CC BY
42
------------------------------------- © В.В. Морозов, Т.И. Юшина,
Л. Дэлгэрбат, 2009
В.В. Морозов, Т.И. Юшина, Л. Дэлгэрбат
ОПТИМИЗАЦИЯ РАСХОДА РЕГУЛЯТОРА ЩЕЛОЧНОСТИ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ СОРТНОСТИ РУДЫ
Разработан эффективный алгоритм управления процессом флотации, предполагающий оперативное определение сортности перерабатываемой руды, выбор и расчет оптимальных значений расходов реагентов. При этом оптимальное значение рН коллективной флотации рассчитывается как средневзвешенное относительно оптимальных значений рН для выделенных технологических сортов руд.
Ключевые слова: алгоритм регулирования щелочности среды, модели процесса флотации.
отсутствие систем усреднения руды технологический
-Я-М процесс флотации характеризуется значительными колебаниями как входных, так и выходных параметров. Перспективным направлением оптимизации процесса является разработка систем и алгоритмов определения и поддержания оптимальных значений технологических параметров процесса флотации в условиях непрерывного изменения сортности руды.
Растущие номенклатура и уровень развития средств мониторинга процесса флотации делает возможным управление параметрами процессов с применением интеллектуальных алгоритмов, предусматривающих оценку сортности руд, поступающих на переработку [1].
В этих условиях применение математических моделей дает возможность регулировать процесс путем заданного воздействия на входящие параметры процесса с последующим возможно точным достижением значений выходных параметров. Применение моделей флотации так же эффективно для решения задач выбора и оптимизации систем автоматического регулирования.
Математические модели процесса флотации были использованы при отладке и оптимизации методов и систем автоматического регулирования [2].
Важной решаемой задачей является выбор целевых функций оптимизации и комплексных оптимизационных параметров для отдельных стадий или узлов технологического процесса.
I
_У_
ai
->
Блок расчета сортности руды
( уь У2; уз; у 4)
----------------1----------------
________________^________________
Блок расчета извлечений (8i) и критерия оптимизации
I рНор1
V р
Блок расчета оптимальных значений рНЮдт = F (П;81)
1
ПРОЦЕСС КОЛЛЕКТИВНОЙ ФЛОТАЦИИ
©1
Р.
5
и
4
2
3
Рис. 1. Блок-схема управления коллективной флотацией: 1 - датчик щелочности пульпы; 2, 3, 4 - датчики элементного состава исходного питания и продуктов обогащения; 5 - система дозирования флотореагентов
Усовершенствование задачи управления путем использования локальных целевых функций или комплексных оптимизационных параметров возможно с использованием разработанной многоуровневой динамической модели путем создания в ней локальных обратных связей и определением оптимальной структуры и свойств звена управления по значениям конечных технико-экономических параметров процесса [3].
Эффективный алгоритм управления процессом флотации (рис. 1) предполагает оперативное определение сортности перерабатываемой руды, выбор и расчет оптимальных значений технологических параметров, расчет и установку оптимальных значений управляемых параметров процесса (в т.ч. расходов реагентов).
Оценка сортности руды осуществляется с помощью разработанной модели процесса обогащения. Процедура оценки включает обработку результатов элементного анализа питания флотации, а так же флотационного концентрата и хвостов.
Традиционный алгоритм определения долей выбранных технологических сортов руд в руде поступающей на переработку предполагает оценку схожести вектора поступающей руды в многомерном пространстве координат - содержаний отдельных элементов, к векторам каждого из технологических типов руд. Процесс определения сортности руд заключается в определении массовых долей руд выделенных типов в руде, поступающей на переработку.
Существует несколько математических методов определения состава смеси по ее параметрам. Один из вариантов предполагает определение отклонения параметров поступающей на переработку руды (например, содержаний металлов (аСи,Мо,Бе) от параметров типовых сортов руд (аъСи,Мо,Бе) . Обратные величины к отклонениям параметров характеризуют сходство руды к типам руд. Нормировка величин сходства позволяет рассчитать массовые доли (у;) руд в руде, поступающей на флотацию, т.е. определить сортность пере-абатываемой руды [1].
В качестве дополнительных информационных параметров, увеличивающих точность оценки, используются содержания элементов в концентрате и хвостах, или комплексные критерии, рассчитываемые на основе измеряемых параметров.
В качестве таких критериев целесообразно использовать общеприменимую функцию извлечений отдельных металлов в концентрат флотации, или разности извлечений металлов.
Базой для сравнения явились содержания и извлечения ценных компонентов в продукты коллективной флотации, значения критерия эффективности. На рис.2 показаны полученные в лабораторных условиях на рудах различных типов зависимости извлечений меди, железа и молибдена в концентрат основной флотации. Характерна существенная зависимость извлечения всех металлов от рН для первичных руд и слабая зависимость извлечения молибдена для вторичных борнит-халькозин-молибденитовых руд. Другим отличием является более высокий уровень извлечения всех минералов при флотации вторичных медно-молибденовых руд.
8,5
9,5
рн
10
10,5
11
рН
8
9
Рис. 2. Зависимости изменения извлечения металлов в концентрат основной коллективной медно-молибденовой флотации от величины рН для первичных (А) и вторичных борнит-халькозин-молибденитовых (Б) медно-молибденовых руд: 1 -
извлечение меди; 2 - извлечение молибдена; 3 - извлечение пирита
Объективной причиной столь различного флотационного поведения минералов для рассмотренных типов руд является природная активированность пирита и повышенная склонность к образованию сульфидных минеральных агрегатов с существенным пространственным взаимопрониканием сульфидов меди и железа [4].
