我國是鋼鐵大國,鋼鐵產量位于世界第一位,每年處理的鐵礦石可以達到六億多噸,而選礦工業也成為了我國傳統的基礎工業,規模龐大,相關的從業人員眾多。但是其中存在的問題也越來越突出,比如效率低、耗能高、自動化的水平較低、勞動的強度大等等,而且隨著礦石性質的變化,這些問題也變得很不穩定。隨著加工礦物工業的發展,一些品位低、礦物成分復雜難選的礦石增多,而需要冶金的一些用戶在質量上對礦產品的要求越來越高,再加上來自經濟上和環境上的壓力,所以就產生了各種新型的選別設備和生產過程中的控制方法,比如磁選重選作業自動控制、浮選自動控制等等,這些選別作業可以使生產過程長期保持在最佳狀態,最大程度的提高產量和礦產的品位,以達到高效率的技術經濟指標,使生產的勞動強度降低,節能降耗,并且提高產品的質量。
一、磁選作業的自動控制
在眾多的選礦作業中,磁選是一種污染小甚至可以達到無污染的選礦工藝,加大力度發展磁選技術,特別是對節能、降耗設備的加強,可以對我國的經濟發展起著重要的作用。近幾年來,我國磁選設備的研制發展迅速,并且取得了較好的研究成果。
(一)磁力脫水槽的作業控制。磁力脫水槽是一種磁力與重力相互結合的設備。它具有選別、濃縮和脫泥的作用,并且已經在鐵礦選礦工藝中廣泛運用。使用磁力脫水槽具有很多優點,比如它的機構簡單,不消耗動力,并且處理礦漿多的優點,在許多的選礦業中,該設備是不可替換的有效設備。在生產時,當各個工序的礦漿產量和礦漿濃度都保持穩定時,那么選別磁力脫水槽的指標就比較好;但是當礦量和濃度頻繁變化時,就表明磁力脫水槽的指標在惡化,并且會給礦廠的選別作業帶來影響。在這種情況下,就需要工作人員對操作進行調整,來滿足對金屬回收率的要求。傳統的人工操作是指工人利用雙桿操作鉤來對礦產的顏色進行探測,并且目測礦產的顏色,通過這種方法來掌握礦層的位置,再憑借自己的專業經驗把排礦的閥門控制在合適的范圍內。但是人工操作如果不能準確并且及時的進行,就會導致精礦品位的波動,而且還會使金屬流失??偠灾?,人對磁力脫水槽的生產指標影響比較大。選礦廠一直都在尋找方法,來實現對脫水槽進行自動的控制。
(二)磁聚機的作業控制。磁聚機是磁團聚重力分選機的簡稱,是一種磁力與重力相互結合的選礦設備。在選礦時使用磁聚機的工藝能夠提高作業的效率,并提高精礦的品位,所以許多選礦廠都使用這種設備。
(三)立環脈動高梯度磁選機作業的自動控制。為了提高選礦的效率,解決技術上的難題,有關研究所把脈動流體與磁力結合了起來,研究出了一種叫做立環脈動高梯度磁選機的設備。其基本原理是利用絲狀的介質,在磁場當中產生強磁力,捕收弱磁性的礦物,因為強磁力對弱磁性的礦物具有捕收的能力。高梯度的強磁力主要是由電控系統和脈動機構來組成的。
(四)磁選柱作業的自動控制。為了解決一些磁產品的磁性與非磁性相互夾雜的情況,如何采用一些先進的手段來獲得高品位的鐵礦,一直都是選礦工作者所追求的目標。為此,一些研究中心研究出了磁選柱的磁選設備,這種磁選設備在電源供電上運用了特殊的方式,并對磁場產生變換機制,來對礦漿進行反復的分散聚合,能充分的把在常規的情況下生產出的產品中夾雜的一些連生體和一些單體脈石分散開。所以使用了磁選柱作業的控制方法,可以使用低品位的礦石,生產出高品位的精礦。
二、浮選作業的自動控制
浮選過程是在選別礦物的過程中,礦漿在藥劑和充氣的作用下,有用的成分被吸附以后,帶到了泡沫層里,經過刮出就變成了精礦,而在經過藥劑的作用下變得下沉的就成為了尾礦。浮選的控制主要有三點目標:降低原材料的消耗、提高一些有用成分的回收率和保持精礦的品位。在浮選的過程中,主要會用到浮選的藥劑量、浮選槽的液位和浮選槽的充氣量等控制變量。
(一)浮選液位置的控制。在使用浮選時,檢測氣泡的厚度和浮選槽的液位是非常重要的,怎樣對充氣量和浮選槽的液位進行控制也一直是人們比較頭疼的地方,能否得到正確的控制效果對浮選指標的優劣起到關鍵性的影響。在近幾年,浮選槽檢測礦漿的液位時使用較多的液位變送器,而超聲波的測量位移也已經被許多國家所應用。
(二)浮選柱作業的控制。浮選柱是指一種礦漿和氣泡相互流動的設備,礦漿的液面位置與泡沫的厚度影響著精礦的產量和品位。如果泡沫層太厚就會使回收率降低,但是太薄就會導致精礦的品位降低。而且礦漿在柱內停放的時間是比較短的,而且礦化的速度還很快。所以保證浮選柱狀況的穩定、浮選的效果是非常重要的,這就需要對自動化的設施實行監控。從浮選效果上來看,浮選柱作業的控制主要包括三個方面:礦漿流量的控制、礦漿位置的控制和對偏流的控制。其中最重要的是礦漿液位的控制。在穩定控制的基礎上,因為分選的過程不同,所以可以隨時的調控變量,使得浮選柱在最好的狀態下工作,盡量的節約能量消耗和藥物消耗,使浮選柱的分選可以達到最佳的效果。在使用浮選柱的過程中,可能會需要加入一些相關的藥劑來輔助。但是由于在浮選過程中藥劑的作用是非常復雜的,不同的條件,藥劑的作用也是不同的。從控制的角度來說,添加藥劑后,出現的現象是相同的,藥劑的添加量與浮選產品的質量有著直接的關系,所以,我們可以使用品位分析器來檢測產品的質量,并且來控制藥品的添加量。
(三)石灰乳的自動添加裝置。選礦廠石灰乳調整劑的自動添加,一直是選礦廠浮選作業的一個主要的難題。主要是因為一些含有雜質的石灰乳會對各個閥門產生磨損,而且還容易對閥門造成堵塞與腐蝕,導致添加量不穩定。因為選礦廠對石灰乳自動添加的需要,相關的研究所研究出了自動控制添加裝置,完美的解決了一直困擾著選礦廠在生產上的難題,并且有效的控制了執行閥,調整了石灰乳的添加量,有效的控制了PH值。
選礦工藝和先進的自動化技術與選礦設備的結合,將會促進我國礦山技術的進步。為了改善傳統的選礦工藝在能源消耗和環保方面的局限性,一些新的選礦設備正在逐漸的取代原來的生產方式。在這些新技術中,都有一個共同的要求,就是要保證較高的自動化程度,以保證達到高的選礦指標。生產過程的自動化是建設礦產業自動化的必要條件,隨著計算機技術的快速發展,礦產行業的信息化應該向多個方面發展。從實際出發,把礦產行業的自動化作為信息化的方向,逐漸使企業內的各個環節相互聯系、相互溝通,加快我國礦產業信息化的建設發展。