Реферат: Методи автоматичного контролю та оптимізації технологічних комплексів мокрої магнітної сепарації залізних руд

відсутні методи надійного автоматичного детектування оптимального технологічного режиму магнітної сепарації без пошукових пробних кроків за максимумом активної потужності, споживаної приводним двигуном магнітного сепаратора;

відсутні методи автоматичного визначення кількості паралельно працюючих магнітних сепараторів і автоматичного управління фронтом магнітної сепарації за енергетичними змінними магнітних сепараторів;

не розроблене наукове обґрунтування автоматичної роздільної оцінки частот коливань текстурних текстурно-структурних властивостей руди;

не розроблені методи автоматичного технічного контролю барабанних магнітних сепараторів за електричними змінними, що не забезпечує ефективне застосування промислових сепараторів як природних аналізаторів результатів рудопідготовки.

У другому розділі виконані дослідження статичних характеристик різних технологічних комплексів магнітної сепарації руд. На підставі теоретичного узагальнення отриман теоретичні статичні характеристики барабанного магнітного сепаратора, що являють собою залежності продуктивності магнітного сепаратора за витягнутим в концентрат і втраченим у хвостах залізом від крупності подрібнених часток руди в зливі класифікатора з урахуванням моделей розкриття руди.

Попередніми дослідженнями встановлено, що активна потужність приводного електродвигуна барабана магнітного сепаратора визначається продуктивністю магнітного сепаратора за витягнутим в концентрат залізом при збагаченні магнетитових руд. Досліджені особливості формування сигналів активної потужності приводних електродвигунів барабанів магнітних сепараторів, що працюють в технологічних комплексах з перечищенням концентрату та хвостів, а також у технологічних комплексах магнітної сепарації з паралельно працюючими магнітними сепараторами. Експериментальні статичні характеристики магнітних сепараторів типу ПБМ - ПП-120/300 наведені на рис.1,2.

Рівняння статичних характеристик паралельно працюючих магнітних сепараторів мають вигляд:

, (1)

де , - довірчі інтервали.

Рис.1. Експериментальні статичн характеристики двох паралельно працюючих магнітних сепараторів, де: 1, 2 - магнітні сепаратори; 3, 4 - електродвигуни; 5, 6 - вимірювальні перетворювач активної потужності; P1, P2 - вихідн токові сигнали вимірювальних перетворювачів активної потужності; B - витрата води; g - густина зливу класифікатора.

Рис.2. Експериментальні статичн характеристики комплексу магнітної сепарації з перечищенням промпродукту, де: 1, 2 - магнітні сепаратори; 3, 4 - електродвигуни; 5, 6 - вимірювальн перетворювачі активної потужності; P1, P2 - вихідні токові сигнали вимірювальних перетворювачів активної потужності; B - витрата води; g - густина зливу класифікатора.

Рівняння статичних характеристик магнітних сепараторів, що працюють у комплексі з перечищенням промпродукту мають вигляд:

, (2)

де , - довірчі інтервали.

Аналіз отриманих статичних характеристик показав можливість побудови диференціальних безпошукових систем автоматично оптимізації технологічних комплексів магнітної сепарації.

Третій розділ присвячений розробці й дослідженню методів автоматичного контролю технологічних комплексів мокрої магнітної сепарації.

Для автоматичного контролю ефективност усереднення руди розроблений метод, заснований на сумісному спектральному аналізі центрованих випадкових процесів зміни у часі сигналів активно потужності електродвигунів млина, спіральних класифікаторів і магнітних сепараторів першої стадії збагачення та масової частини заліза у руді й питомо роботи подрібнення, що характеризує її твердість та крупність або текстурн властивості руди. Експериментально одержані спектральні щільності наведені на рис.3,4.

Рис. 3. Спектральні щільності інформаційних параметрів, де: - спектральна щільність центрованого випадкового процесу зміни у часі масової частини заліза у первинній руді; - спектральна щільність центрованого випадкового процесу зміни у часі масової частини заліза в промпродукті сепаратора,  - спектральна щільність сигналів активної потужності приводного електродвигуна магнітного сепаратора; ,  - граничні частоти; ,  - резонансні частоти.

Рис. 4. Спектральні щільності інформаційних параметрів, де: - спектральна щільність центрованого випадкового процесу зміни у часі питомої роботи подрібнення руди; ,  - відповідно спектральна щільність сигналів активної потужності приводних електродвигунів млина класифікатора;  - резонансна частота; ,  - граничні частоти.

Спектральні щільності центрованих випадкових процесів коливань масової частини заліза у первинній руді та у промпродукті  визначаються текстурними, і структурними властивостями руди. З аналізу рис.3 випливає, що спектральна щільність сигналу активної потужності двигуна сепаратора збігається за резонансними частотами з спектральними щільностями  і . Точність збігу за частотами  і  менша ніж 5%, тому непрямою характеристикою коливань текстурно-структурних властивостей руди є спектральна щільність сигналу активної потужності, споживаної приводним електродвигуном магнітного сепаратора . Ця спектральна щільність у загальному випадку має множину характерних частот А:

 (3)

де  - характерні частоти, відповідні до максимумів спектральної щільності.

Спектральна щільність центрованого випадкового процесу коливань питомої роботи подрібнення первинної руди визначає її текстурні властивості. З аналізу рис.4 випливає, що спектральна щільність сигналу активної потужності двигуна класифікатора  збігається за резонансною частотою зі спектральною щільністю . Точність збігу за частотою  менша ніж 4%.