Полученные результаты позволили обосновать новые параметры для оценки сортности руды - разность извлечений меди и молибдена, меди и железа при заданном рН в операции коллективной медно-молибденовой флотации. Исходный массив данных, используемый при оценке сортности перерабатываемой руды, кроме содержаний металлов в исходной руде (а,Си,Мо,Б-е) содержал извлечения металлов в коллективной флотации в т.н. «стандартных» условиях (8,Си,Мо^е). Соотвестсвенно, для каждого сорта руд были заданы типовые извлечения металлов в коллективный концентрат (8ъСи,Мо,Б-е). Стандартными считались условия при рН = 10,2 при стандартном расходе собирателя. Расчет типовых извлечений был произведен на основании обработки массива данных по результатам флотации в интервале рН 9 -10,8 (рис. 2). Корректировка и приведение извлечений металлов в «стандартных» условиях к реальному процессу проводилось с использованием комбинированной модели процесса флотации, учитывающей влияние на флотируемость минералов как щелочности среды. Так ее крупности и расхода реагентов.
Обнаруженные отличия во флотационном поведении сульфидных минералов позволили получить зависимости критерия эффективности процесса флотации от рН, представленные на рис.3. Зависимости носят вид дельта - видных кривых с хорошо выраженным максимумом. Важным является факт, что при испытанном реагент-ном режиме для каждого отдельного сорта руд существует индивидуальное значение рН, при котором достигается максимум оптимизационной функции.
В качестве критерия оптимизации использовалась зависимость
[1]:
Qt = В * сиЦ Си а Си + в *моЦ МО а мо + в *руЦ Ру а ру; (1)
где е*;Ц;а - потери, цена и содержание в руде меди (Си), молибдена (Мо) пирита (Ру). Под ценой пирита понимаются затраты на доизвлечение пирита в селективном цикле или потери от снижения качества товарного медного и молиб-денового концентратов.
86 84
0
° 82 I? 80
1 ™
|| 76
:£
а
74 72 70
9,6 10,0 10,4 10,8 11,2
рН пульпы
Рис.3. Зависимости критерия оптимизации от величины рН в коллективной флотации: 1 - первичные халькопиритовые руды; 2 - ВТО-ричные (борнит-халькозин-молибденитовые) руды; 3 - первичные пиритные руды; 4 - окисленные пиритные руды; — оптимальное значение рН для типов руд
Исходя из принципов, изложенных в работах [3], можно предложить методику расчета оптимального значения рН при флотации смеси руд. Оптимальное значение рН коллективной флотации рассчитывается как средневзвешенное относительно оптимальных значений рН для выделенных технологических сортов руд:
рН смеси = уфН + у2рН2 + у3рН3 + у4рН4 (2)
Поддержание оптимального значения рН обеспечивает ведение технологического процесса с наибольшей техникоэкономической эффективностью.
Оценка эффективности разработанного способа управления расходом извести при коллективной флотации медномолибденовых руд был проверен в промышленных условиях на 5-й секции обогатительной фабрики ГОКа «Эрдрнэт». Расчетный алгоритм определения оптимального значения рН пульпы в коллективной флотации был заложен с общий алгоритм управления параметрами измельчения и флотации «Синус». Результаты испытаний показали, что процесс коллективной флотации в условиях применения комбинированного алгоритма управления протекает устой-
чиво и характеризуется высокими показателями по извлечению меди и молибдена (88,5 и 50,2%), что на 0,3-0,8% выше, чем при обычном режиме управления. При этом улучшение технологических показателей было отмечено и в циклах селективной флотации. Так, при некотором увеличении извлечений меди и молибдена (на 0,1-0,3%) заметно возросло качество медного концентрата (на 0,5%).
Таким образом, на рассмотренных примерах пояснен алгоритм регулирования щелочности среды в операции коллективной медномолибденовой флотации с использованием методики оценки сортности руды, поступающей на флотацию.
-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Морозов В.В. Управление процессами обогащения на основе измерения параметров сортности руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. - №7. -2005. -С.316-319.
2. Морозов В.В., Авдохин В.М., Юшина Т.И. Совершенствование автоматического регулирования флотационного процесса с применением компьютерных моделей // Г орный журнал, 2007. -N»6. - С. 58-62
3. Дэлгэрбат Л., Авдохин ВМ. Моделирование и системные исследования процесса коллективной медно-молибденовой флотации // Горный информа-ционно-аналитический бюллетень, МГГУ, Москва, 2003. -№1. - С.58-62.
4. Баатархуу Ж. Научное обоснование и разработка эффективной технологии обогащения медно-порфировых руд на основе изучения их генетико-морфологических особенностей // Автореф. Дисс... .докг.техн. наук. - М. -2002. 42 с. ЕШ
Morozov V.V., Yshina T.I., Delgerbat l
OPTIMIZATION OF ALKALINITY REGULATOR CONSUMPTION ON
THE BASIS OF ESTIMATION OF ORE QUALITY
The effective algorithm of control by the flotation process, assuming operative definition of a rating of processed ore, a choice and calculation of optimum values of expenses of reagents is developed. Thus optimum value рН of collective flotation pays off as average concerning optimum values рН for the allocated technological grades of ores.
Key words: algorithm of environments alkalinity regulation, models of flotation process.
— Коротко об авторах -----------------------------------------
Морозов В.В., Юшина Т.И. - Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
Дэлгэрбат Л. - «Предприятие «ЭРДЭНЭТ»»
