Система автоматического управления схемой оборотного водоснабжения Нурказганской обогатительной фабрики

В технологии извлечения меди на обогатительных фабриках обогащение осуществляется в водных средах с последующей флотацией. Обогатительные фабрики относятся к отрасли промышленности, потребляющей большое количество воды, которая расходуется для приготовления растворов реагентов, охлаждения технологического оборудования, мокрую уборку помещений. От рационального использования воды, зависит производительность фабрики, а также состояние водных ресурсов в ее окрестности.

На обогатительной фабрике «Нурказган» г. Темиртау Республики Казахстан предусмотрена технология переработки руд методом флотации. Для экономии и рационального использования водных ресурсов, на фабрике организована система оборотного водоснабжения.

Наиболее крупных масштабов оборотное водоснабжение достигло на обогатительных фабриках и при гидравлической добыче полезного ископаемого. Схемы оборотного водоснабжения предусматривают постоянное полное или частичное использование производственных стоков.

Наиболее распространённая и простая схема оборотного водоснабжения: «предприятие - шламонакопитель - предприятие». В этом случае схема водоснабжения [1] состоит из устройства по забору оборотной воды из шламонакопителя, транспортировки её (насосами или самотёком) до резервуара воды на фабрике с последующим распределением по точкам потребления.

Полное оборотное водоснабжение характеризуется использованием всех производственных стоков без их сброса. Потери воды от испарения, фильтрации и c продуктами, выводимыми из технологического процесса, восполняются свежей водой в любом месте (шламонакопителе, резервуаре, трубопроводе). Полное оборотное водоснабжение может быть организовано при осветлении суспензии отходов обогатительных фабрик в отстойниках c применением флокулянта (слив используется как оборотная вода, а сгущённый продукт направляется в шламонакопитель на дальнейшее отстаивание).

На рис. 1 изображена технологическая схема [2], разрабатываемой системы автоматического управления.

Разрабатываемая система автоматического регулирования предназначена для процесса разубоживания пульпы и оптимального расхода оборотной воды в технологическом процессе рудоподготовки.

Рис. 1.

Внедрение системы автоматического регулирования позволит снизить количество сбрасываемых сточных вод и уменьшить потребности в свежей воде, что дает большой экономический и экологический эффект.

Разработка математического описания процесса водного разубоживания пульпы выполнена на основе описания каждого агрегата технологической линии с помощью теории автоматического управления. В результате исследования на основе рисунка 1 была создана структурная схема, которая отражает в себе последовательность действий, а также формирование сигналов управления, через которые осуществляется управление подачей воды.

При решении поставленных задач в работе были использовано компьютерное моделирование в среде пакета прикладных программ MatLab , разработанная схема моделирования приведена на рис. 2.

Значение исходного потока воды составляет, согласно техническим характеристикам емкости оборотного водоснабжения, 750 м3/час. Этот поток поступает на насосную станцию, состоящую из двух водяных насосов. Значение потока воды, пропорциональное потоку руды, поступает на вход скруббера посредством задвижки 1. При дезинтеграции в скруббере находится от 45-49% твердого. На вибрационный грохот поступает дополнительное количество воды в размере 10 м3/час, после просеивания руды, фракция поступает в зумпф 1. С помощью регуляторов плотности (РП1) и уровня (РУ1) организуется подача воды через задвижку 1.

Рис. 2.

Далее пульпа, посредством насоса НП1, поступает в шаровую мельницу с центральной разгрузкой. Также управляемой задвижкой подается поток технологической воды. Содержание твердого в мельнице должно варьироваться от 35% до 40%. В зумпфе 2 происходит аналогичное регулирование плотности и уровня пульпы, регуляторами РУ2 и РП2. Пульповым насосом НП2 фракция качается на гидроциклоны. Мельница работает в замкнутом цикле с гидроциклонами. Слив гидроциклонов по желобу, самотеком поступает на основную медную флотацию. Пески гидроциклонов поступают на доизмельчение в шаровую мельницу.

После осуществления оптимальной настройки ПИД-регуляторов, по модульному оптимуму, были получены переходные характеристики, удовлетворяющие техническому заданию.