选矿机械（精选4篇）
选矿机械 篇1
选矿, 就是精选有用矿物的过程。地壳中的矿物, 在地质作用下形成相对富集的矿物集合体, 通过开采、加工、利用就成为矿石。自然界中的矿产资源虽然十分丰富, 但除了少数富矿以外, 一般品位较低, 需要经过“选矿”这一加工过程, 才能成为有用的矿物。实现选矿过程的机械就称为选矿机械。
选矿机械可按照选矿流程来分为破碎机械、粉磨机械、筛分机械、选别机械和脱水机械等类别。选矿机械是随着选矿工艺技术的发展而发展的, 同时先进高效的选矿机械设备又会促进选矿工艺水平的提高。因此, 选矿行业都非常重视选矿机械的改造、更新、开发和利用。目前, 选矿机械的发展方向是向着高效、节能、大型、智能等方向发展, 这与科技总体的发展思路是一致的。
效率, 即有用资源的利用程度。提高选矿机械的效率就是最大限度地发挥其选矿的效率———低消耗、高产出。低消耗即节能低耗, 高产出就是提高选矿机械的处理能力。本文分析了非金属选矿的特点及其对选矿机械的要求, 探讨了提高选矿机械效率的途径和方法。
1 非金属矿选矿特点及对选矿机械的要求
1.1 非金属矿选矿特点
非金属矿是约定俗成的术语, 有人认为作为书面语不够严谨, 但既然已经习惯而且得到很多人的认可, 就有其存在的合理性。一般而言, 除了金属矿产和燃料矿产以外的所有矿产资源都可以称为非金属矿, 包括非金属的矿产、矿床和矿石等。非金属矿与金属矿相比, 主要有以下一些特点:
1) 非金属矿选矿主要不是为了获取元素, 而是为了得到特定物理化学性质的产品;同样, 衡量矿石品位和质量也不以元素含量为准, 而是以矿物含量为据, 常以氧化物形式表示。例如石棉是以其含有一定长度和抗拉强度的纤维量来衡量, 如果石棉纤维含量不足, 该产品就不满足要求。2) 对产品的粒度、耐火度、烧失量、颜色等指标要求严格, 选矿时还要保证有用矿物晶体结构的完整性, 如金刚石必须得到完整晶体结构的颗粒。所以, 选矿多采用多段碎磨多段选别工艺, 尤其是选择性碎磨工艺。3) 加工产品对有用成分含量及杂质种类、数量都有要求;所得产品要按粒度分级成不同规格的产品;同一种非金属矿物可用于不同的行业, 其质量要求一般有差别。因而, 非金属矿选矿的流程就要适应这种变化, 如高龄土可以有陶瓷级原料、造纸级原料、橡胶填料等不同质量要求。
1.2 非金属矿选矿机械的要求
非金属矿选矿机械需要根据产品的要求, 如前述晶形大小、长度等特点选择特定要求的设备。例如破碎石棉矿石时常选用反击式破碎机和锤式破碎机, 以便充分利用冲击力使矿石沿节理破碎;而在选别时利用石棉纤维与脉石密度的明显差异进行风力选别;为了避免过粉碎, 采用逐段吸选方法。再如石墨矿需要避免大鳞片石墨的破碎, 因此应选用碾磨机或球磨机, 而在选用球磨机时要着重考虑控制转速和装球量等;石墨选别时采用浮选法, 为了避免过粉碎采用逐段磨矿逐段浮选的方法。因此, 为了提高非金属矿的选矿效率, 选矿机械就需要满足各种非金属矿石产品特定的要求。
2 提高非金属矿选矿机械效率的途径和方法
2.1 加强设备管理, 提高机械效率
选矿机械工作的环境较差, 一是碎磨段粉尘多;二是选别段液体多;三是机电设备高强度作业, 因此加强选矿机械设备管理, 保障设备正常运行是提高机械效率的关键。
1) 建立并健全设备管理制度, 强化人员培训与制度落实。“没有规矩, 不成方圆”, 设备管理必须要有据可循, 所以应根据我国相关机电设备管理的规定, 结合选矿厂的实际情况制定科学合理的设备管理制度。但仅有制度没有很好的执行, 设备管理效果也将大打折扣, 因此需要企业管理层高度重视, 加大有关方面的投入, 狠抓制度的落实。同时, 还应对设备操作和维修人员进行培训, 提高其设备操作和维护保养水平, 以利于充分发挥设备的效能。2) 采用先进的维修管理方法, 变事后被动维修为主动预防维修、预知性维修和主动预防性维护, 并积极采用现代状态监测及故障诊断技术, 结合传统的直觉诊断方法, 提高对潜在故障的预判能力和改善维修保养的成效。3) 按照设备的重要性程度制定有选择性的维修方法, 减少维修费用, 提高设备利用率。
