CC BY
141
К.Я. Улитенко
ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ МЕЛЬНИЦА-ГИДРОЦИКЛОН ДЛЯ УСЛОВИЙ ОФ СП «ЭРДЭНЭТ»
Предложен алгоритм оптимизационного управления параметрами измельчения и классификации медно-молибденовых руд. Суть алгоритма заключается в пошаговом изменении переработки при поддерживании соотношении руда-вода на уровне 4:1 и в условиях обеспечения заданного качества крупности измельчения и плотности слива гидроциклона. В результате промышленного эксперимента показано, что оптимизирующие воздействия позволяют в текущих технологических условиях поднять переработку примерно на 7% при одновременном улучшении качества измельчения за счет снижения выхода крупного класса на 0,8°%.
Ключевые слова: измельчительные комплексы, шаровая мельница, обогатительные фабрики, гранулометрический состав.
ажным условием повышения производительности из-
-Я-М мельчительного оборудования на обогатительных фабриках является внедрение оптимизационного управления загрузкой мельниц.
Измельчительные комплексы в составе шаровых барабанных мельниц, работающих в замкнутом цикле с гидроциклонами, являются достаточно распространенными в практике рудоподготов-ки. Причем данная схема может функционировать как в качестве первой стадии измельчения так и на стадиях доизмельчения. Принимая важность процессов измельчения для последующего обогащения и их высокую ресурсоемкость, оптимизация этих процессов может дать ощутимый экономический эффект.
Режим оптимизации в первую очередь предпочтителен на первой стадии измельчения, поскольку здесь возможности управления достаточно широки - современные технические средства и АСУТП позволяют управлять потоками руды (переработка), водными режимами (подача воды в мельницу и зумпф гидроциклона) и режимами подачи пульпы на гидроциклон (регулируемый привод насоса).
Для первой стадии измельчения задача оптимизации в большинстве технологических условий ставится в двух вариантах: -
достижение максимума производительности при ограничениях на процент выхода готового класса измельченного продукта; - достижение максимума выхода готового класса при ограничениях на производительность.
Измельчительный комплекс на обогатительной фабрике СП «Эрдэнэт» представлен шаровой мельницей с центральной разгрузкой МШЦ 5500 х 6500 в комплексе с гидроциклонами диаметром 1400 мм.
Базовое приборное и управляющее оснащение представлено контуром регулирования расхода руды в мельницу, контуром поддержания соотношения руда-вода, измерителем активной мощности мельницы, расходомером подачи дополнительной воды в зумпф и уровнемером пульпы в зумпфе. Для оценки эффективности управления комплекс дооснащен приборами разработки ОАО «Союзцветметавтоматика» - поточным гранулометром ПИК-074П и виброакустическим анализатором объемного заполнения мельниц ВАЗМ-1.
По имеющемуся регламенту работы измельчительного комплекса переработка руды - 280 т/час, соотношение руда-вода - на уровне 2,8:1, дополнительная подача воды в зумпф - 400 м3/час. Гранулометр, настроенный на непрерывный контроль класса +200 мкн на сливе гидроциклона, показывал для условий регламентного использования значения в диапазоне 9,8-10,2% выхода крупного класса. Показания объемного заполнения по ВАЗМу составляли 68%.
Цель оптимизации, достигаемой с использованием представленного на рис. 2 алгоритма является достижение максимум производительности при ограничении выхода крупного класса не более 9,5-10%.
Для первого варианта оптимизации суть заключается в пошаговом увеличении переработки при повышенном соотношении руда-вода на уровне 4:1. Регулятор воды в зумпф гидроциклона поддерживает требуемое качество по гранулометру ПИК-074. Ограничение роста переработки обуславливается ресурсными ограничениями (уровень в зумпфе и объемное заполнение мельницы по ВАЗМу) и невозможностью при предельном использовании ресурсов обеспечить требуемое качество. Дополнительным ограничением может являться требование поддержания плотности слива гид-
роциклона в определенных пределах, что важно для флотационного передела.
