浮選機(jī)液位自動(dòng)控制系統(tǒng)在三十畝地選礦廠的應(yīng)用

劉建平 秦華江 高雪婷

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司)

浮選機(jī)液位自動(dòng)控制系統(tǒng)在三十畝地選礦廠的應(yīng)用

劉建平 秦華江 高雪婷

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司)

為提高三十畝地選礦廠鉬粗選工藝指標(biāo)，在其Ⅳ#系統(tǒng)鉬粗選段引進(jìn)了液位自動(dòng)控制系統(tǒng)。結(jié)果表明：安裝浮選液位自動(dòng)控制系統(tǒng)后，每年可增產(chǎn)鉬品位為45%的鉬精礦約8.89 t，增加經(jīng)濟(jì)效益37.9萬(wàn)元；實(shí)現(xiàn)了鉬粗選作業(yè)分段控制，解決了粗選作業(yè)首尾兩槽液面高差大、泡沫量不穩(wěn)定、手動(dòng)調(diào)節(jié)效果反應(yīng)慢等問(wèn)題，提高了鉬粗選工藝對(duì)給礦量波動(dòng)及礦石性質(zhì)變化的適應(yīng)性。

浮選機(jī) 液位自動(dòng)控制系統(tǒng) 工業(yè)應(yīng)用

傳統(tǒng)的浮選工藝由生產(chǎn)工人憑經(jīng)驗(yàn)判斷生產(chǎn)狀況，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，浮選指標(biāo)受崗位工人工作經(jīng)驗(yàn)、操作技術(shù)水平、責(zé)任心等影響較大，尤其是當(dāng)入選礦石性質(zhì)波動(dòng)較大時(shí)，人工調(diào)節(jié)的弊端更為突出。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的日漸成熟和控制系統(tǒng)可靠性的提高，浮選液位自動(dòng)控制逐步應(yīng)用于選礦生產(chǎn)，大大提高了選礦效率，改善了生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

浮選自動(dòng)控制技術(shù)目前主要用于大型浮選機(jī)和浮選柱自動(dòng)控制，主要針對(duì)電機(jī)啟動(dòng)、浮選液面、充氣量、加藥量、礦漿濃度、泡沫層厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)工藝發(fā)生波動(dòng)時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)，以保證工藝穩(wěn)定，具有反應(yīng)靈敏、調(diào)節(jié)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，可以降低人工操作存在的調(diào)節(jié)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、精度低、效果差等影響。隨著選礦技術(shù)的發(fā)展和選廠自動(dòng)化程度的提高，浮選過(guò)程自動(dòng)控制已成為浮選工藝發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 選廠工藝及存在的問(wèn)題

1.1 工藝流程

三十畝地選礦廠現(xiàn)磨浮車間分4個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，鉬粗選段采用1粗2精1掃流程，浮選機(jī)采用KYF/XCF-16型聯(lián)合機(jī)組，XCF-16型作為吸漿槽，KYF型為直流槽，水平配置。粗、掃選各為5槽機(jī)組，通過(guò)一個(gè)手動(dòng)閘板對(duì)該機(jī)組浮選液位進(jìn)行調(diào)控。

1.2 存在問(wèn)題

三十畝地選礦廠現(xiàn)浮選車間主要存在以下問(wèn)題。

(1)由于粗、掃選均為1槽XCF-16與4槽KYF-16配套水平配置，浮選槽數(shù)多，礦漿流程長(zhǎng)，首尾兩槽的礦漿液面不在同一水平面上，調(diào)節(jié)尾礦閘板時(shí)，液位變化所需時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)節(jié)效果反應(yīng)慢，且需反復(fù)調(diào)節(jié)，人工調(diào)節(jié)的勞動(dòng)強(qiáng)度大，調(diào)節(jié)效果不明顯。

(2)由于崗位工技術(shù)水平和預(yù)判能力有限，對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)有一定的影響，特別是在供礦性質(zhì)和給礦量變化大時(shí)，生產(chǎn)指標(biāo)波動(dòng)更大。

(3)三十畝地選礦廠手動(dòng)閘板控制浮選工藝對(duì)礦石性質(zhì)變化的自適應(yīng)性較差。

2 流程考察

三十畝地選礦廠Ⅱ#系統(tǒng)一段磨礦分級(jí)為格子型球磨機(jī)與FX-710型旋流器構(gòu)成閉路循環(huán)作業(yè)，Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅳ#系統(tǒng)均為格子型球磨機(jī)與2FLG-3000型高堰式雙螺旋分級(jí)機(jī)構(gòu)成閉路循環(huán)作業(yè)。Ⅱ#系統(tǒng)鉬粗選入選物料性質(zhì)與Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅳ#系統(tǒng)可比性較差。為了找出Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅳ#系統(tǒng)中差別最小的2個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)的對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅳ#系統(tǒng)作了近3個(gè)月的流程考察，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 流程考察結(jié)果

由表1可知，Ⅲ#與Ⅳ#粗選鉬回收率及藥劑單耗相近，因此選?、?和Ⅳ#系統(tǒng)進(jìn)行浮選液位自動(dòng)控制工業(yè)對(duì)比試驗(yàn)，選擇在Ⅳ#系統(tǒng)進(jìn)行液位控制工業(yè)試驗(yàn)，Ⅲ#系統(tǒng)作為參比系統(tǒng)。

3 液位自動(dòng)控制工業(yè)試驗(yàn)

3.1 浮選液位保持穩(wěn)定的必要性

在對(duì)國(guó)內(nèi)浮選自動(dòng)控制系統(tǒng)生產(chǎn)廠家考察的基礎(chǔ)上，決定采用長(zhǎng)沙易控工業(yè)自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的液位自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。該自動(dòng)控制系統(tǒng)具有操作界面簡(jiǎn)單、浮選液面穩(wěn)定、系統(tǒng)故障率低、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)浮選機(jī)的匹配性較高，而且采用后需要的流程改造工程量小，可以合理利用檢修時(shí)間，對(duì)生產(chǎn)影響較低，并具有自動(dòng)和手動(dòng)調(diào)節(jié)切換功能，較符合三十畝地選礦廠生產(chǎn)實(shí)際。圖1為浮選機(jī)液位控制過(guò)程。

圖1 液位控制過(guò)程

不同選別階段對(duì)液位的要求不同，而對(duì)浮選作業(yè)，保證浮選機(jī)液位穩(wěn)定是工藝穩(wěn)定的前提。而影響浮選液位的因素主要有3個(gè)方面：一是入料量的變化，二是尾礦排放量的變化，三是中礦循環(huán)量的波動(dòng)。本系統(tǒng)選擇控制尾礦排放量來(lái)維持液面穩(wěn)定。為了維持槽內(nèi)液位的穩(wěn)定，根據(jù)液位探測(cè)計(jì)所測(cè)液位反饋與所設(shè)定液位值進(jìn)行比較、運(yùn)算，得出排礦閘板開(kāi)度，通過(guò)調(diào)節(jié)閘板的開(kāi)度改變尾礦排放量來(lái)平衡浮選機(jī)液位。浮選機(jī)液位自動(dòng)控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，操作工只需按照工藝要求，修改設(shè)定液位，系統(tǒng)根據(jù)所設(shè)液位，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，穩(wěn)定浮選槽內(nèi)礦漿液面。

3.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)工業(yè)對(duì)比試驗(yàn)

由于鉬粗選段礦漿流程較長(zhǎng)，首尾兩槽液面高差大，使得參與自動(dòng)控制的液位檢測(cè)數(shù)據(jù)代表性差，會(huì)降低自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)的適應(yīng)性，為降低其影響，在Ⅳ#系統(tǒng)粗選及掃選作業(yè)的第三槽分別增加了一臺(tái)主機(jī)及附屬設(shè)備。將Ⅲ#系統(tǒng)與加設(shè)了浮選液位自動(dòng)控制系統(tǒng)的Ⅳ#系統(tǒng)進(jìn)行工業(yè)對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 工業(yè)試驗(yàn)比較結(jié)果

由表2知：安裝液位自動(dòng)控制系統(tǒng)后，在Ⅳ#系統(tǒng)原礦品位較Ⅲ#系統(tǒng)高0.004個(gè)百分點(diǎn)條件下，Ⅳ#系統(tǒng)較Ⅲ#系統(tǒng)鉬粗精礦品位降低0.65個(gè)百分點(diǎn)，粗選回收率提高0.57個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)率提高0.12個(gè)百分點(diǎn)；工業(yè)試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)藥劑用量，Ⅳ#系統(tǒng)鉬粗選段較Ⅲ#系統(tǒng)柴油單耗增加了1.17 g/t，2#油單耗增加了1.983 g/t。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

在Ⅳ#系統(tǒng)引入浮選液位自動(dòng)控制系統(tǒng)后，浮選液面穩(wěn)定性明顯提高。流程考察結(jié)果表明，Ⅳ#系統(tǒng)粗選段安裝液位自動(dòng)控制系統(tǒng)后，粗選段平均鉬回收率較Ⅲ#系統(tǒng)提高了0.57個(gè)百分點(diǎn)。按三十畝地選礦廠年處理礦量310萬(wàn)t，Ⅳ#系統(tǒng)每年處理礦量大約77.5萬(wàn)t，原礦鉬品位按0.132%計(jì)，精選作業(yè)回收率取98%(現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝精選作業(yè)回收率已經(jīng)穩(wěn)定在98%左右，考慮到生產(chǎn)波動(dòng)因素，故對(duì)理論回收率乘以系數(shù)0.7)。則Ⅳ#系統(tǒng)采用浮選液面自動(dòng)控制系統(tǒng)后，每年可增產(chǎn)品位為45%的鉬精礦8.89 t。按現(xiàn)在市售價(jià)格計(jì)算，年可增加產(chǎn)值80.01 萬(wàn)元。

安裝液位自動(dòng)控制系統(tǒng)還需增設(shè)2臺(tái)主機(jī)，較改造前設(shè)備負(fù)荷增加31 kWh，按照年運(yùn)轉(zhuǎn)率97.5%、電機(jī)負(fù)荷85%、電價(jià)0.5元/kWh計(jì)算，年增加運(yùn)行費(fèi)用為11.25萬(wàn)元。增加的主機(jī)為易損件，每年需增加維修及備件費(fèi)用約12萬(wàn)元。藥劑消耗較增設(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)前增加約1.46萬(wàn)元。各項(xiàng)費(fèi)用合計(jì)增加24.71萬(wàn)元?？鄢N售稅金及設(shè)備折舊費(fèi)合計(jì)約17萬(wàn)元后，Ⅳ#系統(tǒng)每年可增加收入約38萬(wàn)元。

增設(shè)浮選液位自動(dòng)控制系統(tǒng)后，大大減輕了崗位工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了三十畝地選礦廠選礦自動(dòng)化水平，提高了鉬粗選回收率，減少了金屬流失，有效提高了資源利用率。

5 結(jié) 論

(1)三十畝地選礦廠Ⅳ#系統(tǒng)鉬粗選段安裝浮選液位自動(dòng)控制系統(tǒng)后，較未安裝的Ⅲ#系統(tǒng)鉬回收率提高了0.57個(gè)百分點(diǎn)，年可增產(chǎn)鉬品位為45%的鉬精礦約8.89 t，經(jīng)濟(jì)效益增加37.9萬(wàn)元/a。

(2)通過(guò)增設(shè)浮選液位自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鉬粗選作業(yè)分段控制，解決了粗、掃選浮選機(jī)水平配置造成的礦漿流程長(zhǎng)、首尾兩槽液面高差大、泡泡沫量不穩(wěn)定、調(diào)節(jié)效果反應(yīng)慢等問(wèn)題，提高了鉬粗選工藝對(duì)給礦量波動(dòng)及礦石性質(zhì)變化的適應(yīng)性。通過(guò)實(shí)施浮選液位自動(dòng)控制，降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2015-01-26)

劉建平(1977—)，男，工程師，714102 陜西省華縣金堆鎮(zhèn)。