2.2 改造工艺设备, 挖潜节能降耗
应充分研究和比较现有工艺设备的状况, 找出不足之处积极寻求改造和革新。改造的方向和途径有以下几点:
1) 工艺设备改造应以提高经济效益为目标。由于非金属矿选矿的特点, 改造既可以提高产量为目标, 也可以提高产率、回收率和价值高的品级率为目标, 还可以节能降耗或延长易损配件使用寿命、降低维修费用等为目标。2) 设备改造应详细规划和综合考查, 只有综合效益增加才有必要实施改造, 否则为改造而改造将得不偿失。3) 加强预处理和预选环节可以提高碎磨效率, 降低消耗。例如预先筛分, 先将粗中碎料中较细的组分分离出去, 可有效降低设备负荷率, 增加检修时间, 对设备性能的稳定和效率的提升都有好处。同样的道理也适用于磨机, 如“细碎入磨”、“多碎少磨”等可提高磨机效率。4) 应避免过粉碎, 要做到早收多收, 以提高产品回收率。5) 选择性粉碎和分级。根据矿石组分中的不同粒度形状, 采用筛分或分级的方式可获得预选精矿。许多非金属矿适合采用这种方法, 如云母、石棉、萤石等。6) 提高综合回收和综合利用率, 减少尾矿的数量。7) 选矿厂有数量众多的风机、水泵、输送机和磨机等, 这些设备都有一个最佳的转速、功率范围, 如采用变频调速装置可明显实现节能降耗的效果。
2.3 采用新技术新装备, 依靠科技力量增效
除了上述改造挖潜, 有条件的选矿企业采用新技术、新工艺和新装备, 淘汰技术落后、效率低下的工艺设备, 是大幅提高选矿效率和企业竞争能力的必由之路。目前, 机械工程正朝着数字化、智能化、精密化、生态化等方向发展, 选矿机械作为机械工程的分支之一, 也必然融入这个发展大潮中。单元设备方面的发展趋势如下:
1) 破碎、磨矿设备方面向着节能、粗粒抛尾工艺、超细碎磨等方向发展。2) 选别设备方面, 如浮选设备向着浮选粒级范围扩大、大型化、自动化、节能化和更高效方向发展。3) 过滤脱水设备发展方向是高效复合过滤技术、大型化、节能化和自动化。
3 结语
基于我国节约资源和保护环境的基本国策, 选矿行业将会沿着合理开采、综合利用和矿业循环之路发展, 选矿机械也必然要适应这一要求, 提高效率和节能降耗, 因此选矿企业应当加强设备管理、努力挖潜改造及采用新技术、新工艺和新装备, 走科技创新发展的道路。
摘要：选矿机械是将有用矿物从脉石中分离、富集的机械。选矿机械的效率直接关系到选矿的生产能力和经济效益的实现, 因此采取有效的措施和方法, 提高选矿机械的效率具有现实意义。本文分析了非金属选矿的特点及对选矿机械的要求, 探讨了提高选矿机械效率的途径和方法。
关键词：选矿机械,非金属矿选矿,效率
选矿机械设备的使用、维护和管理 篇2
在我国的选矿生产当中, 选矿的机械设备决定了生产水平与生产效率。如果选矿机械设备本身存在问题的话, 那么必定会对选矿的生产效率造成不良的影响, 导致生产水平下降。在经济发展的同时, 我国的科学技术也随之得到了较好的发展, 选矿设备也引进了一些先进的科学技术, 网络自动化及机电一体化都很好的应用到了选矿设备当中。相比之下, 国外的选矿设备发展的较为先进, 因此, 我国在引进国外先进的技术后, 根据国内采矿业发展的具体需要, 发明了符合自身需要的立式复合破碎机 (见图1) 。立式复合破碎机具有十分明显的优势, 比起之前的选矿设备, 立式复合破碎机在进行生产的时候消耗的能量比较小, 运行的时候比较平稳, 在破碎矿石的时候操作比较简单易行。
借鉴了外国的先进的选矿设备的设计经验之后, 我国研发了离心选矿机 (见图2) , 这样就可以很大程度上提高选择矿石的质量。在矿石的生产过程当中, 离心选矿机以一定的转数高速旋转, 在旋转的过程当中, 矿浆就由给分矿器送到了转鼓得内壁上, 在离心力的作用下, 矿浆中的矿粒会随着转鼓旋转, 从而分出尾矿、精矿等矿类别, 可以充分回收利用微细的矿粒。
2 选矿机械设备的维护
