CC BY
32
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 99" МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99
контур включает подсистему отбора, транспортировки и распределения проб жидких фаз; подсистему проверки и калибровки анализаторов и сами анализаторы ионного состава. Выходы анализаторов, блока управления подсистемами отбора, транспортировки и распределения проб, проверки и калибровки анализаторов соединены с ЭВМ. В качестве датчиков ионного состава использовалась аппаратура, изготовленная в СКФ ВНИКИ ЦМА (г. Владикавказ) и НПО Союзалмаззолотоавтоматика (г. Красноярск). Для контроля концентрации ксантогената и рН в аналитическом комплексе использовались соответственно спектрофотометрические и потенциометрические блоки установки «Реагент 3-Б»; Для контроля концентрации комплексов цинка и ионов цианида в контуре малых концентраций использовался двухканальный полярографический анализатор АЖЭ-13.
Таблица 1
Ионный состав жидкой фазы пульпы в основных операциях флотации и оборотных водах при переработке полиме-_____________________________таллических руд на Зыряновской обогатительной фабрике____________________________________
№ Операция, продукт рН Концентрация в жидкой фазе, мг/л
[X ] ^ ] [Си] [Яп]
В основной медно-свинцовой флотации 7,97 5,9 10,6 1,23 0,1-5,2 2,03 0,2-7,5 3,01 0,5-10,5 4,4 0,5 14,0
2 В основной цинк-пиритной флотации 8,1 7,2-11 ,5 ,5 4, ,5 ,7 4, ,3 0, «о, 7, ,5 2, ,4 1
3 В основной свинцовой флотации 10,95 10,5 11,3 30 7 80 650 170 1000 560 215 850 100 40 300
4 В основной цинковой флотации 12,2 10,2 12,6 28,0 4,0 64,0 0,1 0 0,25 0,2 0,05 1,5 1,84 0,2 15,0
5 В сливе сгустителей 10,3 8,5 10,9 9,4 4,6 16,1 88 25 224 279 125 543 34 15 66
6 В оборотной воде 8,0 7,6 8,5 0,05 0 0,1 0,07 0 0,15 0,07 0 0,14 0,02 0 0,05
В.В. Морозов, доц.,
МГГУ
М. Лесовик, студ., МГГУ
В.М. Авдохин
МГГУ
Н. Дубов, студ МГГУ
Развитие методов аналитического контроля ионного состава пульпы и оборотных вод при автоматическом регулировании замкнутых циклов обогащения полиметаллических руд
Перспективным направлением повышения эффективности обогащения полиметаллических руд является использование автоматического регулирования реа-гентных режимов процессов коллективной и селективной флотации на основе контроля ионного состава жидкой фазы пульпы и, внедрение замкнутого водооборо-та
Испытания систем автоматического регулирования реагентных режимов флотации, проведенные на обогатительной фабрике ЗСК, показали возможность повышения извлечения ценных компонентов на 1-3 % и снижения расхода реагентов на 10-15 % [1,2,3]. Внедрение замкнутого водооборота позволяет значительно снизить экологический ущерб от содержащихся в стоках обогатительных фабрик тяжелых металлов, цианида, флотационных реагентов, а также доизвлечь содержащиеся ценные компоненты [4,5,6].
Важным условием эффективной работы систем автоматического регулирования процессов флотации и водоочистки является обеспечение точного и надежного контроля ионного состава жидкой фазы пульпы, сточных и оборотных вод. С целью обеспечения работ по оптимизации процессов флотации, а также внедрению замкнутого водооборота на обогатительной фабрике Зыряновского свинцового комбината был разработан проект и создан опытный аналитический комплекс для автоматического контроля жидких фаз технологических процессов.
Аналитическому контролю подлежали определенные параметры ионного состава, причем их абсолютные величины колебались в широком диапазоне значений (таблица 1). Аналитический комплекс состоит из двух контуров: контура измерений малых концентраций и контура измерения больших концентраций. Каждый
СЕМИНАР 6
Для контроля концентраций комплексов меди и ионов цианида в контуре больших концентраций использовались соответственно анализаторы АЖФ 2.4 и АР-1-8.
