5. Как контролировать объемное заполнение мельницы рудой и процент выхода готового класса?

5.1. К сожалению, прямые методы контроля объемного заполнения мельницы рудой отсутствуют. Но существует ряд косвенных методов. Одним из известных методов является контроль акустического или вибрационного шума мельницы. Эти методы получили развитие в ряде разработок 70-80 гг. Наиболее известными являются разработки ОАО «Союзцветметавтоматика» «Звук-7» (акустический шум) и УРК-3 (вибрационный шум). Однако эти разработки устарели, как по принципу измерения, так и по элементной базе. Развитием этих разработок является виброакустический анализатор ВАЗМ-1, который является универсальным интеллектуальным прибором нового поколения, реализованном на базе РС-совместимого контроллера. Прибор использует три типа шумовых параметров – акустический шум, вибрационный шум, энергетический шум. Комбинирование параметров позволяет его использовать для практически любых типов мельниц.

Для мельниц самоизмельчения достаточно эффективен радиоизотопный контроль. Современная реализация такого метода возможна на базе универсального радиоизотопного преобразователя РП-24 с соответствующим программным обеспечением.

5.2. Непрерывный контроль гранулометрического состава пульпы возможен разными методами – оптическим, седиментационным (по кривой осаждения твердого в пульпе), непосредственно механическим. Развитие последних двух методов в 70-80 г.г. производилось ОАО «Союзцветметавтоматика» в известных приборах «Сегран» и «Микрон» соответственно. Несовершенная элементная база не способствовала широкому распространению этих приборов. Современные решения наиболее эффективного, непосредственно механического, метода применены в дальнейших разработках приборов типа «ПИК-074». Последняя модификация этого прибора «ПИК-074П» отличается компактностью, отсутствием устройства пробоотбора, улучшенными метрологическими характеристиками. Прибор устанавливается непосредственно на зеркале классификатора, в желобе, трубопроводе и измеряет процент выхода заданного класса в реальном масштабе времени.

6. Что практически можно получить?
Работа в режиме стабилизации объемного заполнения мельницы рудой на уровне близком к оптимальному иллюстрируется на рис. 5 для процесса на головной мельнице Абагурской фабрики Кузнецкого ГОКа. По сравнению с режимом стабилизации расхода руды (см. рис. 1) удалось поднять среднюю производительность на 10-15% за счет того, что поддерживался режим максимально возможной производительности в текущих условиях. Оператор не опасался перегрузки по руде, поскольку система, cпомощью прибора ВАЗМ-1, автоматически поддерживала объемное заполнение на заданном уровне. Одновременно на те же 10-15 % сократился удельный расход электроэнергии.

Однако, хотя стабилизация условий измельчения по объемному заполнению позволила примерно на 10% уменьшить колебания выхода готового класса -0,074 мм, но этого явно недостаточно для стабилизации грансостава на заданном уровне, выход готового класса изменялся от 45% до 75%.
Поэтому следующий шаг заключался в стабилизации грансостава на требуемом уровне подачей дополнительной воды в классификатор. Результаты приведены на тренде (рис. 6). Среднеквадратичное отклонение требуемого процента выхода готового класса уменьшилось почти в 10 раз, при этом дополнительно почти на 6% увеличилась производительность по исходной руде за счет снижения избыточной циркуляционной нагрузки.

Аналогичный подход к автоматизации головных мельниц обогатительной фабрики СП Эрдэнэт дал следующие результаты. Оптимизация переработки по объемному заполнению обеспечила увеличение на 2 - 4% переработки по руде при одновременном повышении выхода готового класса до 2% и снижении удельного расхода электроэнергии на 1,5 - 2,5%.
Результаты подтверждены соответствующими актами, являются существенными, хотя и несколько ниже, чем на Абагурской фабрике, поскольку в Эрдэнэте система уже была достаточно оптимизирована существующей локальной системой регулирования.

7. Как выбрать величину оптимального объемного заполнения мельницы.
Наличие гранулометра в системе позволяет иметь постоянную информацию о производительности комплекса по готовому классу. Одним из подходов является выбор такого объемного заполнения, которое бы давало требуемое значение по выходу готового класса.
Выбор оптимального объемного заполнения осуществляется на основе анализа долговременных трендов технологического процесса.
На рис. 7 приведен массив данных (месячный срез), соответствующих одновременному измерению условной загрузки по ВАЗМу и процента выхода готового класса по гранулометру ПИК-074 для условий Абагурской фабрики. Исходя из технологических соображений обеспечения требуемого выхода готового класса на уровне 45% был выбран уровень стабилизации объемного заполнения на уровне 85%.

Для Стойленского ГОКа ситуация оказалась более сложной. Там требовалось обеспечение заданной производительности мельницы. В процессе исследований выяснилось, что выбор требуемого объемного заполнения зависит от текущих свойств руды, подаваемой на переработку.
На рис. 8 приведены зависимости производительности мельницы от объемного заполнения для условно «хорошей» и «плохой руды», построенные на основе суточных трендов.
Наиболее оптимальными являются режимы стабилизации, удерживающие систему на линии, соединяющей вершины соответствующих кривых.
Реально рекомендуется выбирать линию, несколько удаленную от вершин влево для обеспечения запаса устойчивости по перегрузу мельницы (изображена пунктиром).

Для условий Стойленского ГОКа запас был несколько увеличен (сплошная линия) для снижения нагрузок на последующие стадии обогащения.
Такой способ стабилизации объемного заполнения назван стабилизацией по Т-фактору, поскольку он соответствует стабилизации некоторой величины, зависящей от текущей переработки и объемного заполнения и имеющий размерность времени.