Прибор для автоматического экспресс-анализа содержания магнетитового железа в рудном материале

Железорудный материал, добываемый в карьерах и поступающий на переработку, не однороден по своему составу. Параметры контроля и управления технологическим процессом напрямую зависят от качественного состава исходного материала. Для управления качеством продуктов обогащения необходимо осуществлять контроль вещественного состава исходного материала и продуктов обогащения. К основным показателям качества обогащаемого сырья, которые необходимо контролировать в процессе обогащения, относится доля полезного компонента в обогащаемом материале (концентрация полезного компонента).

До настоящего времени наиболее распространенными методами контроля концентрации полезного компонента в рудах являются методы химического анализа, которые принято считать “абсолютными методами”. Методы химического анализа основаны на исследовании протекания химических реакций и изучении продуктов получившихся в их результате и дают возможность непосредственно оценить массу веществ вступивших в реакцию. Химическая реакция служит основой для проверки всех прочих методов анализа и критерием возможности их применения. Однако эти методы являются трудоемкими и не всегда обеспечивают своевременность контроля, так как даже “ускоренный” и упрощенный химический анализ занимает от одного до четырех часов [1]. При таком времени анализа весьма затруднительно применение этого метода для управления и контроля за технологическим процессом, так как за время необходимое для проведения анализа, материал из которого были взяты пробы, пройдет весь технологический процесс.

Для контроля содержания полезных компонентов, в последние годы, наряду с рентгеноспектральным и рентгенорадиометрическим методами анализа широкое применение находят методы, использующие постоянные и переменные электрические и магнитные поля [2]. К ним относятся магнитный анализ, электрическая осциллометрия, парамагнитный метод, методы с использованием масс-спектрометра Деметера, ядерно-магнитный резонанс, ферромагнитный метод и другие.

Можно добиться достаточной точности в определении содержания магнетитового железа в исследуемом продукте, применяя корреляционный анализ. Существует корреляционная связь между магнитными свойствами (магнитная восприимчивость и проницаемость) и процентным содержанием магнетитового железа (особенно в пределах каждого отдельного месторождения), что позволяет осуществлять непрерывные телеизмерения. В основе определения содержания железа геофизическим методом измерений изменения магнитной восприимчивости магнетитового материала, лежит свойство магнетитовой руды перемагничиваться в переменном магнитном поле. Метод магнитного анализа, обеспечивающий минимальное время на определение концентрации полезного компонента в руде и приемлемую точность, позволяет автоматизировать процесс экспресс-анализа. Использование автоматических установок для определения концентрации полезного компонента в рудах значительно упрощает и сокращает процесс измерения, однако, известные методы остаются относительно дорогостоящими, трудоемкими и длительными по времени проведения анализа даже при использовании наиболее совершенных из них. Поэтому требуются специальные устройства для “экспресс-анализа” концентрации полезного компонента в рудах. Эти устройства должны обеспечивать минимальные затраты времени на измерение концентрации полезного компонента, упрощенную или автоматизированную обработку информации с выдачей результата измерений в виде сигнала, зависящего от концентрации полезного компонента в сырье. Необходимость в разработке таких устройств для “экспресс-анализа” концентрации полезного компонента в слабомагнитных рудах подтверждается заинтересованностью предприятий горной промышленности.

В научно-образовательном центре «Инновационные горные технологии» при участии МГГУ и ОАО «Михайловский ГОК» разработан интеллектуальный прибор « Магнитные весы » [3], для автоматической реализации экспресс-анализа железорудного материала. Прибор представляет собой автоматическое микропроцессорное устройство, содержащее программно управляемый источник электропитания, источник электромагнитного поля, электронные весы и датчики.

Рис.1. Структурная схема автоматических магнитных весов.

Через источник электромагнитного поля протекает ток, пропорциональный управляющему сигналу с микропроцессорного контроллера. Под действием магнитного поля, возникающего внутри катушки, изменяется вес образца. Используя автоматический анализ зависимости между током катушки и весом образца, определяют содержание магнетита и других магнитных минералов в руде. Силу, действующую на платформу весов, определяют с учетом значения магнитной восприимчивости и дифференциальной магнитной восприимчивости образца.

Рис.2. Лабораторный образец «Магнитных весов»

Для реализации метода оперативного определения массовой доли железа магнитного в рудных материалах создано устройство, включающее набор программных средств, позволяющих проводить автоматический анализ содержания железа магнитного и сохранять полученные результаты для дальнейшего использования.

In article the device allowing automatically to carry out the operative analysis of technological properties of iron ore is considered. The principle of work of the device is based on a magnetic method of definition of concentration of iron magnetic in ore.