Технологический контроль процессов обогащения полезных ископаемых

Создание систем управления, позволяющих вести технологические процессы в оптимальных режимах, требует существенного увеличения потоков аналитической информации на всех этапах обогатительного производства и, следовательно, значительного расширения круга используемых аналитических методов анализа. Представление о многообразии возможных методов контроля основных, подготовительных и вспомогательных технологических процессов обогащения дает табл.

Основные технологические процессы контроля руды

Процессы и методы обогащения полезных ископаемых основаны на технологических свойствах минералов, входящих в состав руд. К ним относятся прежде плотность, механические свойства (твердость и упругость), магнитные и электрические свойства, радиоактивность, физико-химические, химические и термохимические свойства.

Методы контроля технологических процессов
Технологические процессы		Основные
Технологические процессы		Гравитационное обогащение	Магнитное обогащение	Флотация	Хим. обогащение	Физико-аналитическое обогащение	Электрическое обогащение
Методы анализа	Ионный	+		+	+
	Рентгеноспектральный	+	+	+	+	+	+
	Рентгенорадиометрический	+	+	+	+	+
	Ядерно-физические	+		+	+	+	+
	Радиоизотопные	+		+	+	+	+
	Атомно-эмиссионные			+	+		+
	Атомно-абсорбционные			+	+	+
	Атомно-флюоресцентные			+	+
	Люминесцентные			+	+	+
	Спектрофотометрические			+	+	+
	Титриметрические			+	+
	Гравиметрические	+		+
	Потенциометрические	+		+	+
	Кондуктометрические	+		+	+
	Магнитные		+
	Полярографические			+	+
	Хроматографические			+	+	+
	Комбинированные			+	+
	Рентгеноструктурные	+	+	+	+		+
	Локальные микрозондовые	+	+	+	+		+
Контролируемый состав	Минеральный	+	+	+	+		+
	Фазовый	+	+	+	+	+	+
	Элементный	+		+	+	+
	Молекулярный			+

Подготовительные и вспомогательные технологические процессы

Методы контроля технологических процессов
Технологические процессы		Подготовительные			Вспомогательные
Технологические процессы		Дробление	Грохочение	Измельчение	Очистка сточных вод	Приготовление и регенерация сточных флотационных реагентов	Окусковывание
Методы анализа	Ионный				+	+
	Рентгеноспектральный			+			+
	Рентгенорадиометрический			+			+
	Ядерно-физические	+		+	+	+	+
	Радиоизотопные	+		+	+	+	+
	Атомно-эмиссионные				+
	Атомно-абсорбционные				+
	Атомно-флюоресцентные				+
	Люминесцентные			+	+
	Спектрофотометрические				+	+
	Титриметрические			+	+	+
	Гравиметрические	+		+	+		+
	Потенциометрические				+	+
	Кондуктометрические		+		+	+	+
	Магнитные			+	+
	Полярографические			+	+	+
	Хроматографические				+	+
	Комбинированные			+	+	+	+
	Рентгеноструктурные			+
	Локальные микрозондовые	+		+
Контролируемый состав	Минеральный	+		+
	Фазовый			+
	Элементный	+		+	+		+
	Молекулярный		+	+	+	+	+

К основным обогатительным процессам относятся физические (гравитационные, магнитные, электрические, радиометрические и специальные ) и физико-химические (флотационные). Гравитационные методы обогащения основаны на различии в плотности, размерах и форм разделяемых минеральных зерен, различной скорости и характера их движения в среде под действием силы тяжести, сил сопротивления и центробежных сил.

Разделение минералов осуществляется в воде, воздухе и тяжелых средах. К гравитационным процессам относится разделение минералов в вертикальной струе воды или воздуха (отсадка), в потоке воды, текущей по наклонной плоскости (шлюзы, концентрационные столы, винтовые, струйные, конусные сепараторы), в тяжелых средах (суспензионные сепараторы) и в центробежном поле (центробежные сепараторы и концентраторы). Гравитационные методы при обогащении крупновкрапленных руд цветных и редких металлов и особенно при обогащении руд и россыпей редких и благородных металлов.

