Способ управления флотационной машиной, используемой в металлургических процессах

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФЛОТАЦИОННОЙ МАШИНОЙ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ Изобретение относится к способу применения флотационной машины, используемой в металлургических процессах, и к флотационной машине. Причем флотационная машина производит пеноотделение гидрофобных частиц от водного шлама, содержащего эти частицы. Флотационная машина содержит флотационную камеру (1) и ротор (2), который находится внутри флотационной камеры. Ротор (2) вращают с мощностью перемешивания, при которой в шламе поддерживается суспензия и воздух смешивается со шламом с образованием пены, и мощность смешивания регулируют путем регулирования скорости вращения ротора. Определяют количество твердых веществ S, накопленных на дне камеры (1), и скорость вращения ротора (2) регулируют на основе определенного количества твердых веществ. Флотационная машина содержит измерительное устройство (5) для определения количества твердых веществ, накопленных на дне камеры. Регулирующее устройство (4) выполнено с возможностью регулировки скорости вращения двигателя (3), который приводит во вращение ротор (2), на основе результата измерения измерительным устройством (5) с целью удаления твердых частиц со дна камеры. Область техники Изобретение относится к способу, определенному в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Изобретение также относится к флотационной машине, определенной в ограничительной части п.5 формулы изобретения. Уровень техники В хорошо известных металлургических флотационных способах и флотационных машинах производят пеноотделение гидрофобных частиц от водного шлама, содержащего эти частицы. Флотационная машина содержит флотационную камеру и ротор, который находится внутри флотационной камеры. Ротор вращается с мощностью перемешивания, при которой в шламе поддерживается суспензия и воздух смешивается со шламом с образованием пены. Также известно, что мощность перемешивания можно регулировать путем регулирования скорости вращения ротора. Обычно для вращения ротора обеспечивают электрический двигатель, и скорость вращения двигателя можно изменять с помощью частотного преобразователя, который служит в качестве регулирующего устройства. При эксплуатации флотационной машины возникает так называемый "нанос песка", т.е. твердые вещества накапливаются на дне флотационной камеры, в угловой области между дном и стенкой. Избыточное накопление твердых веществ недопустимо, поскольку накопленные таким образом твердые вещества склонны блокировать входное и выходное отверстия для шлама, которые обычно расположены в зоне накопления. В предшествующем уровне техники проблему решали простым путем, выбирая "достаточную величину" мощности перемешивания; другими словами, обеспечивали непрерывное вращение ротора при достаточно большой скорости вращения, при которой твердые вещества не накапливаются в избытке. Это часто приводило к значительной избыточной мощности, относительно требуемой величины, и в то же время, к низкой энергоэффективности. Наблюдали, что во многих случаях металлургические результаты не ухудшаются, даже если снижают мощность перемешивания, но на определенной стадии лимитирующим фактором снижения мощности является избыточное накопление твердых веществ, или "нанос песка" на дне камеры. Энергоэффективность является очень значительной проблемой флотационных установок. Например, на флотационной установке может присутствовать 50 флотационных машин, соединенных последовательно, каждая из которых имеет электрический двигатель мощностью 300 кВт. Когда каждую из них эксплуатируют непрерывно с избыточной мощностью, чтобы предотвратить "нанос песка", речь идет о значительной статье расходов. Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. В частности, целью изобретения является обеспечение способа эксплуатации флотационной машины и флотационная машина, посредством которых избегают проблем, связанных с накоплением твердых веществ, и в то же время эксплуатация флотационной машины становится максимально энергоэффективной. Сущность изобретения Способ согласно изобретению отличается тем, что раскрыто в п.1 формулы изобретения. Флотационная машина согласно изобретению отличается тем, что раскрыто в п.5 формулы изобретения. В способе согласно изобретению определяют количество твердых веществ, накапливаемых на дне камеры, и скорость вращения ротора регулируют на основе измеренного количества твердых веществ. Соответственно, согласно изобретениюфлотационная машина включает измерительное устройство для определения количества твердых