Изучить материал по необходимости контроля пульпы и способы контроля пульпы на ОФ

                               Общие сведения.

 Необходимость контроля пульпы

Плотность, или удельный вес, пульпы является одним из ос­новных факторов контроля и регулирования технологического процесса на обогатительных фабриках. Сохранение оптимальной плотности пульпы, установленной для руд данного типа в резуль­тате многих лабораторных испытаний или заводской практикой в различных фазах процесса обогащения, — необходимое условие получения наиболее высоких технологических показателей при обработке руд.

Особо важное значение имеет плотность пульпы в циклах измельчения, флотации, гравитации и обезвоживания. Плотность пульпы также влияет на работу транспортирующих аппаратов, как-то: желобов, насосов и пр.

При измельчении тонкость помола и величина циркуляцион­ной нагрузки регулируются изменением плотности пульпы. Со­хранение заданной плотности пульпы, обеспечивающей получе­ние наилучшей гранулометрической характеристики и наиболь­шей производительности мельниц, является обязательным.

При флотации плотность пульпы имеет двоякое значение: во-первых, для каждого типа руд и для каждой стадии процесса флотации существует оптимальная плотность, при которой мож­но получить наиболее высокие технологические показатели, во-вторых, плотность пульпы оказывает влияние на производитель­ность флотационных машин и на расход реагентов; однако сле­дует иметь в виду, что чрезмерное увеличение плотности пульпы снижает аэрацию. Поэтому пределом разбавления пульпы при фло­тации считается примерно Ж: Т 1:1.

При расчетах принимают во внимание не плотность пульпы, а содержание твердого в пульпе, выраженное в процентах или в долях единицы.

                 СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ ПУЛЬПЫ

Плотность пульпы определяют ручным и автоматическим способами. При ручном способе плотность определяется через каждые 15, 20, 30 минут, в зависимости от степени колебания плотности пульпы в данной точке. Ручной способ нахождения плотности состоит в том, что от струи пульпы берется проба сосудом определенной емкости (1 литр). Взвесив наполненный сосуд, находят удельный вес и по таблице определяют процент твердого в пульпе.

Обычно в практике обогащения для определения содержания твердого вещества в пульпе пользуются таблицей или номограм­мой, составляемыми на основе формулы

,                                         (3.1)

где Р – содержание твердого в пульпе, %;

; δ – плотность твердого, кг/м³;

Δ – плотность пульпы, кг/м³.

Отношение массы жидкой фазы Ж к массе твердой Т называется разжижением R

,                                            (3.2)

откуда

,                                                  (3.3)

Пре отборе пробы пульпы ни в коем случае нельзя допускать, чтобы пульпа переливалась через край, так как твердые частицы могут осесть, и через край перельется часть пульпы, имеющая меньшую плотность.

Плотностью ρ вещества называют физическую величину, опреде­ляемую отношением массы mвещества к занимаемому им объему V:

, [ед. массы]/[ед. объема].                        (3.4)

Удельным весом γ вещества называют физическою величину, оп­ределяемую отношением веса Gвещества к занимаемому им объему V:

, [ед. силы]/[ед. объема].                            (3.5)

Удельный вес и плотность связаны соотношением

,                                             (3.6)

где g - ускорение свободного падения.

Единицей плотности в системе СИ является кг/м³.

 

  Способы  автоматического контроля плотности пульпы

Известно несколько способов автоматического контроля плотности пульпы и растворов. Важнейшими из них являются такие, как ареометрический (поплавковый); пьезометрический; весовой (пикнометрический); радиоизотопный; резонансный (частотный) и др.

Ареометрический способ контроля плотности основан на применении закона Архимеда. Датчиком в таком плотномере является поплавок (полностью или частично погруженный в контролируемую среду). Такой метод контроля применим для измерения плотности однородных жидких сред, в которых не происходит расслоение твердой и жидкой фаз, при условии нахождения жидкости в открытом резервуаре. Недостатком ареометрического метода контроля плотности пульпы является загрязнение датчика вследствие налипания на нем твердых частиц, это сказывается на точности результатов измерения. Наибольшее распространение из числа поплавковых датчиков получили плотномеры, работающие по методу сравнения, и дифференциальные датчики. Метод сравнения заключается в том, что при помощи поплавков плотность контролируемой жидкости или пульпы сравнивается с плотностью эталонной жидкости. Один поплавок погружается в эталонную жидкость, находящуюся в отдельном сосуде, а другой – в жидкость, плотность которой измеряется. Поплавки подвешены на коромысле, которое связано с пером самопищущего прибора.

Измерение плотности пульпы Δρ вызывается приращением веса поплавка:

,                                                    (3.7)

где V – объем поплавка.

Дифференциальный поплавковый датчик выполняется в виде коромысла, на концах которого подвешены поплавки разных объемов. Раз­ница в весах ΔР, передаваемая на плечи коромысла, равна произведению удельного веса пульпы γна разность объемов поплавков ΔР, т.е.

