李文有，洪志軍，白家源，何慶浪，蘭希雄，張洪花

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

本文主要針對管道取樣提出一種可調(diào)試氣動(dòng)自動(dòng)取樣裝置，實(shí)現(xiàn)管道上連續(xù)取樣，通過改變?nèi)拥犊诨蛘呤菤鈩?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度，可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)礦漿取樣量的大小，同時(shí)可根據(jù)取樣量大小來調(diào)整取樣時(shí)間長短，為了保證取樣代表性，取樣時(shí)間間隔為5分鐘～55分鐘可調(diào)控。一旦取樣礦漿管堵塞，我們采用氣動(dòng)反吹方法，可實(shí)現(xiàn)在線通管。為保證氣流順暢，不堵塞氣管，我們在配電柜總氣管處使用了過濾器，減少了由于氣管或氣孔堵塞帶來的維修不便，延長了使用壽命。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠性。

1 背景

復(fù)雜的多金屬不僅是選礦的難題，同樣也是計(jì)量人員取樣的難題。針對選礦廠的特殊生產(chǎn)條件，現(xiàn)在的解決辦法是采用一臺自動(dòng)取樣裝置，可以實(shí)現(xiàn)在礦漿管道上自動(dòng)連續(xù)實(shí)時(shí)取樣的可調(diào)式氣動(dòng)管道礦漿取樣機(jī)。其工作原理是通過PLC及變頻器控制取樣刀口橫向劃過管道或溜槽中溢流出的礦漿達(dá)到取樣的目的，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伸縮運(yùn)行，帶動(dòng)連接桿運(yùn)動(dòng)，連接桿帶動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上方往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑塊又帶動(dòng)取樣管往復(fù)橫切礦漿流，使得礦漿多部位的樣品流入取樣管，用以提高取樣的均勻性和代表性。并根據(jù)礦漿流量的大小及濃度調(diào)整取樣速度及時(shí)間?？刂迫恿看笮?，方便制樣環(huán)節(jié)更加方便簡潔[1，2]。

1.1 氣動(dòng)自動(dòng)取樣裝置的結(jié)構(gòu)及原理

1.1.1 主要設(shè)備參數(shù)

配電柜：型號700＊1200＊400、內(nèi)含（電磁閥，型號為4V22-08/DC24V；中斷路器，型號為IC65N-2P/C32；電源，型號為DC（24V/60瓦）；帶編程西門子PLC1塊，型號為S7-226；帶編程7寸觸摸屏1塊，型號為HT8721T（S）；過濾器1組，型號為5μm；控制變壓器1只，型號為500VA/220V；防雷模塊1只，型號為AML1220A；消音器；閥板）。氣動(dòng)氣缸型號：CYLINDER、MODEL：SC80＊5001.0MPA、氣缸直徑φ63mm、行程400mm、氣缸上帶2條導(dǎo)向桿（不銹鋼）、3塊固定取樣裝置不銹鋼鐵板。

一級取樣裝置：總長800mm，兩端為圓形（各150mm），中間500mm為方形，兩端帶法蘭，方形兩側(cè)焊接直徑為63mm，長為100mm的法蘭，內(nèi)襯6mm橡膠，含一級取樣刀口（上寬：5mm、上端長150mm、下寬50、mm、耐磨）、閘閥。（管徑由管道大小自行設(shè)計(jì)）。

二級取樣刀口：上寬：3mm、上端長150mm、下寬50mm、防腐耐磨。

1.1.2 設(shè)備工作原理

圖1 取樣設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

表1 礦漿一級、二級刀口變化引起原礦主要元素?cái)?shù)據(jù)分析

表2 礦漿一級、二級刀口變化引起副樣品主要元素?cái)?shù)據(jù)分析

上圖為平衡導(dǎo)向桿取樣機(jī)結(jié)構(gòu)圖，安裝在取樣的礦漿溢流箱上，取樣機(jī)箱與溢流箱體橫截面平行，溢流箱下底開孔用法蘭盤連接，法蘭盤上管道連接，使得取樣完成后的溢流通過管道流入返回泵。本裝置利用3塊固定板將將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸與取樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件連接在一起。氣缸推桿與氣缸推桿平衡滑板相連，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過氣壓使得氣缸推桿在平衡滑板的移動(dòng)下帶動(dòng)二級刀口連接桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)管道全截面取樣。當(dāng)取樣礦漿管道有礦漿流入時(shí)，取樣刀口連接桿連接二級取樣刀口，刀口對準(zhǔn)礦漿，當(dāng)取樣機(jī)通氣后，通過氣缸推桿推動(dòng)平衡滑板在平衡桿上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中二級刀口下面連接軟管，當(dāng)配電柜氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行后，刀口在礦漿管道橫截面下做往復(fù)或單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，使得垂直于礦漿流入的橫截面的方向礦漿流入刀口，在經(jīng)刀口流入軟管到下端取樣管從出口流出，流出的礦漿進(jìn)入下方的接樣桶或取樣濾盤里。取出的樣品既可以用于礦漿粒度、濃度、品位等分析使用。當(dāng)使用一段時(shí)間之后，一是取樣管會由于礦漿里的雜物堆積，堵塞入口，取樣量就會變少，甚至流不出樣品，就需要操作人員清理管內(nèi)的雜物。而是在長時(shí)間的礦漿流的沖擊和腐蝕之下，取樣管或刀口會出現(xiàn)磨損和腐蝕現(xiàn)象，此時(shí)檢修人員可以操控取樣機(jī)的控制箱，使得取樣機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，滑板和取樣管停在取樣機(jī)的兩側(cè)位置，礦漿與取樣管不接觸，此時(shí)檢修人員可以用清洗水沖擊取樣管，清除雜物。