веществ, накапливаемых на дне камеры. Регулирующее устройство выполнено с возможностью регулирования скорости вращения двигателя на основе результатов измерения измерительным устройством, с целью удаления твердых веществ со дна камеры. Изобретение основано на неожиданном наблюдении, заключающемся в том, что когда отслеживают количество накопленных твердых веществ и соответственно регулируют мощность перемешивания управляемым образом, мощность перемешивания можно уменьшить даже наполовину, без ухудшения металлургического результата, по сравнению с мощностью непрерывного перемешивания, которая требуется в настоящее время для поддержания накопления твердых веществ на дне камеры на минимальном уровне. С помощью изобретения энергоэффективность при флотации может быть значительно повышена, и можно достигнуть значительной экономии затрат. Также мощность перемешивания можно оптимизировать в реальном времени в отношении "наноса песка", посредством чего энергоэффективность флотационной машины можно оптимизировать в полном объеме. В одном воплощении способа скорость вращения ротора постоянно поддерживают на наименьшем возможном стандартном значении, при котором определяемое количество твердых веществ, накапливаемых на дне камеры, не становится выше заданного предельного значения. В одном воплощении способа ротор вращают с наименьшей возможной первой скоростью вращения, которая, с точки зрения металлургии, выбрана так, чтобы обеспечить достаточную мощность перемешивания для поддержания суспензии и образования пены и в то же время, чтобы она была достаточно малой, чтобы обеспечить накопление твердых веществ на дне камеры. Также определяют количество твердых веществ, накопленных на дне камеры. Определенное количество твердых веществ сравнивают с заданным предельным значением. Если определенное количество твердых веществ превышает заданное предельное значение, скорость вращения ротора увеличивают до второй скорости вращения, которая выше первой скорости вращения и является достаточной для удаления твердых веществ, накопленных на дне камеры. Вторую скорость вращения поддерживают до тех пор, пока количество накопленных твердых веществ не становится меньше заданного предельного значения, и скорость вращения можно снова снизить до более низкой первой скорости вращения. Обеспечение возможности незначительного накопления твердых веществ, в действительности,предпочтительно, поскольку слой твердых веществ функционирует как аутогенный защитный слой, который защищает дно от износа. Таким образом, нет необходимости в обеспечении защиты дна, например, с помощью краски или т.п. В одном воплощении способа ротор вращают с наименьшей возможной первой скоростью вращения, которая, с точки зрения металлургии, выбрана так, чтобы обеспечить достаточную мощность перемешивания для поддержания суспензии и образования пены и, в то же время, чтобы она была достаточно малой, чтобы обеспечить накопление твердых веществ на дне камеры. Скорость вращения ротора периодически или в произвольном порядке увеличивают с первой скорости вращения до более высокой второй скорости вращения для удаления твердых веществ, накопленных на дне камеры. Вторую скорость вращения поддерживают в течение заданного периода времени, после которого скорость вращения ротора снижают до указанной первой скорости вращения. В одном воплощении флотационной машины измерительное устройство представляет собой устройство, основанное на звучании эха поверхности твердых веществ. Измерительное устройство, основанное на звучании эха, может представлять собой, например, ультразвуковой радар. Ультразвуковой радар предпочтительно размещают на дне камеры. В одном воплощении флотационной машины измерительное устройство содержит звуковой детектор, который выполнен с возможностью распознавать звук, производимый твердыми веществами, которые накапливаются на дне контейнера. Звуковой детектор может содержать, например, микрофоны, которые размещены на стенке камеры на разных высотах по отношению к дну, соответствующих заданным предельным значениям уровня слоя твердых веществ. Далее изобретение описано подробно посредством примеров применения и со ссылкой на приложенный чертеж, на котором схематически показано поперечное сечения флотационной машины согласно одному воплощению изобретения. Подробное описание изобретения На чертеже показано одно воплощение флотационной машины. Однако, изобретение не ограничено флотационной машиной, показанной на чертеже. Флотационная машина содержит флотационную камеру 1. Флотационная камера 1 имеет в основном цилиндрическую форму и ее внутреннее пространство ограничено снизу дном 7 и сбоку