选矿机械设备使用一段时间后, 对其进行维护是非常重要的, 而在对选矿设备进行维护的过程当中, 首先要对选矿机械设备的轴承进行维护。因为在整个选矿机械设备的配件当中, 轴承是整个机械设备中的负载, 所以轴承是非常重要的, 对轴承进行维护时要特别注意的一点是, 要选用质量良好的润滑油, 这样才能保证轴承的使用寿命。另外, 对轴承的维护还要特别注意润滑油的清洁度, 要保证润滑油随时保存在良好的密封条件下。
在进行机械设备的维护时, 要特别注意避免机械设备遭到碰撞, 而且还要特别注意保证机械设备的清洁, 不要将机械设备和含有化学品的物品放在一起, 因为选矿机械设备的特殊性, 矿石会与不同的化学品发生不同性质、不同程度的化学反应, 造成矿石的污染, 另一方面, 含有化学物质的物品会侵蚀机械设备, 给机械设备造成一定的损害, 从而导致选矿成本的提高。
机械设备的使用是有年限的, 但是对机械设备进行良好的维护可以增长机械设备的使用寿命。这就需要对机械设备定期进行检查, 一旦发现问题, 立即解决, 这样才可以保证机械设备正常的运行。而对机械设备进行检查时, 必须要求工作人员在检查的过程中做详细的记录, 这些详细的记录必需包含机械设备的使用时间, 使用频率等与该机械设备工作效果有关的数据, 便于对机械设备的使用情况进行详细的分析, 做出合理的判断, 对即将产生的问题提早排除。
3 选矿机械设备的管理
对机械设备进行管理时, 要制定合理的保养计划, 并且严格执行已经制定好的科学的保养计划。在这一点上, 我国的工作人员做的不是特别好, 因为相关的工作人员往往会因为许多诸如时间紧迫, 工作压力大等与机械设备管理无关的因素而推迟机械设备管理维护的时间。可是很多时候, 机械设备对管理时间的要求是非常苛刻的, 一旦错过了科学的管理维护时间, 那么机械设备就会因为没有得到及时的维护检查而不能正常的投入使用。所以, 一旦制定了机械设备的管理措施, 就必须对机械设备进行强制性的保养。那么如何才能确保机械设备管理人员做到准时对机械设备进行强制性保养呢?首先, 管理者就必须对机械管理人员进行相关的机械保养的责任意识和技术水平, 机械管理人员不但要明白对机械设备进行定期维护是非常重要的, 还要熟练掌握科学的机械设备保养方法。另外, 管理者仅仅对机械设备维护工作人员进行思想教育是不够的, 管理者可以指定相应的奖惩措施, 如果机械设备维护人员没有对机械设备进行及时维护而造成机械设备不能正常使用的话, 管理者可以实行一定的惩罚措施来提高机械设备维护工作人的对机械设备进行及时保养的意识。
管理者在对机械设备进行的维护制定了强制性的保养原则后, 还需要对机械设备的保养后的安全性制定相应的管理措施。在选矿机械设备的实际工作过程中, 大多数的选矿设备都是直接相互连接的, 尽管是相互连接的, 但是这些连接的选矿设备之间还是存在一些流动的介质的, 而且这些流动的介质往往都含有一定的毒素, 具有较高的温度, 容易引起燃烧和爆炸。而很多时候工作人员在对大型机械设备进行检查时, 要对机械设备的内部进行详细的检查, 常常需要钻到机械设备的内部进行检查, 这就需要工作人员在检查之前将机械设备的内部的介质进行清洗, 并且做一定的消毒措施, 再将设备系统的电力断开, 这样才能保证机械检修人员的人身安全, 防止出现安全事故。
所以管理人员在制定机械设备的管理制度的时候, 不但要制定严格的机械设备维护计划, 还要制定相应的安全管理规定, 只有建立了健全的机械设备管理制度, 相关的机械设备维护人员才有明确的执行标准。有了科学的机械设备保养制度, 就需要相关的工作人员严格执行保养制度, 并且管理人员加强监督的力度, 禁止发生因为偷工减料而造成机械设备使用故障的问题发生。
4 结束语
只有充分发挥机械设备的作用, 才能提高选矿区机械的利用率并且降低机械设备损坏的几率。随着我国可持续发展理念与节能减排的提出与不断推广, 对选矿机械设备的要求也相应提高, 不但要提高矿产资源的生产效率, 还要避免矿产资源的不必要的浪费。另一方面, 应该重视矿产资源的保护, 尽量减少矿产资源的开发, 用比较环保的新型能源替代矿产资源。
参考文献
[1]刘义丰, 滕居根.公路工程的机械设备维护及管理问题探析[J].中国高新技术企业, 2015, 2.