Магнитные и электромагнитные методы обогащения основаны на различии в магнитной восприимчивости минералов и различии траекторий их движения в магнитном поле. Эти методы применяются при обогащении железных, марганцевых руд, а также при доводке гравитационных концентратов. Электрические методы обогащения основаны на различии в электропроводности минералов, в зависимости от величины которой и получаемого ими заряда движутся по различным траекториям. Эти методы применяются при доводке оловянных , вольфрамовых концентратов.

Электрические методы обогащения основаны на различии в электропроводности минералов, в зависимости от величины которой и получаемого ими заряда движутся по различным траекториям. Эти методы применяются при доводке оловянных , вольфрамовых концентратов, при доводке гравитационных концентратов, содержащих ильменит, циркон, рутил.

Радиометрические методы обогащения основаны на различии в радиоактивных свойствах минералов или силе их естественной или наведенной радиоактивности.

Флотационные методы обогащения основаны на различии физико-химических свойств минералов, которые обеспечивают избирательное прилипание частиц минералов к поверхности раздела двух фаз воды и пузырьков газа. Применяя различные флотационные реагенты можно искусственно изменять смачиваемость минеральной поверхности. Частицы плохо смачиваемые водой ( гидрофобные) прилипают к пузырькам воздуха и образуют минерализованную пену, которая всплывает на поверхность пульпы. Частицы минералов с хорошо смачиваемой поверхностью ( гидрофильные) не прилипают к пузырькам воздуха и остаются в объеме пульпы.

Источник

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель
Департамента

образовательных программ
и стандартов профессионального образования

_______________
Л.С. Гребнев

«____»______________

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ

«Контроль технологических процессов обогащения»

Рекомендуется Минобразованием России для подготовки

дипломированных специалистов по направлению

650600 «Горное дело» специальности 090300 «Обогащение

полезных ископаемых»

1. Цели и задачи дисциплины

Цель –
обеспечить специальную подготовку выпускников вузов по методах и техническим
средствах правильного построения системы опробования, контроля и автоматизации
технологических процессов на обогатительных фабриках.

Задачи:

Изучить:

·
теоретические основы и методы управления
качеством продукции обогатительного производства;

·
технические средства опробования, контроля и
автоматизации;

·
принципы построения и функционирования систем
опробования, контроля и автоматизации на обогатительных фабриках.

2.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

·
закономерности опробования неподвижных и
движущихся масс материала;

·
методы расчета технологического и товарного
балансов;

·
методы и способы контроля параметров процессов
обогащения;

·
основы функционирования систем автоматического
контроля и управления технологическими процессами обогатительного производства.

Уметь:

·
решать три основные задачи опробования: расчет
параметров опробования;

·
расчет технологического баланса;

·
считать и составить технологический и товарный
баланс;

·
правильно выбрать средства измерения параметров
технологических процессов;

·
составить принципиальную схему системы
автоматического регулирования или управления.

Получить навыки:

·
определения расчета минимальной массы, числа
точечных проб и погрешности опробования;

·
расчета показателей технологического и товарного
балансов с применением ЭВМ;

·
измерения основных параметров процессов
обогащения;

·
прочтения схем системы автоматического контроля
и управления технологическими процессами.

3.
Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестр
Общая трудоемкость дисциплины	100	8
Аудиторные занятия:	51	8
лекции	34	8
практические занятия (ПЗ)	–
семинары (С)	–
лабораторные работы (ЛР)	17	8
Самостоятельная работа:	49	8
курсовой проект (работа)	–
расчетно-графические работы	34	8
реферат	–
другие виды самостоятельной работы	15	8
Вид итогового контроля	экзамен

4.
Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды
занятий

№	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ (или С)	ЛР
1.	Понятия о пробах и опробовании	+	–	+
2.	Методы отбора и подготовка проб	+	–	+
3.	Системы опробования	+	+	–
4.	Технологический и товарный балансы	+	–	+
5.	Измерение параметров процессов обогащения	+	–	+
6.	Контроль продуктов обогащения	+	–	+
7.	Управление качеством продукции ОФ	+	–	+
8.	Автоматизация контроля и управления технологическими процессами на обогатительных фабриках	+	–	+

