ОСОБЕННОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ

По характеру использования различий в свойствах используемые в обогащении методы можно разделить на разрушающие, осуществляемые, как правило, двухоперационными процессами, в первой из которых при избирательном разрушении используется различие в прочности разделяемых фаз, во второй – приобретѐнные в результате избирательного разрушения различия в крупности или форме, используемые собственно для разделения, и неразрушающие, последние в свою очередь подразделяются на прямые и информационные.

Информация о вещественном (элементном, минеральном) составе разделяемого сырья используется в обогащении в самых различных аспектах.

Она является основой для прогноза обогатимости, выбора методов и режимов разделения, обоснования и построения обогатительной технологии, для управления технологическими процессами (и по возмущению и по отклонению). На основе оперативно получаемой информации вводятся различные управляющее воздействия: меняется расход реагентов, плотность среды разделения, положения шиберов, скоростные режимы, продолжительность операций, варианты схем и т. п. Для управления процессами информацию получают на основе анализов проб, специально отобранных от перерабатываемого мате-риала. Полученная информация способствует повышению эффективности технологического процесса, но не является обязательным условием для его осуществления в конкретный момент времени с материалом, находящимся в зоне разделения аппарата. Любой элементарный акт разделения, будь то закрепление частицы с гидрофобной поверхностью на границе раздела жидкой и газообразной фаз, всплытие частицы с малой плотностью в тяжѐлой суспензии или перемещение частицы с высокой магнитной восприимчивостью при движении в не-однородном магнитном поле в зону максимальной напряжѐнности магнитного поля, произойдѐт независимо от того, получена или не получена информация о составе конкретной обогащаемой частицы. Для перемещения конкретной частицы в тот или иной продукт разделения она не требуется. Информация характеризует состав перерабатываемого материала в целом и непосредственно в разделении каждой частицы или локальной порции не используется. Перечисленные варианты использования информации применимы к любым прямым обогатительным процессам, для которых характерна прямая взаимосвязь свойств минералов и сепарирующих сил.

Однако, почти все свойства, лежащие в основе разделения в методах с непосредственным воздействием на частицу поля силы той же природы, что и сами свойства, могут быть использованы совершенно по-другому. Они могут быть измерены, т.е. от любой обогащаемой частицы с помощью измерительной системы может быть получен сигнал, пропорциональный значению физической характеристики частицы, преобразуемый далее в параметр разделения, который сопоставляется с граничным значением параметра. По результатам сопоставления может быть принято решение об удалении конкретной частицы в тот или иной продукт. Это всѐ – информационные процедуры, являющиеся обязательными для обогащения каждой частицы, без которых не произойдѐт переход любой из них в концентрат или хвосты. Это принципиально другой способ использования информации, при этом информационные процедуры являются составляющими элементарного акта разделения. То есть одни и те же свойства минералов могут использоваться для разделения в двух принципиально отличающихся друг от друга вариантах.

Методы, основой которых является получение информации о со-ставе или свойствах каждой обогащаемой порции (частицы) с целью оценки еѐ качественной характеристики, принятие решения на основе анализа информации об удалении порции (частицы), формирование на основе решения воздействия для перемещения порции (частицы) в тот или иной продукт разделения, относятся к информационным. Все перечисленные операции составляют любой элементарный акт информационного разделения. В этих методах информация необходима для каждой разделяемой частицы и только по ней принимается решение об еѐ удалении.

Различие процессов прямых и информационных методов наглядно иллюстрируется рис. 2.1.

Непосредственное использование различий в физических, физико-химических и химических свойствах минералов характерно для прямых методов обогащения. К ним относятся гравитационные, магнитные, электрические, флотационные, специальные (по трению и упругости) и тому подобные.

В прямых методах разделения поведение частиц определяется воздействием сепарирующей силы той же природы, что и используемое для разделения свойство, причѐм, действие этой силы проявляется непосредственно при взаимодействии частиц с полем, со средой разделения, с поверхностью разделения и тому подобное, а еѐ величина пропорциональна величине признака разделения частицы. В результате силового воздействия или взаимодействия частиц со средой или с поверхностью разделения изменяются траектории движения частиц. Воздействию разной интенсивности могут

подвергаться все частицы, содержащие выделяемые компоненты. Исключением при использовании в качестве основной операции является грохочение, в котором переход частицы в тот или иной продукт определяется не величиной силового воздействия, а соотношением размеров частицы и отверстий просеивающей поверхности.

Рис. 2.1. Типовые процессы разделения при использовании прямых (а) и информационных (б) методов обогащения

Отличие непосредственных и информационных методов состоит в том, что в них по-разному формируется силовое воздействие на частицу в потоке разделения, а граница разделения настраивается либо в прямых процессах – механическими делительными устройствами (шиберами, заслонками, перегородками, затворами, насадками, разгрузчиками и т. п.), либо в информационных – сигналами задания.