Рис. 2. Алгоритм оптимизации процессов измельчения
Для второго варианта переработка фиксируется на заданном уровне, при этом соотношение руда-вода может быть увеличено до уровня 5:1. Подача воды в зумпф максимальна с учетом ограничений, аналогичных первому варианту.
По обоим вариантам для расширения возможностей оптимизации рекомендуется оснащать насос гидроциклона двигателем повышенной мощности с регулируемым частотным приводом для стабилизации уровня в зумпфе и частичного снятия ограничений по его объему.
Следует заметить, что в обоих вариантах оптимизация заключается в максимальном использовании объема мельницы. В первом случае за счет увеличения подачи свежей руды, во втором - за счет увеличения циркулирующей нагрузки. При этом используется доказанное положение, что наиболее эффективным по качеству измельчения является объемное заполнение мельницы, близкое к критическому по перегрузке [3]. Работа в таком режиме требует обязательного наличия объемного заполнения прибором, аналогичным ВАЗМу с дополнительным контролем перегрузочных режимов [4].
Разработанная система и предложенный алгоритм были реализованы для оптимизации технологического процесса на обогатительной фабрике СП Эрдэнэт.
Принимая во внимание изменчивость потока входной руды по измельчаемости, трудно достичь требуемого уровня оптимизации без непрерывной оценки качества измельчения. Поэтому первым требованием является установка на выходе комплекса прибора, контролирующего качество измельчения, например, выхода процента готового или крупного класса.
Известные регулировочные зависимости гранулометрического состава от производительности и водных режимов [1] в принципе позволяют решить оптимизационную задачу в обоих вариантах. Вместе с тем измельчительный комплекс является накопителем материала с ограниченным ресурсом. Основными накопителями материала в рассматриваемой схеме являются внутренний объем мельницы и объем зумпфа гидроциклона. Поэтому оптимизационные воздействия не должны приводить к перегрузке этих объемов для исключения аварийных ситуаций, но вместе с тем обеспечить максимальное их использование.
Этим обуславливается то, что эффективная оптимизация возможна только при непрерывном контроле объемного заполнения мельницы рудой и контроле уровня пульпы в зумпфе.
Поскольку в современной практике использование приборов контроля гранулометрического состава продуктов и объемного заполнения мельниц пока не находит широкого применения, управление режимами измельчения ограничивается в лучшем случае стабилизацией потоков руды, воды, плотности слива гидроциклона, что обеспечивает выдерживание заданных технологических режимов и не учитывает изменчивость характеристик руды.
На первом этапе оптимизирующего воздействия соотношение руда-вода было увеличено до 4:1. Традиционно используемое в схемах измельчения соотношение руда-вода на уровне, близком к 3:1 для мельниц замкнутого цикла является спорным, поскольку при этом не учитывается ни изменения песков, ни возврат части воды с циркуляцией (для случая использования гидроциклона). В любом случае уменьшение подачи воды улучшает условия измельчения за счет увеличения времени прохождения материала вдоль оси мельницы согласно основному уравнению кинетики измельчения [2]. С другой стороны, при этом ухудшаются условия классификации из-за роста плотности слива мельницы, а следовательно и гидроциклона. Однако последний фактор может быть скомпенсирован перенаправлением воды в разгрузку мельницы (зумпф гидроциклона) в объеме уменьшения ее подачи в загрузку мельницы при увеличении соотношения руда-вода.
В нашем эксперименте при уменьшении подачи воды в загрузку мельницы выход крупного класса практически не изменился, что свидетельствует о взаимной компенсации указанных положительных и отрицательных факторов, связанных с уменьшением подачи воды. После возврата воды в разгрузку мельницы в объеме 30 м3/час (примерно на столько уменьшился объем подачи в мельницу) выход крупного класса уменьшился почти на 0,5% При этом незначительно (примерно на 1-1,5%) выросло объемное заполнение по ВАЗМу, что свидетельствует о росте циркулирующей нагрузки.
Таким образом, перенаправление воды из загрузки в разгрузку мельницы позволяет улучшить гранулометрический состав слива гидроциклона без потери производительности комплекса за счет более эффективного использования полезного объема мельницы.
С целью дальнейшего улучшения крупности слива в разгрузку мельницы было добавлено еще воды в объеме 60 м3/час.