4.2. Содержание разделов
дисциплины

Раздел 1. Понятия о пробах и опробовании

Введение. Основные понятия
– проба, опробование, контроль, опробуемая масса, аналитические и
технологические пробы, точечная проба, объединенная проба, задачи опробования.
Характеристики опробуемых продуктов. Распределение массовой доли в точечных
пробах. Исключительные показатели. Среднее и дисперсия. Коэффициент вариации.
Вероятная систематическая погрешность. Формула минимальной массы пробы.
Дисперсия покускового опробования дискретного и нормального законов и в
переходной зоне. Закономерности изменения минимальной массы пробы от крупности.
Экспериментальный метод определения коэффициентов упрощенных формул минимальной
массы пробы. Объединенная проба. Представительность объединенной пробы. Выбор
числа точечных проб при закономерном и случайном изменении свойств массива.
Экспериментальное определение дисперсии точечных проб. Выбор числа точечных
проб в функции массы. Закономерности изменения минимальной массы пробы и числа точечных проб для неоднородного
массива.

Раздел 2. Методы отбора и подготовка
проб

Способы и техника отбора
проб от неподвижных масс. Пробоотбиратели ковшовые, секторные и скреперные.
Ручные пробники. Пробоотбиратели вакуумные и пневматические. Отбор проб
извлечением элементов потока. Подготовка проб. Типовые операции подготовки
проб. Способы перемешивания. Способы и устройства сокращения. Дробление,
обезвоживание проб. Схемы подготовки по ГОСТ. Проборазделочные машины.
Погрешность опробования. Структура погрешности результата.

Погрешность сокращения,
погрешность подготовки пробы. Погрешность отбора аналитической навески, погрешность
анализа. Общая диаграмма погрешности результата опробования. Экспериментальный
метод определения случайных погрешностей отбора, подготовка и анализ проб.
Расчет параметров опробования.

Раздел 3. Системы опробования

Системы опробования.
Системы отбора и подготовка проб кусковых продуктов. Системы отбора и
подготовки проб пульпы АСАК. Организация опробования. ОТК. Виды опробования,
пробоотбора, экспресс-лаборатория. Правила безопасности при опробовании.

Раздел 4. Технологический и
товарный балансы

Технологический баланс. Измеряемые показатели, системы управления.
Расчетные показатели. Погрешность расчетных показателей. Определение выходов
при наличии дополнительной информации. Расчет сложных схем. Вероятная
систематическая погрешность расчетных показателей. Товарный баланс. Измеряемые
показатели. Товарное извлечение. Невязка. Погрешности невязки. Структура и
анализ невязки.

Раздел 5. Измерение параметров
продуктов обогащения

Измерение масс в перемещаемых емкостях и расходов сыпучих продуктов. Измерение
расходов пульп и содержания в них твердого, измерение влажности, плотности.
Определение гранулометрического состава. Измерение содержаний компонентов в
жидкой и твердой фазах. Измерительные приборы и системы.

Раздел 6. Контроль процессов
обогащения

Контроль. Основные и косвенные показатели. Методы оперативного анализа состояния
процесса. Контроль процессов дробления, измельчения, грохочения, классификации,
обезвоживания, флотации, гравитационных, магнитных, электрических, специальных
процессов.

Раздел 7. Управление качеством
продукции ОФ

Комплексная система управления качеством продукции (КС УПК). Технологические
возможности управления качеством продукции. Изменение дисперсии качественных
характеристик потоков руды и продуктов обогащения. Технологический смысл управления
качеством руды. Использование технологических аппаратов для сглаживания колебаний.
Управление технологическим режимом. Виды и смысл усреднения. Пассивное
усреднение. Активное усреднение.

Раздел 8. Автоматизация контроля и
управления технологическими процессами на обогатительных фабриках

Теоретические основы автоматики. Основные понятия. Классификация систем
управления. Математическое описание систем. Типовые звенья и объекты.
Передаточные функции систем управления. Законы регулирования.
Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Системы
контроля и управления технологическими процессами обогащения. Автоматизация
поточно-транспортных систем. Автоматизация процессов рудоподготовки.
Автоматизации сепарационных процессов гравитационного, магнитного,
флотационного обогащения. Автоматизация вспомогательных процессов
обезвоживания, пылеулавливания, кондиционирования сточных вод. Проекты
автоматизации обогатительных фабрик.