,                                                  (3.8)

Точность измерения прибора составляет 1-2 %

Пьезометрический способ состоит в том, что в пульпу на различ­ную глубину погружают две пьезометрические трубки и измеряют пере­пад давления, возникающий в этих трубках. Сжатый воздух в пьезомет­рические трубки подается от установленного рядом гидрокомпрессора.

Рисунок 3.1 - Схема пьезометрического плотномера: 7, 2 - пьезометрические трубки; 3, 4 - дроссели; 5 - регуля­тор расхода; 6 - дифманометр; 7 – аппарат.

В пьезометрических плотномерах рисунок 3.1 измерение гидроста­тического давления осуществляется путём продувки сжатого воздуха. Такие плотномеры используют для измерения плотности непосредст­венно в технологических аппаратах. В аппарате 7 установлены пьезо­метрические трубки 1 и 2 с различной глубиной погружения в контроли­руемую среду. Сжатый воздух от регулятора расхода 5 подается в труб­ки через дроссели 3 и 4 постоянного сечения. Расход воздуха должен быть небольшим и постоянным, так как колебания расхода могут вы­звать дополнительную погрешность измерения.

Трубки пьезометрического датчика из нержавеющей стали с внутренним диаметром 4-6 мм и открытым концом установлены с перепадом 100-150 мм. Концы трубок заточены на конус.

Через открытые торцы трубок воздух барботирует через жидкость. Давление воздуха в трубках 1 и 2 определяется гидростатическим давлением столба жидкости высотой Н₁ и Н₂. Разность давлений в трубках измеряется дифманометром 6 с пневматическим или электрическим выходным сигналом. Этот перепад определяется выражением:

                         (3.9)

Сжатый воздух в пьезометрические трубки на обогатительных фабриках обычно подается от гидрокомпрессора (рисунок 3.2) принцип действия которого основан на инжекции воздуха струей воды при прохождении ее через форсунку.

Рисунок 3.2 – Гидрокомпрессор: 1,4 – отверстия для прохождения воды; 3 – отверстия для инжекции воздуха; 2,5,7 – камеры; 8,9 – патрубки; 6 – труба.

Вода, поступающая под давлением, проходя через отверстия 1 и 4, инжектируют воздух из камеры 2, куда он засасы­вается из атмосферы через отверстия 3. Смесь вода-воздух, заполнив нижнюю часть камеры 5, устремляется в трубу 6, из которой вода слива­ется в камеру 7, откуда через патрубок 8 направляется в дренаж. Воздух, выделившийся из смеси в камере 5, вытесняет воду до тех пор, пока уро­вень воды не достигнет нижней кром­ки трубы 6. Дальнейшее понижение уровня воды прекращается, так как из­быток воздуха, преодолевая сопро­тивление столба воды в трубе 6, будет выходить в атмосферу через патру­бок 9. В результате в камере 5 уста­навливается постоянное давление. В гидрокомпрессорах, применяемых на обогатительных фабриках, давление воздуха составляет 400 мм вод. ст. Это давление остается постоянным, поскольку количество воздуха, вво­димого в гидрокомпрессор, значи­тельно превышает потребность плот­номера. Воздух с постоянным давле­нием из гидрокомпрессора поступает во влагоуловитель, а затем в распре­делитель потоков. Влагоуловитель служит для улавливания влаги, захва­ченной воздухом при прохождении че­рез гидрокомпрессор. Он представляет собой трубу диаметром 40 мм, закрытую с обоих концов, с двумя шту­церами для подвода и отвода воздуха. Для выпуска воды в дне влагоуловителя имеется отверстие, которое закрывается пробкой.

Распределитель потоков воздуха представляет собой камеру с тремя штуцерами, в отверстия отводящих штуцеров вставлены шайбы диаметром 0,7 мм.

Пьезометрические плотномеры позволяют измерять плотность пульпы до 1200 - 1400 кг/м³ с погрешностью ± 1 %.

Основными недостатками пьезометрических плотномеров явля­ются: забивание пьезотрубок и необходимость регулярной чистки их; невозможность использования для контроля пульпы повышенной плот­ности; необходимость в специальном источнике сжатого воздуха.

При постоянном уровне пульпы или при постоянной плотности пульпы можно ограничиться одной пьезотрубкой для контроля уровня реагентов в растворимых емкостях.

Пьезометрические датчики плотности отличаются простотой в конструктивном отношении и обеспечивают сравнительно высокую точность измерения (в пределах ± 1%). Чувствительность их состовляет примерно 0,3-0,5 % по содержанию твердого.

ЗАДАНИЕ:

  1) Изучить материал и вычертить схему пьезометрического плотномера, обозначив составные части;

2) Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1.Обьяснить сущность необходимости контроля пульпы на ОФ.

2.Какие способы определения плотности вы знаете?

3.Напишите формулу определения содержания твердого в пульпе.

4.Что такое разжиженность?

5. Опишите принцип действия пьезометрического плотномера,его преимущества и недостатки.