боковой стенкой 10. Ротор 2 размещен по центру внутри флотационной камеры, вблизи дна 7. Ротор 2 содержит отверстия для распределения воздуха, через которые воздух распределяют внутри шлама во время перемешивания для образования пены в шламе, когда ротор вращается вокруг своей вертикальной оси. Ротор 2 приводят во вращение электрическим двигателем 3. Скорость вращения двигателя 3 можно изменять с помощью регулирующего устройства 4. Шлам подают в камеру 1 через вход I, который может быть открыт и закрыт (показано пунктирной линией на чертеже), и удаляют через выход О, который может быть открыт и закрыт (показано пунктирной линией на чертеже). Пену и удаляемые вещества, прилипшие к пене, выходят с верхним потоком OF. Кроме того, флотационная машина включает измерительное устройство 5 для определения количества твердых веществ, накапливаемых на дне камеры. Регулирующее устройство 4 выполнено с возможностью регулирования скорости вращения двигателя 3 на основе результата измерения измерительным устройством 5 с целью удаления твердых веществ S со дна камеры. На чертеже одно воплощение измерительного устройства 5 выделено штрихпунктирной линией, и в этом воплощении оно представляет собой измерительное устройство 6, основанное на звучании эха поверхности твердых веществ. Это может быть, например, ультразвуковой радар 6. Ультразвуковой радар 6 размещен на дне 7 камеры 1 с внешней стороны, или он может проходить внутрь дна. С помощью ультразвукового радара 6 можно измерять уровень, на котором расположена поверхность твердых веществ. Другим примером измерительного устройства 5 на чертеже является звуковой детектор 8, который показан штрихпунктирной линией и выполнен с возможностью распознавать звук, производимый твердыми веществами, которые накапливаются на дне контейнера; причем звук создается потоком твердых веществ, трущихся о боковую стенку 10 камеры. Звуковой детектор 8 может содержать несколько микрофонов 9, которые размещены на стенке 10 камеры на разных высотах по отношению к дну 7, соответствующих заданным предельным значениям уровня слоя твердых веществ. Профиль скорости потока внутри камеры 1 также можно рассчитать по акустической корреляции, если это необходимо. Вышеуказанное оборудование используют так, что количество твердых веществ, накапливаемых на дне камеры, определяют с помощью измерительного устройства 5. Измерительное устройство 5 передает сигнал, относящийся к количеству твердых веществ, на регулирующее устройство 4, которое обеспечивает регулировку скорости вращения двигателя 3, который приводит во вращение ротор 2, на основе оп-2 023609 ределенного количества твердых веществ, накопленных на дне. Мощность перемешивания можно регулировать, например, так, что скорость вращения ротора 2 постоянно поддерживают при наименьшем возможном стандартном значении, при котором определяемое количество твердых веществ S, накапливаемых на дне 7 камеры, не становится выше заданного предельного значения. Мощность перемешивания можно также регулировать, например, так, что ротор 2 вращают с наименьшей возможной первой скоростью вращения, которая, с точки зрения металлургии, выбрана так,чтобы обеспечить достаточную мощность перемешивания для поддержания суспензии и образования пены и, в то же время, чтобы она была достаточно малой, чтобы обеспечить накопление твердых веществS на дне камеры 1. Определяют количество твердых веществ, накопленных на дне 7 камеры 1, и определенное количество твердых веществ S сравнивают с заданным предельным значением. Если определенное количество твердых веществ S превышает заданное предельное значение, скорость вращения ротора 2 увеличивают до второй скорости вращения, которая выше первой скорости вращения и которая является достаточной для удаления твердых веществ, накопленных на дне камеры. Вторую скорость вращения поддерживают до тех пор, пока количество твердых веществ не становится меньше заданного предельного значения, и наконец, скорость вращения снижают до первой скорости вращения и сохраняют эту скорость до тех пор, пока определенное количество твердых веществ S снова не превысит заданное предельное значение. Оборудование также можно использовать таким образом, что ротор 2 вращают с наименьшей возможной первой скоростью вращения, которая, с точки зрения металлургии, выбрана так, чтобы обеспечить достаточную мощность перемешивания для поддержания суспензии и образования пены и, в то же время, чтобы она была достаточно малой, чтобы обеспечить накопление твердых веществ на дне камеры. Скорость вращения ротора 2 увеличивают произвольным образом или периодически (например, один раз в час, один раз в 24 ч) с