делан изобретений и открытий (331 УДК 622.725 (088. 8) (72) Авторь изобретения.

Ю.П. Астафьев, В.С. Моркун, В-П. Хорольскф и Ю.A. Хватов

0% ГЕНТУ

1 Ю @"тикнет.е:ц,е 13 1

Криворожский ордена Трудового Красного Зн горнорудный институт Министерства высшего и среднего специального образования украи (7t) Заявитель скойфЯ,"Я цп-t gi

{54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ

Изобретение относится к автоматическому оптимальному управлению процессом обогащения- ферромагнитных материалов и может быть. использовано . при переработке.руд с изменяющимися физико-механическими и химико-минералогическими свойствами.

Известен способ обогащения ферромагнитных материалов,. включающий предварительную флокуляцию перерабатываемого сырья (1) .

Недостатком известного способа является то, что при неконтролируемых параметрах процесса флокулообразования происходит .загрязнение образовавшихся флокул частицами пустой породы и, как следствие, имеют место. большие потери железомагнетита в хвостах обогатительного аппарата.

Известен способ автоматического управления процессом магнитной сепарации, основанный на измерении магнитной восприимчивости исходного материала и концентрата и изменении напряженности магнитного поля и расхода воды в процессе j2).

При изменении типа обогащаемого материала, отличающегося разностью магнитной восприимчивости входящих ,в него минералов,-происходит умень-,. шение извлечения железамагнетита в концентрат.

Цель изобретения — повышение извлечения железомагнетита-в концентрат.

Поставленная цель достигается тем, что на исходный материал воздействуют ультразвуковыми колебаниями дополнительно измеряют магнитную восприимчивость, коэффициент. затухания ультразвуковых колебаний и скорость его изменения в исходном материале, определяют разность величины магнитной восприимчивости-до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями, отношение величины магнитной. восприимчивости концентрата .и исходного .материала, отношение разности текущего н заданного значений .коэффициента затухания ультразвуковых колебаний .к .зна" чению скорости изменения.коэффициента затухания и по величине разности магнитной восприимчивости до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями изменяют интенсивность колебаний, по величине отношения магнитной восприимчивости концентрата.и исходного, материала изменяют,:напряженность магЗG нитного поля, а по величине.отноше899131

А!

= 4 - Л,S.t,), ),б Ь„

i! ия М>аз ности текущего и заданного значений коэффициента затухания и .:корости его изменения корректируют расход воды в процессе магнитной сепарации, На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления процессом магнитной сепарации, реализующей способ.

Объектом управления являются работающие параллельно обогатительные аппараты 1. Система автоматического управления процессом магнитной сепарации содержит магнитострикционный преобразователь 2, который подключен к выходу управляемого генератора

3 мощных ультразвуковых колебаний, вход которого через регулятор 4 интенсивности ультразвуковых колебаний связан с выходом первой измерительной схемы 5, ко входу которой подключен первый датчик б магнитной восприимчивости, и одним из входов схемы 7 соотношения, другой вход которой через вторую измерительную схему 8 соединен со вторым датчиком 9 магнитной восприимчивости, а выход схемы 7 соотношения через последовательно соединенные экстремальный регулятор 10 напряженности магнитного поля и преобразователь 11 мощности связан с электромагнитной системой

12, зада!в!!!и>! генератор 13, к которому подключен излучающий пьезоэлемент 14, приемный пьезоэлемент 15, связанный через приемник 1б со входом г.;.числительного блока 17, выход которого через последовательно сое,циненн.=:е регулятор 18 расхода воды и исполнительный механизм 19 связан а клапаном 20 расхода воды в обогатительный аппарат 1.

Система автоматического управления процессом магнитной сепарации работает следующим образом.

