способ определения содержания ферромагнетика в пульпе и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ определения массовой доли ферромагнетика в рудной пульпе, включающий отбор пробы и измерение магнитной восприимчивости отобранной пробы при наложении на нее магнитного поля, отличающийся тем, что в качестве пробы выбирают жидкую фазу пульпы концентрата на последней стадии мокрой магнитной сепарации, создают условия осаждения твердой фазы с помощью запорного электромагнитного клапана, электрический ток которого изменяют по экспоненциальному закону, измеряют магнитную восприимчивость в процессе формирования осадка через определенные промежутки времени и по данным измерений определяют коэффициент d по формуле



где d - относительный средний диаметр частиц пульпы;

a₁, a₂ - коэффициенты относительной магнитной восприимчивости, равные соответственно a₁ = A₁/A₃ и a₂ = A₂/A₃;

A₁ - относительная магнитная восприимчивость в начале осаждения твердой фазы;

A₂ - магнитная восприимчивость промежуточной стадии;

A₃ - магнитная восприимчивость в конце осаждения твердой фазы;

e - экспонента,

а массовую долю железа определяют по формуле

Fe = (B - Cd)KA₃,

где Fe - массовая доля железа в концентрате, %;

B, C и K - постоянные коэффициенты, определяемые по тарировочным графикам проб пульпы железа.

2. Устройство для определения массовой доли ферромагнетика в пульпе, включающее соединенное с пульповым желобом пробозаборное устройство в виде трубы из немагнитного материала с измерительной катушкой первичного преобразователя, запорный клапан, блок питания и блок управления, отличающееся тем, что в корпусе преобразователя размещены запорный клапан и измерительная катушка, разделенные магнитоэкранирующей перегородкой, причем запорный клапан выполнен из двух горизонтально расположенных электромагнитов с диаметрами сердечников из магнитомягкого материала, равными диаметру проходящего вертикально по центру преобразователя пробозаборника, верхний конец которого снабжен щелью, причем активная площадь щели не превышает половины внутреннего поперечного сечения пробозаборника.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок управления и обработки сигналов соединен с электромагнитным клапаном и блоком питания.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что корпус преобразователя выполнен из ферромагнитного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относится к области физики, а именно к датчикам и способам, предназначенным для определения массовой доли железа.

Наиболее близкими по технической сущности являются способ и устройство по патенту РФ N 2073855, кл. G 01 N 27/72, 1997 г., принятые за прототипы.

Устройство содержит пробозаборник, соединенный с пульповым желобом, входной и выходной клапаны, блоки питания и управления, измерительную катушку первичного преобразователя, а также дополнительную катушку на дополнительном пробозаборном устройстве.

Способ включает отбор пробы, измерение магнитной восприимчивости пульпы при наложении на нее взаимноперпендикулярных постоянного и переменного магнитных полей и определение массовой доли железа по формуле:

F = A K_2p/K_1p + B K_4k/K_3k + C,

где F - массовая доля железа в концентрате;

K_1p - магнитная восприимчивость рудной пульпы, измеренная при наложении переменного магнитного поля;

K_2p - магнитная восприимчивость рудной пульпы, измеренная при наложении переменного и постоянного стабилизированного магнитных полей;

K_3k - магнитная восприимчивость рудной пульпы, измеренная при наложении переменного магнитного поля;

K_4k - магнитная восприимчивость рудной пульпы, измеренная после окончания воздействия постоянного стабилизированного магнитного поля;

A, B, C - постоянные коэффициенты, определенные предварительно по градуировочным графикам, построенным для эталонных образцов с известной массовой долей железа в рудной пульпе.

Недостаток изобретений - существенные погрешности в определении массовой доли железа из-за колебаний плотности и грансостава пульпы.

Технический результат изобретений - упрощение конструкции, повышение точности измерений.

Указанный результат достигается тем, что устройство содержит пробозаборник из немагнитного материала, вертикально вмонтированный в первичный преобразователь, который состоит из запорного клапана и измерительной катушки, разделенных между собой магнитоэкранирующей перегородкой. Запорный клапан представлен двумя горизонтальными электромагнитами, диаметр сердечников которых равен диаметру проходящего между ними пробозаборника. Верхний конец пробозаборника вмонтирован в пульпопровод и выполнен с вертикальной асимметричной щелью, активная площадь которой не превышает внутреннего поперечного сечения пробозаборника. Корпус преобразователя выполнен из ферромагнита.