первой скорости вращения до более высокой второй скорости вращения для удаления твердого вещества S, накопленного на дне камеры, и вторую скорость вращения поддерживают в течение заданного периода времени, после которого скорость вращения снижают до указанной первой скорости вращения. Изобретение не ограничено только примерами применения, описанными выше, но много модификаций возможно в пределах сущности изобретения, определенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ отделения гидрофобных частиц при помощи флотационной машины, используемой в металлургических процессах, причем флотационная машина производит пеноотделение гидрофобных частиц от водного шлама, содержащего эти частицы, и флотационная машина содержит флотационную камеру (1) и ротор (2), который находится внутри флотационной камеры, при этом ротор вращают со скоростью, при которой в шламе поддерживается суспензия и воздух смешивается со шламом с образованием пены, и мощность смешивания регулируют путем регулирования скорости вращения ротора, отличающийся тем, что ротор вращают с первой наименьшей возможной скоростью вращения, которая выбрана так, чтобы обеспечить поддержание суспензии и образование пены и в то же время, чтобы она была достаточно малой, чтобы обеспечить накопление твердых веществ на дне камеры; определяют количество твердых веществ, накопленных на дне камеры; определяемое количество твердых веществ сравнивают с заданным предельным значением; если определяемое количество твердых веществ превышает заданное предельное значение, скорость вращения ротора увеличивают до второй скорости вращения, которая выше первой скорости вращения и которая достаточна для удаления твердых веществ, накопленных на дне камеры; и вторую скорость вращения поддерживают до тех пор, пока количество твердых веществ не становится меньше заданного предельного значения, и скорость вращения снижают до первой скорости вращения. 2. Флотационная машина для отделения флотацией гидрофобных частиц от водного шлама, содержащего эти частицы, по способу п.1, включающая флотационную камеру (1); ротор (2), который выполнен с возможностью вращения внутри флотационной камеры для распределения воздуха в шламе для образования пены и перемешивания шлама; двигатель (3) для вращения ротора; и регулирующее устройство (4) для изменения скорости вращения ротора, отличающееся тем, оно содержит измерительное устройство (5) для определения количества твердых веществ, накопленных на дне камеры; регулирующее устройство (4) выполнено с возможностью регулировки скорости вращения двигателя (3) на основе результата измерения измерительным устройством (5); при этом регулирующее устройство (4) выполнено с возможностью регулировки вращения ротора при наименьшей возможной первой скорости вращения, которая выбрана так, чтобы обеспечить достаточную мощность перемешивания для поддержания суспензии и образования пены и в то же время, чтобы она была достаточно малой, чтобы обеспечить накопление твердых веществ на дне камеры; причем измерительное устройство (5) выполнено с возможностью определения количества твердых веществ, накопленных на дне камеры, регулирующее устройство (4) выполнено с возможностью увеличения скорости вращения ротора до второй скорости вращения, если определяемое количество твердых веществ превышает заданное предельное значение, вторая скорость вращения, которая выше первой скорости вращения и достаточная для удаления твердых веществ, накопленных на дне камеры, с поддержанием ее до тех пор, пока количество твердых веществ не становится ниже заданного предельного значения, и регулирующее устройство (4) выполнено с возможностью уменьшения скорости вращения до первой скорости вращения. 3. Флотационная машина по п.2, отличающаяся тем, что измерительное устройство (5) представляет собой измерительное устройство (6), основанное на звучании эха поверхности твердых веществ. 4. Флотационная машина по п.3, отличающаяся тем, что измерительным устройством, основанным на звучании эха, является ультразвуковой радар (6). 5. Флотационная машина по п.4, отличающаяся тем, что ультразвуковой радар (6) размещен на дне(7) камеры (1). 6. Флотационная машина по п.2, отличающаяся тем, что измерительное устройство (5) содержит звуковой детектор (8), который выполнен с возможностью распознавать звук, производимый твердыми веществами, которые накапливаются на дне контейнера. 7. Флотационная машина по п.6, отличающаяся тем, что звуковой детектор (8) содержит микрофоны (9), которые размещены на стенке (10) камеры на разных высотах по отношению к дну (7), соответствующих заданным предельным значениям уровня слоя твердых веществ.