 |
Необходимым условием современного производства, независимо от вида его деятельности, является возможность полного контроля и управления всем технологическим процессом производства того или иного вида продукции. Для контроля и эффективного управления процессом, технологам или интелектуальным системам АСУТП, требуется оперативная информация о ходе технологического процесса на всех стадиях производства (исходное сырье, промежуточный и конечный продукт). АСАК решает эту задачу для контроля химического, фазового и гранулометрического состава продукции.
Для обеспечения оперативной информацией о ходе технологического процесса, на производственных участках осуществляется отбор и анализ проб различных продуктов (газообразные, жидкие различной плотности и твердые различной крупности). Контроль технологического процесса осуществляется по химическому, фазовому и гранулометрическому составу.
Как пример, для обогатительных фабрик, отбор проб может осуществляться в следующих местах:
Для наглядного представления на рисунке представлена одна из типовых схем обогащения руд на фабриках.
На многих предприятиях за основу работы аналитических служб положен принцип ручного отбора, доставки и подготовки проб. Проведение аналитических испытаний выполняется также в ручном режиме.
Автоматизированная система аналитического контроля (АСАК) предназначена для осуществления процесса измерения определенных параметров продукта с помощью комплекса специальных технических средств, алгоритмов и программного обеспечения, позволяющего получать достоверную и своевременную информацию о химическом и физическом составе анализируемых продуктов.
 |
| Рисунок 1 |
|---|
Преимущества внедрения АСАК представлены ниже на Рисунке 1.
 |
| Рисунок 2 |
|---|
Основные этапы работы системы: отбор проб, доставка проб, «мокрое» деление проб, начальная пробоподготовка (обезвоживание и сушка), усреднение проб, «сухое» деление проб, формирование навесок для гранулометрического, фазового и элементного анализа, формирование среднесменных проб, транспортировка проб внутри помещений лаборатории, конечная пробоподготовка (измельчение и прессование), элементный, фазовый и гранулометрический анализ с последующей выдачей результатов лаборанту на монитор.
Мы кратко представим Вам решение, которое было разработано в 2012 году для крупного Российского ГОКа. Экономический эффект от внедрения ожидается в 2015 году.
Структурная схема системы представлена на рисунке 2. Система отбора и доставки проб состоит из 12 линий, работающих независимо друг от друга и параллельно.
Отбор пульповых проб осуществляется 12 пересечными пробоотборниками с линейным пневмоприводом.
Пробоотборники имеют регулируемую ширину щели и позволяют отбирать пробу с содержанием твердого до 60%. Пробоотборники изготовлены по ГОСТ 14180-80. Нож пробоотборника с постоянной скоростью полностью пересекает поток опробуемого продукта. Отобранная проба поступает в блок отправки. В блоке отправки может накапливаться проба за несколько отсечек. Накопленная проба (4—5 л) сжатым воздухом направляется в автоматическую станцию обезвоживания.
Круг осушки и разделки проб состоит из 12 станций обезвоживания, 2 перфораторов поверхности, 4 микроволновых печей, 2 гомогенизаторов/делителей и магазина на 24 чашки для формирования смешиванием 2-х часовых проб для гранулометрического анализа и среднесменных проб, станции очистки чашек и обслуживается промышленным роботом.
Станция обезвоживания состоит из блока приемки, блока мокрого деления и блока обезвоживания. Из блока приемки проба поступает на блок мокрого деления, где представительно сокращается до примерно 2 л, что гарантированно обеспечивает минимум 350 г сухой пробы.
Обезвоживание пульпы осуществляется сжатым воздухом. Исходное содержание воды (степень влажности) сокращается примерно до 6—10%. Обезвоженная проба выгружается в стеклянную чашу. Каждый из 12 фильтров-автоматов работает независимо друг от друга и параллельно. Промывка водой всех частей, бывших в контакте с материалом пробы, происходит после выгрузки материала пробы.
Перед помещением стеклянной чаши с пробой в микроволновую печь поверхность материала пробы (влажностью 6—10%) перфорируется тонкой иглой для обеспечения быстрого и равномерного высыхания пробы. Чашка с пробой в микроволновой печи располагается на встроенных весах, контроль скорости изменения веса пробы позволяет регулировать и гарантировать необходимую степень осушки. Для обеспечения требуемой производительности, а так же уменьшения вероятности загрязнения проб предыдущим продуктом, в систему включены 4 микроволновых печи.
Осушенная проба поступает в станцию гомогенизации и деления. Гомогенизация материала пробы производится механическим перемешиванием. Путем последующего деления формируются три представительные пробы.
Первая часть (прибл. 20г) используется для РФА анализа. Вторая часть (прибл. 30г) накапливается в течение одной смены для формирования средней пробы весом 300г. Третья часть (прибл. 30г) накапливается в течение 2 часов до 200г пробы для ситового анализа. Остатки материала удаляются внешней системой пылеудаления. Система обеспечивает возможность регистрации и ввода ручной пробы.
Круг подготовки проб для РФА и гранулометрического анализа оснащен промышленным роботом, 2 автоматическими мельницами, 2 автоматическими прессами, лазерным гранулометром, магазином проб на 25 стальных чашек с возможностью ручного ввода пробы и станции очистки чашек.
Материал пробы измельчается примерно до крупности 40—50 мкм и запрессовывается в металлическое кольцо. Запрессованные пробы отправляются на анализ в РФА спектрометры. После анализа запрессованные пробы возвращаются в станции пробоподготовки для автоматической очистки колец, материал пробы удаляется внешней системой пылеудаления.
Сформированные 2-х часовые пробы для анализа грансостава отправляются на лазерный анализатор крупности, использованный материал пробы удаляется внешней системой пылеудаления.
Результаты анализов поступают в информационную сеть предприятия. Система управления АСАК обеспечивает автоматическую и ручную регистрацию проб, контролирует приоритетность проб и выводит на видеомонитор текущий статус всех работающих систем (пробоподготовки и осушки). Она отображает обозначения всех проб в системе, а также их время и положение в системе в текущий момент.
Все действия в лаборатории и все полученные данные (например, отбивка времени для всех проб с подробным перечнем работ — рабочие таблицы), хранятся на жестком диске системы управления в течение тридцати дней. Их можно использовать для просмотра статистики или оценки сбоев.