При работе комплекса применялись методики, разработанные предприятиями-изготовителями. Наладка приборов производилась с участием представителей предприятий-изготовителей. Работа анализаторов совместно с подсистемой проверки и калибровки позволила получить данные о точности измерений и степени надежности датчиков, а также сделать выводы о возможности их промышленного использования или необходимости доработки.
Так анализ опытнопромышленных исследований показал, что методики контроля во флотационной пульпе и оборотных водах ксантогената, цианида ме-талл-цианистых комплексов недостаточно точны вследствие значительной задержки при фильтрации и транспортировке пробы, заметного взаимовлияния компонентов и изменения градуировочных функций анализаторов из-за нарушения характеристик спектрофотометрических и потенциометрических блоков. В результате проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ удалось в значительной мере устранить выявленные недостатки и повысить эффективность и надежность используемых методик и приборов. Использованная в аналитическом комплексе подсистема отбора, доставки и распределения проб жидких фаз была разработанная на участке автоматизации обогатительной фабрике ЗСК. Рабочий цикл предполагает фильтрование пробы под действием вакуума, доставку пробы и регенерацию фильтрующих поверхностей сжатым воздухом. Конст-
рукция фильтра и распределительного блока разработана с учетом опыта эксплуатации установки «ОТП-2» (СКФ ВНИКИ ЦМА) и характеризуется большей на-
Рис. 1. Принципиальная схема подсистемы проверки и калибровки анализаторов ионного состава жидкой фазы пульпы. 1 - Флотомашина, 2 - фильтр-пробоотборник, 3, 4 - емкости с калибровочными растворами, 5 - насос, 6 - делитель потока, 7, 8 - анализаторы ионного состава, 9, 10 - регистрирующие приборы, 11 - микропрограммный автомат, 12 -ЭВМ------------------------------------------
Рис. 2. Алгоритм подачи калибровочных растворов и фильтратов проб к анализаторам ионного состава. А - подача калибровочного раствора КР-1, Б - подача калибровочного раствора КР-2, В - подача фильтрата пробы жидкой фазы пульпы или оборотной воды.
дежностью и простотой обслуживания. В частности, за счет рационализации конструкции фильтра, количество фильтрата, остающегося во внутренних полостях системы, снижено до 4-5 % от исходного объема, за счет чего из алгоритма работы подсистемы исключена операция промывки. За счет оптими-
зации системы фильтрации удалось увеличить эксплуатационный период работы фильтра с 10 до 30 дней. Основные характеристики подсистемы приведены в таблице
2.
Входящая в состав комплекса подсистема проверки и калибровки анализаторов ионного состава ПКА-1 предназначена для повышения точности измерений за счет снижения погрешности, связанной с изменением параметров оптических или потенциометрических систем, а также электронных блоков приборов. Подсистема позволяет повысить показатели работы комплекса, в частности интервал работы приборов без техобслуживания за счет их использования даже при значительном смещении градуировочной функции (раскалибровке).
Подсистема ПКА-1 (рис. 1) включает блок управления, емкости с калибровочными растворами и шланги с электроклапанами. Подсистема обеспечивает подачу в измерительные ячейки анализаторов калибровочных растворов и фильтратов анализируемых проб при заданной последовательности и продолжительности. Работа подсистемы скоординирована с работой системы отбора проб.
Общий алгоритм работы обеих подсистем изображена на рис. 2 и предполагает последовательное пропускание калибровочных растворов КР1 и КР2 через измерительные ячейки, во время которого производится измерение концентраций компонентов растворов, точнее снимаются показания приборов при неизменных концентрациях этих компонентов.
Концентрации компонентов в калибровочных растворах выбирались таким образом, чтобы реально измеряемые величины
вания и анализа пробы. Использование этого метода позволяет повысить точность измерений на 3-5 %. В целом создание на обогати-
Таблица 2
Технические характеристики подсистемы отбора, доставки и распределения проб жидких фаз пульпы и оборотных
вод
продолжительности интервала между техническими обслужи-ваньями в 2-3 раза.