Почти все свойства, используемые в прямых методах разделения, и ряд дополнительных свойств могут быть измерены, а информация о них по каждой частице может быть использована для еѐ перемещения в один из продуктов разделения – это другой механизм разделения. То есть одни и те же свойства минералов могут использоваться для разделения как непосредственно, так и с использованием информации об этих свойствах.

Для осуществления разделения в прямых методах нужно само различие свойств разделяемых минералов, но разделение происходит без информации о свойствах разделяемых частиц. В этих процессах информация применяется лишь для управления процессом в целом и используется периодически при настройке режимов, а для осуществления собственно разделения нужно само различие свойств разделяемых частиц, а не информация о свойствах. В информационных методах информация необходима для каждой разделяемой порции (частицы) и только по ней принимается решение об удалении конкретной порции. При этом силовое воздействие избирательно, оно распространяется лишь на часть частиц (для которых принято решение об удалении). Величина силового воздействия для отдельных кусков либо постоянна, либо пропорциональна массе, объѐму частицы и не зависит от

минеральным составом, особенностью текстуры и структуры, характером минерализации, состоянием поверхности и многими другими факторами.

Информационные методы отличает от прочих несколько свойственных только им весьма ценных возможностей. Среди них: возможность разделения по признакам, весьма тесно связанным с содержаниями элементов; возможность использования комплексных разделительных признаков, обеспечивающих качественную идентификацию минеральных фаз; возможность учѐта в алгоритмах принятия решения содержаний нескольких элементов с учѐтом их промышленной ценности; возможность использования при разделении в одной технологической операции различий разделяемых фаз в нескольких физических свойствах, что в прямых методах обогащения или просто невозможно или требует развѐрнутых технологических схем.

По характеру использования различий в свойствах используемые в обогащении методы разделения следует различать разрушающие и неразрушающие, последние в свою очередь подразделяются на прямые и информационные.

Информация о вещественном (элементном, минеральном) составе разделяемого сырья используется в обогащении в самых различных аспектах. Она является основой для прогноза обогатимости, выбора методов и режимов разделения, обоснования и построения обогатительной технологии, для управления технологическими процессами (и по возмущению и по отклонению). На основе оперативно получаемой информации вводятся различные управляющие воздействия: меняется расход реагентов, плотность

среды разделения, положения шиберов, скоростные режимы,

продолжительность операций, варианты схем и т. п. Для управления процессами информацию получают на основе анализов проб, специально отобранных от перерабатываемого материала. Полученная информация способствует повышению эффективности технологического процесса, но не является обязательным условием для его осуществления в конкретный момент времени с материалом, находящимся в зоне разделения аппарата. Любой элементарный акт разделения, будь то закрепление частицы с гидрофобной поверхностью на границе раздела жидкой и газообразной фаз, всплытие частицы с малой плотностью в тяжѐлой суспензии или отклонение частицы с высокой магнитной восприимчивостью при движении в неоднородном магнитном поле, произойдѐт независимо от того, получена или не получена информация о составе конкретной обогащаемой частицы и в разделении каждой частицы или локальной порции не используется. Перечисленные варианты использования информации применимы для любых обогатительных процессов.

Почти все свойства, лежащие в основе разделения в методах с непосредственным воздействием на частицу полей и сил могут быть использованы совершенно по-другому. Они могут быть измерены, т. е. от любой обогащаемой частицы может быть получена информация, которая может быть преобразована в параметр разделения, который, в свою очередь, может быть сопоставлен с граничным значением параметра. В результате чего может быть принято решение об удалении конкретной частицы в тот или иной продукт. Это всѐ – информационные процедуры, являющиеся обязательными для обогащения каждой частицы. Без них не произойдѐт перехода каждой обогащаемой частицы в концентрат или хвосты. Это принципиально другой способ использования информации и другой механизм разделения, при этом информационные процедуры являются составляющими элементарного акта разделения. То есть одни и те же свойства минералов могут использоваться для разделения как непосредственно, так и с использованием информации об этих свойствах.

Методы, основой которых является получение информации о составе или свойствах каждой обогащаемой порции (частицы) с целью оценки еѐ качественной характеристики, принятие решения на основе анализа информации об удалении порции (частицы), формирование на основе решения воздействия для перемещения порции (частицы) в тот или иной продукт разделения, являются информационными. Все перечисленные операции составляют любой элементарный акт информационного разделения.

В этих методах информация необходима для каждой разделяемой частицы

и только по ней принимается решение об удалении конкретной порции. При

этом силовое воздействие избирательно, оно распространяется лишь на часть частиц (для которых принято решение об удалении). Величина силового воздействия для отдельных кусков либо постоянна, либо пропорциональна массе, объѐму частицы и не зависит от величины измеренного свойства частицы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В каких вариантах используется информация в обогатительных процессах?

2. Сущность элементарного акта информационного процесса разделения частиц минералов.

3. В чем различие силовых воздействий прямых и информационных методов?

4. Какие информационные процедуры используются в информационных методах разделения?

5. Для каких целей используется информация при осуществлении прямых методов разделения минералов?

ТЕМА 3