1.2 技術(shù)與方法

本取樣裝置根據(jù)不同的礦體、管道大小、流量、數(shù)量設(shè)計(jì)不同取樣裝置，由管道一級刀口溢流到二級刀口取樣。根據(jù)礦體的變化、管道大小及流量判斷是否安裝一級取樣裝置，其中一級刀口設(shè)計(jì)根據(jù)管道大小設(shè)計(jì)，一級取樣刀口根據(jù)礦漿流量大小、礦體變化選取，其中包括以下幾種型號（型號1：每隔1Cm開一個(gè)長1.5Cm、寬7mm的小口型號2：寬7mm兩段式開口，長度根據(jù)一級取樣箱設(shè)定型號3：寬4mm兩段式開口，長度根據(jù)一級取樣箱設(shè)定型號4：上端口每隔1Cm開一個(gè)長1.5Cm，寬4mm小口，下端寬4mm全開口設(shè)計(jì)，長根據(jù)箱體大小設(shè)計(jì)），二級刀口根據(jù)礦體的變化的選取3mm、5mm。其數(shù)據(jù)分析如表1所示。

由表1發(fā)現(xiàn)，取樣結(jié)果及樣品化驗(yàn)結(jié)果可以看出原礦含有多元素時(shí)選取一級刀口寬4mm兩段式開口，二級刀口5mm為宜。

由表2發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只含有比重較低或比重較近的礦體時(shí)，我們選取一級刀口為每隔1Cm開一個(gè)長1.5Cm、寬7mm的小口，二級刀口為3mm為宜，這樣既保證了取樣代表性又保證取樣較少，制樣量較合理。

由表1、表2可以看出，在多金屬取樣中一級刀口、二級刀口選擇性很重要，我們既要考慮取樣量大小，又要保證取樣準(zhǔn)確性，為此通過以上表格可以看出，在多金屬含有比重較大的產(chǎn)品中樣品中一級、二級刀口選擇取到?jīng)Q定性作用。由于一級刀口不全開導(dǎo)致取不到下部比重較大的產(chǎn)品，二級刀口較窄橫截面全截取樣時(shí)只能取到細(xì)粒級，大部分粗粒級樣品不能被取到，為此綜合樣品考慮，二級刀口最低選擇5mm為宜。

表3 原礦濃粒度對比

表4 原礦濃粒度對比

從表3、表4發(fā)現(xiàn)，不管是TYS計(jì)量器、人工取樣與自動(dòng)取樣裝置濃粒度對比結(jié)果相當(dāng)穩(wěn)定。同時(shí)根據(jù)以上取樣結(jié)果對比，可以發(fā)現(xiàn)取樣裝置完全可以代替人工取樣及復(fù)雜計(jì)量器。由于TYS維護(hù)費(fèi)用較高，維修較困難，配件更換頻繁，縮分刀口及計(jì)量器費(fèi)用較貴，相比較自動(dòng)取樣機(jī)維修較方便，而且不易損壞，價(jià)格較便宜，為此，氣動(dòng)取樣機(jī)裝置完全可以代替老式TYS計(jì)量器。

2 結(jié)論

該取樣裝置在該公司多個(gè)選廠及其不同的管道取樣使用效果相當(dāng)明顯，使得該公司多個(gè)選礦廠實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)取樣，不僅在取樣代表性、準(zhǔn)確性上取得較大的突破，還減輕了上班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?？朔擞捎诘V漿顆粒物沉積堵塞管道的難題，克服了取樣裝置在線維修難題，其次，解決了取樣量帶來的煩惱。通過樣品結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，取樣準(zhǔn)確性大大提高。提升了車間自動(dòng)化程度，降低了老式計(jì)量器的使用成本，維修及維護(hù)費(fèi)用大大減少。達(dá)到了降低金屬流失、降本增效的目的，有明顯的運(yùn)用價(jià)值，經(jīng)濟(jì)效益顯著。