Тому непрямою характеристикою коливань текстурних властивостей руди є спектральна щільність сигналу активно потужності, споживаної приводним електродвигуном спірального класифікатора . Ця спектральна щільність у загальному випадку має множину характерних частот В:

. (4)

Різниця двох множин дає множину характерних частот C коливань структурних властивостей збагаченої руди:

 (5)

де i = 1,2. З урахуванням виразів (3) - (5) множина характерних частот коливань структурних властивостей руди:

 (6)

З аналізу графіків рис.3, 4, а також з виразів (3) - (6) випливає, що спектральна щільність коливань сигналу активно потужності, споживаної приводними двигунами млина і спірального класифікатора, визначається коливаннями питомої роботи подрібнення руди. Спектральна щільність коливань сигналу активної потужності приводного двигуна магнітного сепаратора визначається коливаннями питомої роботи подрібнення руди і коливаннями вмісту заліза у первинній руді. З теорії подрібнення відомо, що питома робота подрібнення руди є непрямою характеристикою крупності і твердості руди.

Отже, оцінка основної частоти коливань текстурних властивостей руди виконується за резонансною частотою спектрально щільності коливань сигналу активної потужності приводного двигуна класифікатора або млина.

Оцінка основних частот коливань текстурно-структурних властивостей руди виконується за резонансною частотою спектральної щільності коливань сигналу активної потужності приводного двигуна магнітного сепаратора.

Оцінка основної частоти коливань структурних властивостей руди виконується за резонансною частотою, яка присутня в спектральній щільності сигналу активної потужності приводного двигуна магнітного сепаратора і відсутня у спектральній щільності сигналу активно потужності двигуна спірального класифікатора або млина.

Запропонована методика використовується для дентифікації частот збурюючих дій при проектуванні й наладці систем автоматичного регулювання процесів подрібнення, класифікації та магнітно сепарації, а також для контролю ефективності усереднення руди за текстурними структурними властивостями. У цьому випадку оцінку дисперсії коливань текстурних властивостей руди виконують, використовуючи вираз:

 (7)

де ,  - відповідно нижня та верхня границя частотного діапазону коливань.

Оцінка дисперсії коливань текстурно-структурних властивостей руди здійснюється за виразом:

 (8)

Припустімо, наприклад, що усереднення руди відбувається за текстурно-структурними властивостями. Для цього використовується формула (8). Якщо при спостереженні протягом періодів  і  за формулою (8) були розраховані значення дисперсії відповідно  і  причому  то це означає, що ефективність усереднення руди за період  була вищою, ніж за період .

Науково обґрунтований метод технічного контролю розгерметизації барабана сепаратора, при якому активна потужність, споживана електродвигуном сепаратора, перевищує технологічно припустимий рівень. Запропонований алгоритм виявлення розгерметизації барабана сепаратора:

 (9)

де  - напруга сигналізації;  - верхнє припустиме значення сигналу активної потужності.

Для контролю затирання барабана сепаратора через потрапляння побічних предметів або через відхилення від ос запропонований метод технічного контролю за появою в спектральній щільност центрованого випадкового процесу зміни у часі сигналу активної потужност максимуму на частоті обертання барабана сепаратора . Система контролю містить смуговий фільтр оборотної частоти . Поява сигналу активної потужності електродвигуна сепаратора на частоті  свідчить про технічну несправність магнітного сепаратора, пов'язану із затиранням барабана. Типові спектральн щільності технічно справного магнітного сепаратора наведені на рис.5, а несправного - на Рис.6.

Рис. 5. Типова спектральна щільність активно потужності технічно справного магнітного сепаратора, де: fП - частота біжучого електромагнітного поля.

Рис.6. Типова спектральна щільність активно потужності технічно несправного магнітного сепаратора, де: - частота обертання барабана сепаратора; fП - частота біжучого електромагнітного поля.

Розроблений метод автоматичного управління кількістю паралельно працюючих магнітних сепараторів, що утворюють фронт магнітної сепарації з урахуванням параметрів законів розподілу сигналів активної потужності.

Обґрунтовані оптимальні границі переключення кількості сепараторів, виходячи з мінімізації ризику прийняття рішення відповідно до величини споживаної ними активної потужності. Наприклад, якщо максимальна кількість працюючих сепараторів дорівнює трьом при постійно включеному одному сепараторі, оптимальна границя переключення

, (10)

де d - середньоквадратичне відхилення сигналу активної потужності;  і  - математичні очікування сигналів активної потужності відповідно при двох і трьох включених сепараторах;  і  - відповідно ймовірності роботи двох і трьох працюючих сепараторів;    - відповідно вартість втрат від помилкового включення та відключення сепаратора.

Кількість паралельно працюючих у стад збагачення магнітних сепараторів автоматично змінюють пропорційно до активно потужності, споживаної електродвигунами сепараторів з мережі, обумовлено продуктивністю сепараторів за магнітним продуктом.

Розроблений метод технологічного контролю комплексу магнітної сепарації з перечищенням промпродукту. Функціональна схема системи технологічного контролю, а також її статичні характеристики, наведен на рис.7,8.

Рис.7. Функціональна схема системи автоматичної оптимізації, де: 1, 2 - магнітні сепаратори; 3, 4 - електродвигуни; 5, 6 - вимірювальні перетворювачі активної потужності; 7, 8 - суматори; 9 - релейний блок; 10 - регулятор густини зливу; 11 - клапан витрати води; 12 - густиномір; 13 - класифікатор; BK - витрата води у класифікатор;  - продуктивність твердої фази пульпи класифікатора; ±∆g - сигнал зміни густини зливу класифікатора;  - продуктивність за магнітним продуктом сепараторів першого прийому; P1, P2 - вихідні токові сигнали вимірювальних перетворювачів активної потужності; C - постійний зсув;  - завдання регулятору густини зливу.

Страницы: 1, 2, 3