Исходный материал, поступающий на обогащение в обогатительные аппараты 1„ подвергается воздействию ультразвуковых колебаний, вырабатываемь.х угравляемым генератором 3 мощных ультразвуковых колебаний и излучаемых в поток пульпы посредством магнитострикционного преобразователя 2. ферромагнитное тело состоит из множества областей — доменов, каждая из которых намагничена в некотором направлении до насыщения. B ненамагниченном материале векторы намагнич>нности доменов ориентированы беспорядочно по всем направлениям или каким-либо другим образом, Но так, что намагниченности образца в целом не возникает. Внешнее поле изменяет лишь направление намагниченности.в данном объеме, не влияя на ее величину. Магнитный момент каждого из доменов определяется величиной и направлением намагниченности домена и его .объемом. Намагниченность ферромагнитного образца, частью которого является домен, может изменяться за счет изменения направления намагниченности- домена — "вращения" или изменения. объема домена

"смещения границ" и определяется выражением

П и

Л > б" (5 Q ) 2ц Х- lWv 5i>> 8 /84GC>S c> Щ и> 5щ .! ,(1)

f0

tTI=5 где „и Ч„„— соответственно намагниченность и объем

15 m-го домена, 9 — угол между 3!» и направлением поля; объем тела. . Члены, содержащие с 8 относятся к намагниченности, вызванной "вращением" домена, а включающие о V

"смещением границ".

Положение доменной границы при данной величине магнитного поля Н зависит от величины граничной энергии т определяемой уравнением где А — интеграл обмена; постоянная решетки; постоянная анизотропии; упругое напряжение;

ХЗ вЂ” постоянная магнитострикции;

 — величина, зависящая от характера доменных соседств.

Смещению доменной границы при изменении магнитного поля препятствуют

® потенциальные барьеры, обусловленные градиентом граничной энергии вдоль направления х.! движения границы, т.е. величиной . Понимая под б сумcl P

dx> му внутренних h. и внешних d< напряжений и дифференцируя (2) по х!. можно получить

85„„. . 8, ГА Б 6К

Отсюда видно, что при увеличении внешних напряжений градиент гранич55 ной энергии

cl it уменьшается, облегdxi. чая тем самым движение. границы в направлении, обусловленном магнитным полем.

Магнитное обогащение. основано на различном поведении минеральных зерен в магнитном поле в зависимости от их магнитных свойств. При этом эффективность разделения полезного у компонента и пустой породы зависит

899131 от разности их магнитных восприимчивостей. И поскольку магнитная вос- приимчивость железосодержащих минералов колеблется в широком диапазоне,. а напряженность магнитного поля сепаратора является величиной постоянной, и потому оптимальной только для определенного. минерала, имеют место большие потери полезного компонента в хвостах обогатительного аппарата.

Отсюда следует, что целесообразно подавать на обогащение исходный материал, однородный с точки зрения разности магнитных свойств, составляющих его минералов.

В то же время величина изменения 15 магнитной восприимчивости исходного материала под воздействием механических напряжений в поле ультразвуковых колебаний зависит от характера доменных соседств Э т.е. характе- Щ ра.вкрапленности полезного компонента.

Таким образом, под воздействием ультразвуковых колебаний магнитострикционного преобразователя происходит разделение минералов (в случае неполного завершения этого процесса на предыдущих .стадиях технологического.процесса) и изменение магнитной восприимчивости железосодержащего минерала в исходном материале.

Первый датчик б магнитной восприимчивости, включенный в первую измерительную схему 5, измеряет магнитную восприимчивость исходного материала Х „ после воздействия на него ультразвуковых колебаний.

Разность измеренного текущего и базового значений магнитных восприимчивостей исходного материала с пер- ® вой измерительной схемы 5 поступает на регулятор 4 интенсивности ультРазвуковых колебаний, который посредством управляемого генератора 3 мощных ультразвуковых колебаний поддерживает М„ постоянной.

Эффективность разделения минералов в магнитном поле обогатительных аппаратов 1 значительно возрастает в случае предварительной флокуляции частиц полезного. компонента. Процесс флокуляции определяется напряженностью внешнего магнитного поля содержанием и магнитной восприимчивостью полезного компонента, а также плотностью исходного материала, случайные флуктуации этих параметров приводят к попаданию частиц пустой породы во флокулы и, как следствие, к уменьшению извлечения полезного Я) компонента в Концентрат. управляемыми параметрами процесса магнитной флокуляции являются скорость флокулообразования .и качество, т.е. чистота флокул. 65

При этом максимальное увеличение железомагнетика в концентрате достигается при неизменной скорости флокулообразования и определенном размере флокул, что достигается соответственно управлением плотностью пульпы и напряженностью магнитного поля воздействующего .на исходный материал.