Использование уравнения 1
№ Технические характеристики Единица измерения Значение
1 Количество точек отбора шт. 4
2 Количество линий аналитического контроля шт. 3
3 Время отбора и доставки одной пробы мин. 3-6
4 Разубоживание одной пробы % 5-6
5 Объем пробы , 0,5-1,5
концентраций этих компонентов в промышленных растворах лежали внутри интервала соответствующих значений в калибровочных растворах.
После подачи калибровочных растворов в измерительные ячейки подается фильтрат пробы жидкой фазы пульпы или оборотной воды и проводятся измерения концентраций параметров ионного состава, подлежащих контролю. На рисунке 3 представлена диаграмма регистрирующего прибора датчика концентрации ксантогената в операции основной свинцовой флотации. Корректировка измерений параметров ионного состава осуществляется заложенной в ЭВМ программой с использованием основной расчетной формулы:
Сир = С(С02 - С01)(СИП - Си1))/ /(С„2 - Си1) + Ст
(1)
где: СКОР - уточненное значение концентрации контролируемых компонентов; С01 (02)- концентрации компонентов в 1-м (2-м) калибровочном растворе; СШ(И2)-показания приборов при измерении концентраций компонентов в 1-м (2-м) калибровочном растворе; СИП - показания приборов при измерении концентрация компонента в пробе. В целом система проверки и калибровки обеспечивает снижение погрешности измерений на 10-50 % и повышение
Рис. 3. Диаграмма с регистрирующего прибора анализатора концентрации ксантогената «Реагент-3 Б».
1 - подача калибровочного раствора КР-1, 2 - подача калибровочного раствора КР-2, 3 - подача фильтрата из флотационной машины, 4 - пауза
возможно до момента появления нелинейной связи между концентрацией и оптической плотностью или иным характеристическим параметром анализируемого раствора в ячейке; как показывает опыт при изменении крутизны градуировочной функции в 2-2,5 раза.
Специальной подпрограммой математического обеспечения осуществляется повышение точности измерений за счет компенсации временного запаздывания при отборе проб, транспортировке и анализе пробы. Суть используемого метода заключается в аппроксимации массива значений параметра в период измерений непрерывной функцией и экстраполяцией полученной функции на время запаздывания системы отбора, фильтрации, транспортиро-
тельной фабрике ЗСК опытного аналитического комплекса позволило провести большое количество работ по моделированию и оптимизации процессов флотации, очистки сточных и оборотных вод, направленных на разработку эффективных систем автоматического регулирования технологических режимов с использованием детерминированных физико-химических моделей. Использование аналитического комплекса контроля ионного состава пульпы позволило повысить эффективность и надежность систем автоматического регулирования реагентных режимов процессов флотации полиметаллических руд и регулирования процессов очистки и кондиционирования оборотных вод. Разработанные методы повышения эффективности аналитического контроля ионного состава жидких фаз технологических растворов могут быть использованы металлургической, химической и иных отраслях промышленности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов А.А., Авдохин В.М., Морозов В.В., Ненадов В.Д.. Автоматическое дозирование флотационных реагентов на Зыряновской обогатительной фабрике // Цветная металлургия- 1987, N10, с.45-47.
2 Абрамов А.А., Авдохин В.М., Морозов В.В.. Автоматическое регулирование реагентных режимов селективной флотации полиметалличе-
ских руд // Цветные металлы- 1990, N 9, с. 12-17.
3. Абрамов А.А., Авдохин В.М., Морозов В.В.. Физико-химические исследования и оптимизация действия реагентов при флотации полиметаллических руд // Горный журнал.-1988, N11, с. 145-152.
4. Авдохин В.М., Морозов В.В.. Повышение экологической безопасности флотационного обогащения на основе оптимизации ионного состава пульпы и оборотных вод // Горный журнал.-1996, N7-8, с.65-71.
5. Морозов В.В.. Кондиционирование оборотных вод и утилизация ценных компонентов при обогащении
полиметаллических руд // Горный информационно-аналити-ческий журнал. М.: МГГУ, 1997. -N2. -с. 65-70
6. Морозов В.В., Авдохин В.М., Не-надов В.Д.. Контроль ионного состава пульпы и оборотных вод при обогащении полиметаллических руд //Горный журнал.-1998, N3, с. 54-57
© В.В. Морозов, В.М. Авдохин, М. Лесовик, Н. Дубов