[2]李伟, 李亚娥.矿山机械设备的使用与维护管理[J].科技风, 2013, 1.
[3]魏俊男.浅谈选矿机械设备的使用、维护和管理[J].科技资讯, 2013, 6.
[4]石江波.煤矿机械设备的使用、维护和管理[J].煤炭技术, 2011, 7.
浅谈机械自动化在选矿厂的应用 篇3
关键词：机械自动化,柔性自动化,技术,选矿,应用与发展
选矿生产线包含碎矿、筛分 (分级) 、磨矿、选矿、输送等工艺流程。由于其应用自动化技术, 实现对加工对象的连续自动生产与柔性制造系统类似, 使选矿设备在实现机械自动化的基础上, 逐步向柔性制造系统 (FMS) 与计算机集成制造系统 (CIMS) 的方向前进, 实现了柔性自动化、智能化、集成化。而柔性制造系统的基础管理模式实时精益生产, 得以在选矿生产线的设计、设备的管理中发挥巨大作用。笔者有幸参与本钢贾家堡铁矿初期建设工程与设备调试, 并于筹备阶段在鞍钢齐大山调军台选矿厂、本钢歪头山马耳岭选矿车间实习。得以对三家选矿厂的生产线设计、机械自动化有初步了解。现以三家选矿厂的碎矿、磨选生产线为例作以分析。
1 柔性制造系统及精益生产
自动化制造系统广义上是指由一定范围的被加工对象、一定的柔性和自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体, 它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等, 在人和计算机控制系统的共同作用下, 实现一定程度的柔性自动化制造, 最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染。柔性制造系统是目前最复杂, 自动化程度最高的单一性质的制造系统。柔性制造系统内部一般包括两类不同性质的运动, 一类是系统的信息流, 另一类是系统的物料流, 物料流受信息流的控制。精益生产 (Lean Production) 是贯彻以人为中心的思想, 通过系统结构、人员组织、运行方式、产品结构和市场供求等方面的变革, 精简生产过程中一切无用、多余的东西。如果把精益生产体系看做一栋大厦, 它的基础就是在计算机网络支持下的并行工作方式 (CE) 和小组化工作方式 (TW) 。在此基础上的五根支柱是:1) 全面质量管理 (TQM) , 它是保证产品质量, 达到零缺陷目标的主要措施。2) 准时生产 (JIT) 和零库存, 它是缩短生产周期和降低生产成本的主要方法。3) 柔性成组技术 (GT) , 它是实现多品种、按顾客订单组织生产、扩大批量、降低成本的技术基础。4) 以企业重组 (BPR) 作为精简手段, 简化掉一切无用环节。5) 以人为中心, 充分发挥人的主观能动性, 实现人机一体化。
2 破碎筛分系统
2.1 鞍钢齐大山调军台选矿厂
破碎筛分工艺为三段一闭路破碎流程。破碎车间的最终产品粒度为12~0mm。粗破设在采矿场, 粗破产品粒度300~0mm, 经过皮带机送到矿仓。粗破产品给入中碎机进行中碎。中破产品给入振动筛筛分, 筛上产品给入细破筛分进行闭路破碎, 筛下产品送到磨磁粉矿仓。如图1所示, 左侧为原设计破碎筛分系统, 右侧为扩产新设计的破碎筛分系统。
2.2 贾家堡铁矿
破碎筛分工艺为三段一闭路流程, 如图2所示。破碎最终产品粒度为10mm~0。其整体工艺与鞍钢齐大山调军台选厂新系统类似, 但是在中碎前增加干选、与预先筛分用以减少能耗并提高产品质量。
2.3 本钢歪头山马耳岭选矿车间
马耳岭选矿车间仅设有粗碎, 破碎粒度为350mm~0。
2.4 设备状况分析
粗碎工艺中, 鞍钢齐大山矿使用旋回破碎机, 因为输送、场地原因设计在采场, 在此不提。本钢贾家堡铁矿与马耳岭选矿车间设计相同, 均采用重型板式给矿机布料, 诺德伯格C系列颚式破碎机进行破碎。