Результаты эксперимента по оптимизации процесса измельчения__________
Шаг Парамет ры работы
Перера-отка, т/ча ’асх. воды і загрузку мельницы м3/час ’асх. воды і разгр. мельницы м3/час Объемное заполнение по ВАЗМ, % Уровень пульпы в зумпфе, м Выход класса +200 мкм, %
1.Исходное состояние 280 100 400 67,0 2,4 10,0
2.Уменьш. подачи воды в загрузку 280 70 400 67,0 2,1 9,9
З.Увелич. подачи воды в разгрузку 280 70 430 68,5 2,4 9,5
4. Увелич. подачи воды в разгрузку 280 70 490 69,5 2,8 8,6
5. Увеличение переработки 300 70 490 72,2 3,1 9,7
6. Увелич. подачи воды в разгрузку 300 70 520 73,0 3,2 9,0
7. Возврат в исх. состояние 280 100 400 68,5 2,55 9,8
Это позволило дополнительно уменьшить выход крупного класса примерно на 0,9%. При этом объемное заполнение мельницы выросло еще около 1%.
На следующем шаге переработка была увеличена на 7% и достигла 300 т/час. После переходного процесса выход крупного класса вырос на 1,1%. Дополнительной подачей воды в разгрузку мельницы в объеме 30 м3/час ухудшение гранулометрического состава было частично скомпенсировано на величину 0,7%. При этом объемное заполнение по ВАЗМу достигло величины 73%. Однако уровень в зумпфе гидроциклона достиг предельной величины 3,2 м, что ограничивает дальнейшие возможности улучшения качества слива.
В результате эксперимента показано, что оптимизирующие воздействия позволяют в текущих технологических условиях поднять переработку примерно на 7% (примерно на столько же
уменьшился удельный расход электроэнергии) при одновременном улучшении качества измельчения за счет снижения выхода крупного класса на 0,8%. Следует иметь ввиду, что при снижении на 1% выхода крупного класса выход готового класса по классу -0.074 мм увеличивается примерно на 3-4%.
Ограничением дальнейшей оптимизации явилось переполнение зумпфа. Контроль объемного заполнения по ВАЗМу показал, что при оптимизации мы не подошли к перегрузке (для данной мельницы предел соответствует примерно 80% по ВАЗМу). Это свидетельствует о том, что по объему мельницы имеется существенный запас.
Таким образом, в результате проведенного промышленного эксперимента было подтверждено, что разработанный алгоритм обеспечивает повышение эффективности процессов измельчения медно-молибденовой руды, обеспечивающее рост производительности передела на 5-7%.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Марюта А.Н. Автоматическая оптимизация процесса обогащения руд на магнито-обогатительных фабриках. М.: Недра. -1975. -328 с.
2. Биленко Л.Ф. Закономерности измельчения в барабанных мельницах. М. Недра. 1984г.
3. Олейников В.А., Тихонов О.Н. «Автоматическое управление технологическими процессами в обогатительной промышленности». М.: Недра.. -1966. - 245 с.
4. Улитенко К.Я., Попов Е.В. Автоматическая защита барабанных мельниц от технологических перегрузок. -Обогащение руд. - №2 . - 2004. С. 38-39. ЕШ
Ulitenko K. Y
OPTIMIZATION OF CONTROLLING CYCLONE MILL IN CONDITIONS OF PREPARATION PLANT OF JV (JOINT VENTURE) “ERDENET”
The algorithm essence consists in step-by-step change of processing at maintenance a parity ore-water at level 4:1 and in the conditions of maintenance of the set quality of crushing and density of pulp. As a result of industrial experiment it is shown that optimizing influences allow to increase in current technological conditions productivity approximately on 7 % at simultaneous improvement of quality of crushing at the expense of decrease in an exit of a large class on 0,8 %.
Key words: milling complexes, ball mill, processing plants, granulometric composition. The algorithm of optimising management in parametres of crushing and classification copper-molybdenum ores is offered.
— Коротко об авторе ----------------------------------------------------
Улитенко К.Я. - ОАО «Союзцветметавтоматика», тел.489-10-86.