5.
Лабораторный практикум

№	№раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ
1.	1	Определение минимальной массы средней пробы
2.	1	Определение необходимого числа частичных проб при опробовании массива
3.	2	Отбор, обработка и подготовка к исследованиям начальной пробы полезного ископаемого
4.	4	Определение, расчет и составление технологического баланса ценных компонентов при обогащении и моно- и полиметаллических руд
5.	5	Определение гранулометрического состава, содержания твердого и концентрации реагентов в пульпе приборным методом
6.	6	Контроль параметров подготовительных, сепарационных и вспомогательных процессов обогащения с применением автоматических датчиков и технических средств
7.	7	Контроль вещественного состава (качества) продуктов обогащения ядерно-физическим методом
8.	8	Экспериментальное определение динамических характеристик объектов автоматизации на примере обогатительного процесса
9.	8	Исследование и наладка системы автоматического регулирования сепарационного процесса (на примере реагентного режима флотации)

6.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература:

1. Козин В.З., Тихонов О.Н. Опробование, контроль и автоматизация
обогатительных процессов. Учебник для вузов. – М.: Недра, 1990. – 343 с.

б) дополнительная литература:

1. Козин В.З. Опробование и контроль технологических процессов
обогащения. – М.: Недра, 1985. – 294 с.

2. Тихонов О.н.
Автоматизация производственных процессов на обогатительных фабриках. – М.:
Недра, 1985. – 207 с.

3. Авдохин В.М. Методические указания по проведению лабораторных работ по
дисциплине «Опробование, контроль и автоматизация на ОФ». – М.: МГИ, 1991. – 73
с.

4. Журналы «Обогащение
руд», «Уголь», «Цветные металлы».

6.2. Средства обеспечения освоения
дисциплины

Обучающие компьютерные программы:

– составление и расчет схемы опробования с
определением погрешности;

– автоматическая
стабилизация границ разделения сепарационных процессов и машин.

Контролирующие
компьютерные программы:

– контроль знаний
студентов по разделам дисциплины с решением типовых задач.

Расчетные
компьютерные программы:

– расчет необходимой массы и числа частичных проб;

– расчет товарного и технологического балансов схем
обогащения;

– расчет динамических характеристик САР.

Диафильмы
и кинофильмы:

– государственная Система Приборов (ГСП);

– система управления качеством (КС УПК);

– автоматизация контроля и управления на ОФ.

7.
Материально-техническое обеспечение дисциплины

Специализированная
лаборатория «Опробование, контроль и автоматизация обогатительных процессов»,
включающая технические средства отбора и обработки проб твердых и жидких
материалов, анализаторы состава твердых и жидких сред, датчики, вторичные
приборы, регуляторы, исполнительные механизмы автоматических систем регулирования,
автоматизированная обогатительная установка непрерывного действия.

Программа составлена в
соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего
профессионального образования подготовки дипломированных специалистов по
направлению 650600 «Горное дело» специальности 090300 «Обогащение полезных
ископаемых».

Программу составил

Авдохин В.М., проф., докт.
техн. наук, Московский государственный горный университет

Программа одобрена на
заседании Учебно-методической комиссии специальности 090300 «Обогащение
полезных ископаемых».

Председатель Совета Учебно-методического

объединения вузов РФ по
образованию

в области горного дела

профессор Л.А. Пучков

Источник

Экзаменационный билет №25

Организация контроля и опробования на обогатительных фабриках

Регулирование технологического процесса обогащения и управление работой обогатительных фабрик требуют систематического контроля за качеством иколичеством исходного сырья, промпродуктов, концентратов и хвостов, а также контроля за величиной всех параметров, определяющих ход процесса.