颚式破碎机的动锥体主轴旋转1圈, 只有半个周期用于破碎, 后半个周期用于排料, 所以与其他连续破碎机械相比功率消耗大, 机械效率低, 适用于低产量的矿山粗碎。诺德伯格C系列颚式破碎机为美卓矿机生产的, 具有高处理能力的颚式破碎机, 处理粒度在1000以下时可以达到800t/h。为达到最佳生产效率, 破碎腔内一般保持2/3的料位。这通常通过监测颚式破碎机的电流, 监控破碎腔内的料位, 远程调频重型板式给矿机的频率来实现的。然而由于人感知的局限性、信息交互的单行性、决策的不严密性、执行能力的低精度, 由人来进行数据的检测与频率的微调并不能使设备效率最大化。
中细碎工艺中, 贾家堡铁矿选用HP6液压圆锥破碎机, 鞍钢齐大山调军台选矿厂选用HP700液压圆锥破碎机、HP800液压圆锥破碎机和H8800液压圆锥破碎机。美卓矿机HP系列与山特维克H8800, 均能实现单机自动化。通过集成控制, 计算机对数个传感器和料位计的反馈信息的自动处理。一方面可以自动控制给料皮带速率, 从而达到原料不间断匀速的布料, 将破碎腔内料位控制在理想状态, 确保实现挤满给矿和破碎机负荷优化控制。另一方面控制系统通过对油温、油压、电流、破碎机安全工作状态的分析和报警, 在设备状况异常时, 设备会自动停止布料, 避免设备事故的扩大化。
由于采场条件、部分检修现场处理不彻底, 导致物料中含铁。虽然液压圆锥破碎机具备自动过铁功能, 但是频繁启动过铁功能对于液压系统损坏较大。HP系列设定液压系统1小时连续启动7次则视为设备故障, 自动停止给料。所以需要在破碎前除去给料设备上物料中的铁。工艺上通常将拣铁器 (即电磁铁) 设置在破碎原料仓前最后1个输送机上, 确保入仓物料不含铁。
物料的输送, 三家均采用常规的带式输送机 (皮带机) 。皮带机设置了跑偏报警、打滑报警、防撕裂报警, 确保设备状态异常时, 操作人员可以第一时间处理, 避免设备事故扩大化。而在物料输送到存储仓位时, 由激光测距仪精确定位, 控制布料车将物料输出到相应仓位。仓位选择是通过计算机对料位计反馈回的信息进行一定运算而得出的优化选择。
自动控制方面, 三家均采用相关设备的逻辑控制与逻辑联锁, 中细碎作业的优化控制及相关工艺过程自动分析、故障判断、历史资料归档、事故报警、故障保护等功能。操作上采用摄像监控、由人工进行远程操作。工艺上, 鞍钢齐大山调军台选矿厂老系统在中碎后直接进行第一道检察筛分, 筛分合格品进入磨磁粉矿仓, 筛分物料不合格品进入细碎, 细碎与第二道检察筛分形成闭路, 合格品进入磨磁粉矿仓, 而不合格品返回细碎。鞍钢齐大山调军台选矿厂新系统与贾矿采用相同的工艺设计, 将细碎的检察筛分与预先筛分混合成一道工序。中碎与细碎后产品都输送到同一个筛分矿仓, 而筛分机与细碎机形成闭路后, 合格品进入粉矿仓, 而不合格品返回细碎矿仓。通过两种工艺对比不难发现新工艺系统不仅将筛分设备效率提高, 减少电能的浪费。同时由于筛分设备事故率较高, 造成中碎机闲置的情况也予以解决。这种设计方案既符合精益生产的理念, 又符合现阶段人机一体化的现状。
3 磨选系统
3.1 鞍钢齐大山调军台选矿厂
磨选系统采用阶段磨矿、粗细分选、重选———磁选工艺流程处理破碎车间的12~0mm产品。原矿给入球磨机和水力旋流器组成的一次闭路磨矿, 分级的沉砂返回一次球磨, 分级溢流给入粗细分级旋流器分级成粗细两种物料。粗细分级旋流器沉砂给入由粗选、精选两段螺旋溜槽和扫弱磁、扫中磁两段磁选组成的重选系统。经过粗、精选两段螺旋溜槽选别得到重选精矿, 再经过细筛, 筛下产品即为合格精矿, 是综精产品之一。粗螺尾矿经过两段磁选, 其尾矿 (扫中磁尾) 是综尾之一, 两段磁选精矿与精螺尾以及细筛筛上产品再经过二次分级, 沉砂给入二次球磨机, 二次磨矿为开路磨矿, 磨矿产品与二次分级溢流产品混合后一起返回粗细分级。精螺中矿再返回精螺进行再选。粗细分级旋流器溢流给入磁选作业。弱磁尾给入∮80米浓缩机进行浓缩, 其底流经过一段平板除渣筛进入强磁机。弱磁精、强磁精合并形成混磁精给入∮53米浓缩机进行浓缩后进入浮选作业, 强磁尾也是综尾之一。