Способ определения массовой доли ферромагнетика заключается в отборе пробы рудной пульпы вышеописанным устройством и измерении ее магнитной восприимчивости на стадии осаждения. Массовая доля железа в концентрате определяется по формуле:

Fe=(B-Cd) KA₃,

при этом





где Fe - массовая доля железа в концентрате;

B, C, K - постоянные коэффициенты, определяемые по тарировочным графикам проб рудной пульпы, построенным на основе химанализа;

d - относительный средний диаметр частиц пульпы;

a₁, a₂ - нормированные коэффициенты относительной магнитной восприимчивости;

A₁ - относительная магнитная восприимчивость в начале осаждения твердой фазы.

A₂ - относительная магнитная восприимчивость промежуточной стадии;

A₃ - относительная магнитная восприимчивость в конце осаждения твердой фазы;

e - экспонента.

На фиг. 1 изображена общая схема устройства; на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1.

Устройство состоит из первичного преобразователя 1, пробозаборной трубы 2 (пробозаборника), установленной в преобразователь, блока 3 управления и обработки сигналов, соединенного с преобразователем и блоком 4 питания.

Преобразователь 1 разделен магнито-экранирующей горизонтальной перегородкой 5, в нижней части расположен запорный клапан из двух электромагнитов 6, а в верхней - измерительная катушка 7 и компенсационная 8. Электромагниты 6 размещены горизонтально, а катушка 7 - вертикально.

Пробозаборник 2 проходит с зазором сквозь катушку 7, перегородку 5 и между сердечниками электромагнита 6, причем диаметр сердечников равен диаметру пробозаборника, а концы сердечников, обращенные к пробозаборнику, выполнены по цилиндрической образующей (не показано), что обеспечивает оптимальный режим работы клапана. Верхний конец пробозаборника 2 снабжен асимметрично выполненной вертикальной щелью 9, активная площадь которой не превышает половины внутреннего поперечного сечения пробозаборника. Под активной площадью следует понимать часть щели, сквозь которую проходит поток рудной пульпы. Нижний конец пробозаборника 2 открыт и выходит из преобразователя 1.

Работа устройства и пример выполнения способа.

Испытания проводились на обогатительной фабрике N 2 Михайловского ГОКа.

Пробозабоник 2 жестко установили в пульповом желобе 10 таким образом, чтобы нижняя часть щели 9 была совмещена с дном желоба, а сама щель направлена навстречу потоку рудной пульпы. Осевое смещение щели 9 обеспечивает вращение потока в пробозаборнике 2.

Посредством органов коммутации блока 2 управления и обработки сигналов подключили блок 4 питания к запорному клапану, где экспоненциально изменяемый ток создал в пробозаборнике 2 магнитное поле. Магнитное поле перекрыло пульповый поток, обеспечивая заполнение пробозабоника 2 выше преобразователя 1. Заполнение пробозаборника 2 происходит за 1-6 секунд. Произвели замеры с интервалами в 10 секунд, 5 минут и 30 минут: A₁ = 148.2, A₂ = 180.0, A₃ = 303.0

Сняв замеры, запорный клапан выключили, промыли осадок пульпой в течение минуты. Пульпа, проходящая через устройство, поступает в приемный зумпф. Цикл можно повторить.

Выполнили следующие расчеты.

Коэффициенты относительной магнитной восприимчивости равны:



Относительный средний диаметр частиц в пульпе:



Из тарировочных графиков взяли значение постоянных:

B = 70.2; C = 7.54; K = 3.3 10^-3 и определили массовую долю железа в пульпе по формуле:

Fe=(B-C_d) K A₃ =(70.2-7.54 0.37) 3.310^-3 303 = 67.4%

При работе в автоматическом режиме управления регистрация и обработка результатов измерений производится на ПЭВМ. Программа подготовлена.

По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение проще конструктивно, более надежно и точно определяет массовую долю железа. Замеры можно проводить в широком диапазоне колебаний плотности и гранулометрического состава. Проведенные на Михайловском ГОКе испытания показали достаточно высокую точность способа и устройства.