С этой целью задающий генератор.

13 вырабатывает видеоимпульсы синусоидальных электромагнитных колебаний, которые излучающим пьезоэлементом 14 преобразуются в упругие колебания среды ультразвуковой частоты. Длина волны ультразвуковых колебаний выбирается соизмеримой с размером гранул исходного материала.

Приемный пьезоэлемент 15 принимает прошедшие через поток пульпы ультразвукОвые колебания, а приемник 16 усиливает принятый сигнал и определяет коэффициент затухания k> ульт- развуковых колебаний как отношение амплитуды излучаемого A и приняT того сигналов A 1А

А 1l

Вычислительный блок 17 осуществляет вычисление величины 9

Е, Д= х

Э1 bo где k> - текущее значение коэффициента. затухания ультразвуковых колебаний; базовое значение коэфЭ< фициента затухания ультразвуковых колебаний;

x=d — реальная производная .да() величина б т. е. скорость изменения

Вычисленное значение 8-д, характеризующее динамику изменения размеров флокул, поступает .на регулятор

18 расхода воды, который управляя посредством исполнительного механизма 19 положением-клапана 20 расхода воды в обогатительный аппарат 1,стабилизирует скорость процесса флокулообразования.

Одновременно схема 7 соотношения ,определяет отношение о",„ магнитной восприимчивости концентрата Х измененной вторым датчиком 9 магнитной восприимчивости включенИем во вторую измерительную схему 8 и магнитной восприимчивости,.исходного материала X после воздействия на него ультразвуковых колебаний

x„

О"

le

Х„

В зависимости от величиныа „, экстремальный регулятор 10 напряжен899131 ности магнитного поля посредством преобразователя мощности 11 и электромагнитной системы 12 управляет напряженностью магнитного поля,воздействующего на исходный материал таким образом, чтобы обеспечить оптимальное с точки, зрения соотношения чистоты и размеров образующихся флокул его значение и, тем самым, обеспечить максимальный выход полезного компонента в концентрат.

Способ автоматического управления процессбм магнитной сепарации позволяет повысить извлечение железомагнетика в концентрат на 0;5

0,6%.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом магнитной сепарации, основанный на измерении магнитной восприимчивости исходного материала и концентрата и изменении напряженности магнитного поля и расхода води в процессе, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения извлечения железомагнетита в концентрат, на исходный материал воздействуют ультразвуковыми колебаниями, дополнительно измеряют магнитную восприимчивость коэффициент затухания ультразвуковых колебаний и скорость.его изменения в исходном материале, определяют раз ность величин магнитной восприимчивос-.и до и после воздействия на исходный материал ультразвуковыми колебаниями, отношение величин магнитной восприимчивости концентрата.и исходного материала, отношение разности текущего и заданного значений коэффициента затухания ультразвуковых колебаний к значению скорости изменения коэфФициента затухания и по величине разности магнитной восприимчива гти до и после воздействия на исходный материал .ультразвуковыми колебаниями изменяют интенсивность колебаний,по величине отношения магнитной восприимчивости концентрата и исходного материала изменяют напряженность магнитного поля, а по величине отношения разности текущего и заданного значений коэффициента затухания и

;Щ скорости его изменения корректируют расход воды в процессе магнитной сепарации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кармазин В.В. Исследование магнитоадгеэионной сепарации пород .

Диссертация на соискание степени д-ра техн. наук. М., 1975, с. 21.

2. Марюта A.Н. Автоматическая

30 оптимизация процесса обогащения руд на магнитообогатительных фабриках.

N. "Недра", 1975, с. 198 (прототип) 899131

Составитель В. Персиц

Редактор A. Иандор ТехредЖ.Кастелевич Корректор B. Синицкая, Заказ 12002/9 Тираж 593 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4