1. Управляемый объект

1.1. Описание комплекса медной флотации (Учалинский гок)

Флотация является основным технологическим процессом фабрик цветной металлургии, которые в большей степени определяют эффективность производства. Технологический процесс флотации реализуется во флотационных машинах. Но, какой бы ни была конструкция флотомашины, каковы бы ни были ее размеры, сущность флотационного процесса остается прежней: с помощью различного рода реагентов (активаторов, подавителей, регуляторов среды, вспенивателей и т.д.) в камере флотомашины происходит разделение компонентов и их отделение от «пустой» породы. В результате осуществления флотационного процесса исходный продукт (α) (пульпа из отделения измельчения) разделяется на концентрат (β) и отходы (υ). Качество процесса флотации оценивают различными техническими показателями, в том числе:

содержание полезного компонента в концентрате (массовая доля полезного компонента в концентрате), β, %;
массовая доля полезного компонента в отходах флотации, γ, %;
извлечение полезного компонента в тот или иной продукт (в концентрат, в отходы), ε,%.

В технологическом комплексе флотации участвует вспомогательное оборудование:

мельница МШЦ 2700*3600;
гидроциклон ГЦ-500.

Мельница шарового типа с центральной разгрузкой МШЦ 2700*3600 используется для доизмельчения полезного продукта. После классификации в ГЦ-500 пески попадают в мельницу и там доизмельчаются до заданного класса – 74 мкм. После измельчения пульпа снова отправляется на классификацию в ГЦ-500.

Схема цепи аппаратов технологического комплекса медной флотации представлена на рисунке 1. Качественно-количественная схема изображена на рисунке 2.

Мельница шарового типа с центральной разгрузкой МШЦ 2700*3600 имеет следующую техническую характеристику:

внутренний диаметр барабана (без футеровки), D, мм – 2700;
рабочий диаметр барабана (в свету), Dр, мм – 2510;
длина барабана, L, мм – 3600;
рабочий объем барабана, V, м³ – 1,8;
частота вращения барабана, n, мин^-1 – 21;
масса шаровой загрузки (max), Gш, т – 34;
масса мельницы (без двигателей и шаров) – 76;
мощность электродвигателя (не более), Р, кВт – 400;
тип руды – все типы.

В качестве классификатора применяется гидроциклон ГЦ-500 с технологической характеристикой:

диаметр, D, мм – 500;
угол конуса, α, град – 20;
эквивалентный диаметр питающего отверстия, dэ, мм – 130;
диаметр сливного отверстия, dс, мм – 160;
диаметр пескового отверстия, Δ, мм – 75;
давление на вводе, Р, Мпа – 0,03-025;
производительность по питанию с содержанием твердого 40%, Qп^гц, м³/ч – 260;
масса – 1,45 т;
крупность слива – 52-240 мкм;
изготовитель – Усольский завод горного оборудования.

На фабрике применяются флотомашины:

на основной флотации – ФПМ-16;
на контрольной флотации – ФПМ-16;
на I, II, III перечистках – ФМ-63.

Технологические характеристики флотомашины типа ФПМ-16:

объем камеры – 13,6 м³;
производительность – 20м³/мин;
размеры камеры – 2800*2800*1900;
мощность – 45 кВт;
число оборотов – 750 об/мин.

Технологические характеристики флотомашины типа ФМ-63:

объем камеры – 5,35 м³;
производительность по потоку – 12 м³/мин;
размеры камеры – 2200*2200*1200;
мощность – 30 кВт;
число оборотов – 750 об/мин.

Существующая система контроля, управления, сбора и обработки информации

На Учалинской обогатительной фабрике перерабатывают медно-цинковые руды Учалинского месторождения, медные руды Молодежного месторождения, медно-цинковые колчеданные руды Узельгийского месторождения. Также возможна переработка Николаевской, Карабайской, Лиган-Касийской руд.

Автоматическая система позволяет регулировать промежуток между взятием проб и вести непрерывный контроль за содержанием полезных компонентов в продуктах переработки. В дальнейшем анализатор CURIER-30XP может заменить существующие на фабрике экспресс анализы основных продуктов обогащения, которые служат для периодической корректировки процесса, для оценки производственной ситуации в прошлом, сравнения с текущим моментом и принятия решения по управлению на основе сравнительного анализа ситуации.

При методе управления, основанном на использовании результатов экспресс анализа, на качество протекания процесса в значительной мере влияют чисто субъективные причины, вносимые мастерами смен и флотаторами. Их опыт, понимание основных закономерностей процесса и эффектов взаимодействия различных управляющих факторов, умение производить правильную оценку косвенной информации о процессе дает им возможность в какой-то мере приближаться к оптимальным режимам. При этом каждый из них вносит определенный субъективный фактор в эффект управления, оценка которого может быть различной.

Оперативную информацию, используемую при управлении, с точки зрения точности, можно подразделить на две следующие группы:

информация точная;
информация ориентировочная.

К точной информации о процессе следует отнести информацию, поступающую с приборов автоматического контроля, а именно:

величина рН в камерах флотомашин;
переработка руды (Q);
плотность поступающей на флотации пульпы (δ);
температура пульпы (t, ˚C).

К ориентировочной информации относят информацию, получаемую флотатором в результате визуального наблюдения за процессом:

характеристика руды (Хр) (вкрапленность, окисленность, пиритность, шламистость и т.д.);
цвет пены (Ц);
качество пенообразования (Кп);
наличие песка в пенном продукте флотации (П), определяемого отбором пульпы на ощупь;
длина флотации (lф) (процесс нормальный, процесс растянутый).

Совокупность перечисленных параметров дает возможность флотатору оценить ситуацию в любой момент времени и принять соответствующее решение по управлению, предполагая при этом заранее результаты своих действий.

Информация о качестве продуктов обогащения, получаемая в результате экспресс анализа и поступающая к флотатору с запаздыванием (минимум 2 часа) дает ему возможность оценить свои действия по управлению процессом в прошлом. Результаты, выдаваемые анализатором, позволяют более оперативно принимать решения при управлении процессом флотации.