Дистанционный контроль качества процесса обогащения

Непрерывный контроль и регулирование плотности пульпы являются одной из основных задач при автоматизации процесса обогащения, так как от плотности пульпы зависят качественные показатели и производительность флотационных машин. Следует заметить, что большинство известных плотномеров измеряют не плотность, а удельный вес пульпы. Однако, основываясь на известной зависимости между плотностью и удельным весом, эти приборы градуируют в единицах измерения плотности (г/см³, кг/дм³ и др.). Существуют различные способы контроля плотности пульпы: пьезометрический, гидростатический, весовой, радиоизотопный и др.

Пьезометрический способ определения удельного веса пульпы γ_п основан на измерении давления р в пьезометрической трубке, погруженной на глубину h, при пропускании через нее неизменного количества воздуха:

р = γ_пh.

В емкостях с переменным уровнем (например, на сливе классификатора) устанавливают две пьезотрубки с некоторым перепадом погружения Δh, питающиеся от общей воздушной магистрали. В этом случае измеряется разность давлений, определяемая по следующей формуле:

Δp = γ_п Δh.

На обогатительных фабриках цветной металлургии наибольшее распространение получил пьезометрический плотномер ПРП Челябинского завода «Теплоприбор». Схема его приведена на рис. 34.

Работа гидростатического плотномера основана на следующем принципе гидравлики. При опускании трубки с водой в пульпу на глубину h_п вода в ней устанавливается на высоте

где ρ_п – плотность пульпы;

ρ_в – удельная плотность воды.

Если h_п и ρ_в неизменны, то высота столба воды h_в, как видно из формулы, прямо пропорциональна искомой плотности пульпы ρ_п (на рис. 35 приведена схема гидростатического плотномера ГИПД).

Работа весовых плотномеров основана на принципе взвешивания неизменного объема пульпы, пропускаемой через плотномер.

Принцип работы радиоизотопного плотномера основан на зависимости степени ослабления излучения радиоактивных изотопов от плотности контролируемой среды. Основными узлами этих плотномеров являются: источник излучения (радиоактивный изотоп) в специальном защитном контейнере, приемник (счетчик) излучений, электронный блок и выходной прибор, отградуированный в единицах измерения плотности контролируемой пульпы. Отечественной промышленностью освоен выпуск радиоактивных плотномеров нескольких типов (ПР-1014, ПЖР-2М, ПЖР-5, РРП-605 и др.).

На рисунке 33 приведена блок-схема плотномера типа ПЖР-2М завода «Калугаприбор». В этом плотномере в качестве приемника радиоактивных излучений используются газоразрядные счетчики, в которых под действием излучения возникают отдельные вспышки газового разряда, поэтому в электрической цепи счетчика появляются импульсы тока этого разряда. В процессе эксплуатации установки характеристики счетчиков могут изменяться.

Для уменьшения ошибок при измерении в схеме плотномера используют компенсационную схему измерения. Излучение основного источника 1 проходит через трубу 2 с контролируемой пульпой и регистрируется группой счетчиков 3 измерительного канала. Излучение компенсационного источника 5, проходя через регулирующий клин 6, попадает на группу счетчиков 7. В интегрирующих ячейках 4 и 8 импульсы счетчиков 3 и 7 преобразуются в постоянные напряжения и подаются на блок сравнения 9. Переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна разности напряжений на интегрирующих ячейках, а фаза изменяется на 180°, в зависимости от того, на какую из ячеек (4 или 8) подается излучение большей интенсивности, снимается с выхода блока сравнения 9.

Это напряжение, усиленное усилителем 10, подается на управляющую обмотку реверсивного электродвигателя 11, приводящего во вращение клин 6. При изменении плотности пульпы меняется интенсивность излучения, регистрируемого счетчиками 3, и напряжение на интегрирующей ячейке 4. На выходе блока сравнения 9 появляется напряжение, и двигатель 11 поворачивает клин 6 до тех пор, пока не уравняются интенсивности излучений, регистрируемые счетчиками 3 и 7. При этом угол поворота клина прямо пропорционален изменению плотности пульпы. Одновременно с поворотом клина перемещается сердечник индукционной катушки 12, которая является датчиком телеметрической системы вторичного записывающего прибора 13, шкала которой отградуирована в единицах измерения плотности пульпы.

Счетчики 3 и 7 плотномера расположены на барабане, приводимым во вращение электродвигателем 14. В связи с этим во время измерения одни и те же счетчики попеременно работают то в измерительном, то в компенсационных каналах, что уменьшает погрешность, вызванную изменениями параметров счетчиков. Плотномер ПЖР-2М может быть установлен на трубопроводах диаметром от 100 до 300 мм при толщине стенок стальной трубы до 10 мм и плотности пульпы в пределах от 0,5 до 2,5 г/см³.