Качество продуктов на обогатительных фабриках характеризуется содержанием ценных компонентов и примесей, влажностью и гранулометрическим составом. К параметрам, влияющим на ход процесса обогащения, относятся: гранулометрический состав продуктов, плотность пульпы, содержание твердого в пульпе, сливах и газах, рН жидкой фазы пульпы, температура воды и пульпы, качество реагентов и их расход и т. п.

Результаты контроля позволяют:

· определять качество всех продуктов на фабрике;

· регулировать все операции обогащения исходного сырья на фабрике и вести их в оптимальных режимах;

· вычислять технологические показатели (выход, извлечение, эффективность) отдельных операций, а также работы всей фабрики;

· составлять технологические и товарные балансы по руде и ценным компонентам.

Для определения качества продуктов обогащения и большинства параметров технологического процесса необходимо проводить опробование продуктов, т. е. отбирать от них пробы, подготовлять эти пробы к исследованию и выполнять анализы. Для этого требуется определенный промежуток времени. Поэтому результаты опробования характеризуют не тот материал, который обрабатывается в данный момент, а тот, который находился в процессе при отборе проб. Следовательно, полученные результаты для оперативного регулирования процесса можно использовать только тогда, когда между отбором проб иполучением результатов проходит небольшое время.

Контроль для регулирования процесса необходимо вести непрерывно, анализируя нужные продукты и определяя параметры непосредственно в фабричных условиях

Опробование, контроль и автоматизация процессов обогащения направлены на получение информации о свойствах, составе перерабатываемого сырья и продуктов переработки; о входных и выходных параметрах технологического процесса, оборудования для оценки состояния процесса и управления качеством выпускаемой товарной продукции.

Контроль технологического процесса обогащения проводится по определенной схеме. В зависимости от назначения одни и те же параметры в одних фазах производства контролируются непрерывно, в других – периодически.

Опробование полезных ископаемых и продуктов обогащения проводится с различной целью.

Собираемые пробы на обогатительной фабрике можно классифицировать: на минералогическую, химическую, технологическую пробы для определения содержания влаги и пробы для ситового и седиментационного анализов.

Контроль технологического процесса проводится по определенной схеме. В зависимости от назначения различают следующие схемы опробования и контроля:

· схемы опробования и контроля, предназначенные для оперативного руководства технологическим процессом;

· схемы полного опробования, предусматривающие опробование всех фаз технологического процесса с целью составления количественно- шламовой схемы;

· схемы опробования, предназначенные для составления технологического и товарного баланса металлов;

· схемы опробования, предусматривающие изучение отдельных фаз производства и работу отдельных аппаратов с целью повышения технологических показателей.

Качественные минералогические пробы – это, скорее всего, минералогические образцы, которые должны отражать качественный состав, текстурные и структурные особенности полезных ископаемых.

Количественный минералогический анализ необходим при исследовании и – контроле конечных продуктов, промежуточных продуктов и исходной руды. Данные количественного минералогического анализа позволяют установить степень засоренности вредными примесями, причину потерь ценного компонента, степень раскрытия минеральных компонентов.

Химические пробы необходимы для установления содержания полезных компонентов и вредных примесей, обусловливающих возможность использования опробуемой массы, а также для составления баланса металлов по фабрике. Химические пробы отбирают систематически (они должны отбираться от однородного материала по крупности).

Для определения содержания металла в руде пробу на химанализ отбирают со слива мельницы при работе ее в открытом цикле или со слива классификатора при работе мельницы в замкнутом цикле с классификатором. Пробы от технологического концентрата отбирают при поступлении его в сгуститель. По данным значениям влажности в руде и продуктах переработки определяют качество и количество сухих продуктов и сырья.

Технологическая проба служит для исследования минерального сырья с целью составления рациональных методов обработки и технологической схемы обогащения полезных ископаемых, чтобы получить возможность экономно и комплексно использовать минеральное сырье, а также достигнуть более высоких технологических показателей при минимальной себестоимости продукции. Результаты исследования используются при составлении проекта фабрики.

Ситовой и седиментационнй анализы применяют для определения гранулометрического состава сыпучего материала и шламов. Работа дробильно-размольных и классифицирующих аппаратов контролируется по данным ситового анализа.

Задача 8

Дата добавления: 2016-11-24; просмотров: 2993 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов