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      江西地區(qū)鐵礦選礦自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)及優(yōu)化

      2019-10-21 08:55:28胡宏福
      中國(guó)金屬通報(bào) 2019年9期
      關(guān)鍵詞:旋流器選礦磨礦

      胡宏福

      (江西省煤礦設(shè)計(jì)院,江西 南昌 330000)

      江西地區(qū)大部分鐵礦資源位于江西的東南部地區(qū)的地槽褶皺帶上,該區(qū)域內(nèi)出露的地層以南華系淺變質(zhì)巖為主,且晚古生代地層發(fā)育完整,大部分鐵礦賦存在南華系下坊組中。該地區(qū)的主要構(gòu)建成分為沉積的碎屑巖以及沉積的硅鐵質(zhì)組成,其巖性組合由礦山自下而上分別為古家組、下坊組以及大沙江組[1]。該地區(qū)鐵礦經(jīng)過(guò)了對(duì)此的變質(zhì)作用后,變質(zhì)程度主要為綠片巖相。由于江西地區(qū)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)十分劇烈,因此形成了較為復(fù)雜的褶皺類(lèi)型。該地區(qū)鐵礦床中的金屬礦物主要為磁鐵礦,脈石中的礦物主要包括石英石、綠泥石以及黑云母石,礦石大多為粒狀變晶結(jié)構(gòu),局部地區(qū)還存在交代結(jié)構(gòu)。鐵礦中的資源主要為南華冰期的產(chǎn)物。

      1 江西地區(qū)鐵礦選礦自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)

      1.1 自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)流程

      在目前選礦自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)流程的基礎(chǔ)上,結(jié)合江西地區(qū)特有的選礦工藝特點(diǎn),在進(jìn)行選礦自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)中,有必要增加工藝設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化控制項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)篩選,選擇出適合的儀器儀表和完善的選礦設(shè)備,在此基礎(chǔ)上有效的節(jié)約了工程的成本投入[2]。根據(jù)近幾年的江西地區(qū)選礦涉及以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的具體要求,為保證在選礦的過(guò)程中,各工藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)指標(biāo)更加平穩(wěn),在設(shè)計(jì)時(shí),增加計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)的投入,通過(guò)在選礦工藝中計(jì)算機(jī)對(duì)各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)可以看出,對(duì)選礦流程主要操作進(jìn)行自動(dòng)化控制,對(duì)監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的限值及時(shí)預(yù)警,并實(shí)現(xiàn)主要參數(shù)報(bào)表的實(shí)時(shí)打印功能非常重要。

      1.2 計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

      計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制是現(xiàn)代化選礦工藝流程中不可或缺的控制手段,因此應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)江西地區(qū)鐵礦選礦工藝生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化。將對(duì)整個(gè)選礦廠的控制網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò),并預(yù)先保留出與第三方設(shè)備相匹配的獨(dú)立控制設(shè)備通信接口,以及制造并執(zhí)行設(shè)備接口?;A(chǔ)的自動(dòng)化控制設(shè)備可以通過(guò)可編程邏輯控制器進(jìn)行,完成選礦工藝流程中的原礦破碎、篩選、磨礦、選礦以及過(guò)濾等工藝所涉及到的設(shè)備的順序控制以及生產(chǎn)工藝的流程控制[3]。

      順序控制其功能可以詳細(xì)地分為生產(chǎn)設(shè)備的連鎖啟動(dòng)功能、出現(xiàn)事故時(shí)的緊急停車(chē)功能、在事故狀態(tài)下的分析和處理功能,這些功能的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到選礦工藝生產(chǎn)中設(shè)備的系統(tǒng)性、安全性以及靈活性的控制要求。生產(chǎn)工藝的流程控制主要是針對(duì)在生產(chǎn)的過(guò)程中進(jìn)行控制,是整個(gè)選礦工程中提升產(chǎn)量、降低成本的重要保障。在選礦廠中的控制方式選擇遠(yuǎn)程優(yōu)先的形式,并在選礦現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置預(yù)警急停按鈕。

      1.3 選礦工程中的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制項(xiàng)目

      在進(jìn)行自動(dòng)化選礦的過(guò)工程中,主要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、料倉(cāng)內(nèi)物料位置、泵池液位以及給礦泵出口的壓力、濃度和流量等,通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行指示、記錄、預(yù)警、觸發(fā)等一系列的控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)選礦工程的自動(dòng)化控制。主要的控制項(xiàng)目包括旋流器、給礦量、球磨機(jī)加水量、液位等控制。以對(duì)旋流器的控制為例,在進(jìn)行選礦過(guò)程中,粗顆粒與細(xì)顆粒之間會(huì)產(chǎn)生粒度差,由于受到向心浮力、流體曳力等大小不同的影響,以及受離心沉降作用,大部分的粗顆粒會(huì)經(jīng)過(guò)旋流器底流口排出,而大部分的細(xì)顆粒會(huì)由溢流管排出,以此達(dá)到分離分級(jí)目的[4]。通過(guò)對(duì)旋流器的給礦濃度、給礦壓力、流量以及溢流粒度的自動(dòng)化控制,當(dāng)旋流器溢流粒度產(chǎn)生波動(dòng)時(shí),通過(guò)控制模糊化以及解模糊等操作,通過(guò)改變頻率調(diào)整旋流器的給礦壓力,以此控制溢流粒度的穩(wěn)定。還可以通過(guò)對(duì)礦漿泵池的液位通過(guò)球磨機(jī)的出口加水量控制,間接地控制旋流器的給礦濃度,保持溢流粒度的穩(wěn)定。

      2 江西地區(qū)鐵礦選礦工藝流程優(yōu)化

      江西地區(qū)的鐵礦可以在細(xì)度較粗的情況下,利用濕式高梯度強(qiáng)磁選方法對(duì)鐵礦進(jìn)行拋尾工作。現(xiàn)場(chǎng)一段球磨機(jī)的磨礦細(xì)度通常在-300目50%,因此一段磨礦分級(jí)細(xì)度可以控制在-300目50%以內(nèi)即可,在優(yōu)化的過(guò)程中,為了增加磨機(jī)的處理量,因此應(yīng)采用兩段全閉路的磨礦流程。精選礦對(duì)于提升精礦的品位影響力較小,并且高梯度磁選機(jī)會(huì)消耗更多的能量,因此選礦工藝流程應(yīng)選用一次粗選一次精選的形式進(jìn)行。精選是為了保證整個(gè)選礦過(guò)程的暢通和穩(wěn)定,防止在選礦的某一環(huán)節(jié)中出現(xiàn)故障問(wèn)題導(dǎo)致整個(gè)選礦流程失去控制。同時(shí)粗精礦在進(jìn)行細(xì)磨后再進(jìn)行搖床重選能夠達(dá)到更好的效果,磨礦細(xì)度應(yīng)控制在-300目95%時(shí)的效果最好,但在進(jìn)行磨礦的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)粉碎的現(xiàn)象產(chǎn)生[5]。在進(jìn)行中礦細(xì)磨后做強(qiáng)磁選可以有效的提升鐵精礦的品位,但在進(jìn)行磨礦的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)過(guò)粉碎嚴(yán)重的問(wèn)題,不磨做強(qiáng)磁選能夠得到的精礦品位較低,但可以避免鐵礦的過(guò)粉碎問(wèn)題。因此在實(shí)際的選礦工程中要根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的磨礦方式。

      3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

      通過(guò)對(duì)江西地區(qū)鐵礦的選礦自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)及選礦工藝流程優(yōu)化,將其與傳統(tǒng)的選礦工藝流程進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),選取江西地區(qū)某鐵礦對(duì)其進(jìn)行選礦,選取同一區(qū)域內(nèi)的礦石進(jìn)行操作,一部分選用本文設(shè)計(jì)的選礦自動(dòng)化工程進(jìn)行,一部分選用傳統(tǒng)的選礦方式進(jìn)行,并將兩種方法的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,表1為兩種方法的產(chǎn)率對(duì)照表。

      表1 兩種方法產(chǎn)率對(duì)照表

      通過(guò)表1可以看出,使用本文設(shè)計(jì)的選礦方法的鐵精礦產(chǎn)率高出傳統(tǒng)方法24.64%,說(shuō)明本文設(shè)計(jì)的方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)更高效率的采礦,且在進(jìn)行選礦的工程中本文方法的選出的鐵精礦的品位更高、回收率更高。由于本文選礦流程中涉及了自動(dòng)化控制,因此在人力和物力方面都要優(yōu)于傳統(tǒng)方法,并且回收率提高也減輕了采礦的成本投入,因此本文設(shè)計(jì)的選礦自動(dòng)化工程更具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

      4 結(jié)語(yǔ)

      選礦的自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)是礦山企業(yè)的建設(shè)中必不可少的手段。通過(guò)對(duì)選礦工程的自動(dòng)化設(shè)計(jì),保證了礦工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備的穩(wěn)定,提升了礦產(chǎn)資源的產(chǎn)量和質(zhì)量,并且大幅度的降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了選礦工程的工作環(huán)境,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了降低能源消耗、降低生產(chǎn)成本以及提升經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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