3.2 贾家堡铁矿
有两个生产系列组成, 工艺流程为三段阶段磨矿分级, 四段弱磁选, 两段浓缩磁选。磨矿仓内矿石经圆盘给料机, 集矿皮带机, 球磨给矿皮带机给入一段球磨机进行磨矿作业;一段球磨排矿用泵给入一次旋流器, 一次旋流器与一段球磨形成闭路磨矿, 沉砂自流返回至球磨机, 溢流自流给入一段磁选给矿箱, 进行磁选选别作业;一段磁选尾矿抛尾, 精矿自流到二段球磨排矿泵池, 泵入二次旋流器分级, 二次旋流器与二段球磨形成闭路磨矿, 沉砂自流返回至球磨机, 溢流自流给入二段磁选给矿箱, 进行磁选选别作业;二段磁选尾矿抛尾, 精矿自流到三段球磨排矿泵池, 泵入三次旋流器分级;三次旋流器的沉砂自流给入一次浓缩磁选分矿箱, 一次浓缩后的精矿自流给入球磨机, 尾矿抛尾。三段旋流器溢流泵入三段磁选给矿箱, 进行磁选选别作业;三段磁选尾矿抛尾, 精矿自流到四段磁选给矿箱, 进行磁选选别作业;四段磁选尾矿用泵给入二段磁选, 第四段磁选的精矿用泵给入二次浓缩分矿箱, 进行浓缩作业, 浓缩后的精矿自流入精矿搅拌槽, 通过精矿搅拌槽下面的泵站输送至设置在北台厂区内精矿终端处理系统后在进入精矿过滤工序。
3.3 歪头山铁矿马耳岭选矿车间
全工艺流程为粗破碎——半自磨、球磨阶段磨矿———弱磁选———细筛———磁选柱———中矿再磨、弱磁选工艺流程。
磨矿仓内的铁矿石电振给料机、集矿皮带机和给矿皮带机, 给入湿式自磨机进行磨矿作业, 自磨机排矿端设有圆筒筛自返装置, 筛孔尺寸5mm, ≥5mm的筛上物经圆筒筛自返装置返回自磨机再磨, 筛下物自流给入一段磁力脱水槽, 脱水槽底流用渣浆泵给入旋流器, 旋流器的溢流给入二段磁力脱水槽, 旋流器的沉砂给入一段球磨机与球磨机形成闭路磨矿。二段脱水槽的底流自流给入一段磁选机, 一段磁选机精矿用渣浆泵扬送至一段筛孔为0.15mm的德瑞克细筛, 筛下产物给入二段磁选机, 二段磁选机精矿用渣浆泵给入电磁精选机, 精选机中矿与一段细筛筛上产物经三段浓缩磁选机进行浓缩选别后, 精矿自流给入二段球磨机进行再磨作业, 二段球磨机的排矿用渣浆泵给入四段磁选机进行浓缩选别后, 精矿自流给入二段筛孔为0.15mm的德瑞克细筛, 二段细筛筛上产物自流给入三段浓缩磁选, 与二次球磨形成闭路磨矿循环, 二段细筛筛下产物自流给入五段磁选机, 五段磁选精矿与精选机精矿汇合, 形成处理原矿所得铁精矿。
3.4 设备状况分析
磨矿是破碎过程的延续, 是矿石选别前的最后一道加工也是选矿作业中耗能最高、成本消耗最大的环节。磨矿的目的是要使矿石中的有用成分全部或大部分达到单体的分离。同时又要避免“过磨”现象, 因为强磁选机能有效回收粒度下限为30毫米。磨矿系统通过对磨机给矿、矿浆浓度、磨机负荷的检测和优化控制和各个作业参数的自动检测、显示和各种故障报警确保磨矿分级工作始终在最优状态下运行。
三家都使用皮带机输送到球磨机, 为了保证球磨效果, 必须自动调节给矿量。为达到此目的, 球磨加装智能状态检测电耳, 由此信号控制皮带机机电机变频调速。为了提高分级效果, 分级矿浆浓度必须控制在一定范围内。在排矿管道上安装核子浓度计, 检测矿浆浓度信号, 控制浓度调节水控制阀的阀门开度, 从而实现恒定设定浓度的控制。
旋流器分级除给料浓度控制外还要对给矿压力进行监控, 指导给矿泵的变频控制。在分级排矿管道上安装粒度仪, 检测矿浆中物料的粒度, 信号返回到浓度控制和压力调节, 从而进行合理化的调整。
旋流器的控制是一个复杂的控制过程, 主要体现在3个方面:1) 泵池液位、给矿浓度、给矿压力任一因素发生变化, 均会导致旋流器原有控制平衡被破坏;2) 给矿浓度、给矿压力均影响旋流器溢流粒度指标, 当溢流粒度指标发生变化时, 无论调节给矿浓度还是调节给矿压力 (往往是同时调节) , 调节幅度均无法精确定义;3) 由于磨矿生产工艺过程的时变性和不确定性, 也导致旋流器工艺参数的时变性和不确定性。
4 结语
4.1 选矿自动化发展存在的问题
1) 国产传感器、料位计和其他过程参数自动检测仪表仍存在测量精度低、可靠性低、运行寿命短等问题。而各厂矿对现场仪表和控制系统的长期使用维护缺乏必要的重视。现场严重缺乏相关专业技术人员进行系统的维护和调整。很多测控设备仅能在安装投运后的短期内保持良好的运行状况。2) 一些厂矿缺乏对自动化的认识, 在采购进先进设备时, 缺乏对职工的教育, 做不到人机一体化。最后设备正式运转后由于职工无法合理操作设备, 而不得不将自动化去除。
4.2 选矿自动化发展方向
随着矿产资源的日益减少和市场竞争的日益激烈, 如何充分利用有限资源提高企业的市场竞争力, 是现代矿山企业的首要任务。采用自动化设备, 提升生产过程自动化水平, 按照精益生产的原则加强管理, 去除生产系统中不必要的冗余环节。进一步提升职工素质, 做到人机一体化, 确保设备与技术人员的协调发展。
参考文献
[1]刘丽文.21世纪清华MBA系列教材.生产与运作管理 (第3版) .清华大学出版社, 2006.
[2]张根保.自动化制造系统.机械工业出版社, 2004.
[3]戴惠新.选矿技术问答.化学工业出版社, 2008.
选矿自动化在某黄金选矿厂的应用 篇4
某黄金选矿厂1980年建成投产, 原来日处理能力为1500吨原矿石。2009年10月新建选矿厂投产, 日处理原矿石达到6000吨。随着矿产资源条件恶化、能源日益紧张和矿石品位越来越低, 增加原矿处理量、扩大生产规模势在必行。该选矿厂经过不断的扩产和改进, 新建选厂二系列工程于2011年12月达产, 日处理原矿石达到8000吨的生产规模。
随着生产任务的日益加剧及人工成本越来越高, 保持和提高回收率, 降低能耗, 减轻工人劳动强度成为选厂重中之重的工作目标。实现设备大型化、生产自动化、控制智能化就成为首要选择 (1) 。从6000吨/天新选厂建设开始, 该选矿厂就开始逐步建立并完善生产过程自动控制系统。
2 工艺简介
该选矿厂的主工艺流程如图1, 包括碎矿、磨矿、浮选、浓缩脱水等工序。碎矿工艺为三段一闭路, 即由三段破碎和洗矿筛分组成, 磨矿是由一段磨矿和旋流器组成闭路磨矿流程;浮选由带优选作业的一段粗选、两段扫选、一段精选组成。精矿通过浓密机浓缩后经压滤机压滤脱水后进入精矿池。
3 自动控制系统概述
该选矿厂三电一体自动化系统由北京矿冶研究总院承建, 是首个完全靠我国自有技术力量设计实施的全总线技术的自动控制系统, 电气、仪表、设备均采用PROFIBUS-DP总线通讯技术实现与PLC系统的数据互通;PLC系统则全部采用对等工业以太网和CS结构的Platform System系统开发平台集成。该总线技术应用对于获取生产的全息数据, 实现生产过程数字化奠定了基础。
从硬件上看, 该选厂自动化系统达到了国际一流水平。从软件看, 目前已经实现了较完整的生产过程工艺参数在线检测报警和关键工序的稳定控制, 包括磨矿稳定、分级稳定和浮选稳定。取得了良好的效果。其自动控制系统包括两个方面:1) 生产过程自动化控制;2) 生产现场监控视频。
4 生产过程自动化控制
该选矿厂自动化系统的重点定位在通过采用工艺过程关键参数在线检测和过程自动控制, 实现对磨矿、浮选、浮选脱水、尾矿以及药剂制备输送投加等生产过程稳定化控制, 完成磨矿、浮选生产过程的优化控制。同时建立具有数据同一性、确定性、全局性的实时数据库, 为今后实现综合自动化管理系统打下基础。
4.1 碎磨负荷匹配优化控制技术
碎磨是矿物加工过程的首道工序, 也是能耗最高的作业工序, 通常破碎、磨矿系统的功耗和钢耗约占金属矿山选矿厂能耗的50%~70%。“多碎少磨、细碎入磨”是提高磨矿效率降低选矿成本的重要途径。因此碎磨的优化目标就是:在满足浮选矿浆浓细度要求、同时各设备不超出设计能力的前提下, 碎磨生产过程处理单位矿石的能耗最低。
4.1.1 破碎系统自动控制
该选矿厂碎矿系统采用了一台C3054粗碎颚式破碎机, 一台HP500中碎圆锥破碎机, 三台HP4细碎圆锥破碎机。
4.1.2 基于磨机负荷的磨矿优化控制
磨矿部分负荷匹配优化控制技术分两部分进行。第一部分利用磨机震动监测系统提取磨机筒壁振动信号特征, 建立振动信号提取出的特征信息与磨机状态关系的数学模型, 在线检测磨机工作情况, 是磨矿优化控制的关键工具。第二部分是结合旋流器的设备参数以及其最佳工作状态下的给矿压力、给矿浓度等数据条件下, 找到其最佳工作状态下的各种参数, 降低磨矿作业的循环负荷。
4.2 浮选过程优化控制技术
4.2.1 浮选泡沫成像技术
浮选过程优化控制主要基于泡沫图像控制。BFIPS型浮选泡沫分析仪是一种代替人工视觉的智能化机器视觉在线分析系统, 趋势拟合的很好。该技术在浮选优化控制中主要起到以下作用:1) 准确检验金精矿浮选泡沫特征参数;2) 通过对泡沫大小、速度和颜色等信息的检验及泡沫成像, 便于技术人员和操作工对液位 (浮选时间) 、加药量和充气量三个浮选操作条件的优化控制起指导作用;3) 利用品位预报功能预测粗选的精矿品位, 分析其与最终精矿品位的关联度, 弥补浮选生产对矿浆特征缺乏了解的不足。
利用浮选泡沫图像分析信息, 研究入选矿浆浓度/粒度、液位、充气量、加药等操作条件对浮选过程的影响, 结合人工智能, 建立基于泡沫图像分析仪为基础的浮选专家控制系统, 智能化指导浮选操作, 实现浮选智能化控制。浮选专家控制系统框图如图2所示。
4.2.2 浮选智能化控制技术
由于多种干扰源的存在和浮选作业的串联分布, 使得作业之间相互耦合, 相互影响, 因此单作业单回路浮选液位控制往往很难使整个浮选流程稳定。浮选槽的干扰源主要来自入口流量、循环泵的流量、调节阀的开度变化, 而这些干扰引起的浮选液位波动, 随着浮选作业的传递而传递, 并有放大的趋势, 因此, 导致后续作业的液位波动逐级增大而使控制效果恶化。
为了防止干扰, 抑制浮选液位波动, 采取了浮选多作业液位协同控制技术, 其具体的原理框图见图3。
浮选多作业液位协同控制技术, 同时管理整个浮选流程, 它能够在干扰影响到浮选液位之前, 采取有效的补偿措施, 以抑制扰动。因此, 这种技术可以有效地防止干扰, 抑制液位波动。这种控制技术, 由于采用的是控制算法的改进, 在现有的控制系统中, 不需要增加任何新的设备, 就能够实施。因此, 该技术在老的选矿厂和新建的选矿厂中都易于实施。稳定的矿浆液位控制, 可以保证稳定的泡沫层厚度, 从而使精矿品位稳定。因为泡沫层厚度不稳定, 将使精矿品位降低。可见, 稳定的液位将直接提高浮选的经济效益。
通过基于泡沫图像分析仪的专家控制系统的建立, 实现了智能化操作之后, 在确认准确可靠的前提下, 实施了基于泡沫图像分析仪的控制, 其控制原理图见图4所示。
5 现场视频监控系统
现场视频监控系统实现了生产过程安全监控保障功能, 提高自动化程度, 减轻工人劳动强度, 使一线操作人员由手工操作为主变为巡视为主。
6 使用效果
自动化控制技术的应用, 在提高了选矿厂的生产效率、产品质量的同时, 减轻了工人的劳动强度, 使一线操作人员由手工操作为主变为巡视为主, 为企业带来了可观的经济效益。
7 结束语
黄金选矿自动控制技术及系统成功的应用, 有利于提高我国黄金资源的综合回收和选矿厂的技术水平, 有益于我国环境友好型、资源节约型社会的建设。
摘要：随着矿产资源条件恶化, 矿石品位越来越低, 扩大处理量增加效益势在必行。而生产任务的日益加剧及人工成本越来越高, 保持和提高回收率, 降低能耗, 减轻工人劳动强度成为选厂重中之重的工作目标。实现设备大型化、生产自动化、控制智能化就成为首要选择。
关键词：选矿,自动化,PLC,优化控制
参考文献
[1]唐绍义.浅谈选矿自动化的应用[J].2009.