礦用浮選機(jī)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

吳成兵

（重慶市能源投資集團(tuán)科技有限責(zé)任公司，重慶 400060）

目前，隨著我國(guó)科技的發(fā)展和采煤機(jī)械化程度的日益提高，很多選煤廠原煤煤泥的含量也越來(lái)越多，這就會(huì)降低礦石資源的回收利用，同時(shí)也會(huì)降低煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入。如何解決這一現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題是擺在諸多煤礦企業(yè)和從事采煤工作人員面前的重要任務(wù)。筆者從事采煤工作多年，經(jīng)分析認(rèn)為，采用礦業(yè)浮選機(jī)及它的自動(dòng)化系統(tǒng)作為煤泥分選的主要選礦設(shè)備工藝之一，在實(shí)際提高煤泥分選率方面能有所緩解，也因此深受很多的礦業(yè)企業(yè)所接受。

1 礦用浮選機(jī)作用與特點(diǎn)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前礦用浮選機(jī)主要適用于有色黑色金屬、非金屬的選別，和不同礦石的分離。一般來(lái)說(shuō)浮選機(jī)是由電動(dòng)機(jī)三角代傳動(dòng)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心作用形成負(fù)壓，同時(shí)吸入充足的空氣與礦漿混合，并將細(xì)化泡沫使礦物粘合泡沫之上，浮到礦漿面再形成礦化泡沫。調(diào)節(jié)閘板高度，控制液面，使有用的泡沫被刮板刮出。它的外觀如圖1所示。

一般的浮選機(jī)要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一要有良好的充氣作用。這一點(diǎn)是可以說(shuō)明浮選機(jī)自身質(zhì)量好壞的一個(gè)標(biāo)志。目的是要向礦漿中吸入或壓入足量的空氣并產(chǎn)生大量大小適中的氣泡。第二要有程序模擬和遠(yuǎn)距離控制的能力。第三要能形成比較平穩(wěn)的泡沫區(qū)。一般來(lái)說(shuō)，礦化泡沫層既能滯留目的礦物，又能讓夾雜的脈石從泡沫中脫落，以利于二次富集作用。再有就是它能連續(xù)工作，便于調(diào)節(jié)。

2 礦用浮選機(jī)保養(yǎng)和維護(hù)

圖1

表1

說(shuō)起礦用浮選機(jī)保養(yǎng)和維護(hù)，這也是實(shí)際操作中一項(xiàng)很重要的工作。在啟動(dòng)前要做檢查，要與上下工序聯(lián)系后方可啟動(dòng)，啟動(dòng)順序采取按上閘門(mén)開(kāi)關(guān)，按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)時(shí)不要用手等觸摸旋轉(zhuǎn)部分。當(dāng)浮選機(jī)工作時(shí)，油蓋要密封，這樣做的目的是為了避免臟物及無(wú)用之物混入油內(nèi)，并要及時(shí)進(jìn)行定期檢查，同時(shí)還要根據(jù)具體情況確定易損件的使用日期和儲(chǔ)備量，在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)經(jīng)常儲(chǔ)備全套易損件，以便及時(shí)更換易損零件，以縮短停機(jī)時(shí)間。表1是礦用浮選機(jī)常見(jiàn)故障現(xiàn)象，故障原因及處理方法一覽表。

3 礦用浮選機(jī)工作原理

現(xiàn)在在礦用浮選機(jī)浮選的過(guò)程中，是根據(jù)礦物可浮性的差異來(lái)分選礦物的?？梢赃@樣說(shuō)在實(shí)際應(yīng)用中浮選藥劑的應(yīng)用很重要，之所以這樣說(shuō)是因?yàn)樗梢宰尭∵x機(jī)要浮的礦物附著于氣泡。另外經(jīng)過(guò)筆者的分析總結(jié)得出，礦物的浮選與礦物的密度沒(méi)有一點(diǎn)關(guān)系，而是與水圓盤(pán)給料機(jī)的親和力有很大關(guān)系。因此我們可以說(shuō)，浮選是一種以礦物被水潤(rùn)濕性不同為基礎(chǔ)的選礦方法。

具體說(shuō)到它的浮選工作原理是，礦用浮選機(jī)在實(shí)際工作時(shí)，等到藥劑和礦粉充分混合后，它就會(huì)主動(dòng)地送入第一室槽底，這個(gè)時(shí)候浮選機(jī)的電動(dòng)機(jī)就會(huì)啟動(dòng)，從而帶動(dòng)三角帶、葉輪不斷運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的負(fù)壓，這樣就會(huì)使空氣和礦漿、藥物均勻混合產(chǎn)生大量的可利用泡沫，把礦粉進(jìn)一步細(xì)化，讓礦粉附著在泡沫上，最后出現(xiàn)礦漿。礦漿再次進(jìn)入第二室的槽底，重復(fù)進(jìn)行上述步驟，直至最后從尾礦箱排除。

4 礦用浮選機(jī)的工藝參數(shù)

圖2

說(shuō)到礦用浮選機(jī)的工藝參數(shù)，在實(shí)際浮選工作中，浮選機(jī)的藥用含量要把握好，它的比例和數(shù)值范圍要適度。再有就是它的藥劑比。一般來(lái)說(shuō)，浮選藥劑各有各的作用，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中一定要保持藥劑的最佳配置比例，這樣才能起到浮選的最佳效果。最后就是浮選的礦漿濃度，浮選中礦漿濃度不得超過(guò)規(guī)定值，多了少了都會(huì)導(dǎo)致浮選效率下降或浪費(fèi)浮選藥劑，起不到作用。

5 浮選機(jī)的設(shè)計(jì)原則

浮選機(jī)的設(shè)計(jì)原則一定要滿(mǎn)足目前我們所使用的中小型浮選機(jī)設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上另外再具有的特殊設(shè)計(jì)原則，那就是高效，節(jié)能等首要特點(diǎn)。其次要保證葉輪能在較低壓頭條件下產(chǎn)生礦漿流量，同時(shí)定子應(yīng)有利于葉輪產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)礦流變成徑向礦流，形成細(xì)微的空氣泡，穩(wěn)定液面，再有就是要保障浮選機(jī)的浮選槽內(nèi)能沖入足量的空氣，能夠促使空氣在礦漿中充分地分散成大小適中的氣泡，保證槽內(nèi)有足夠的氣-液分選界面，增加礦粒與氣泡碰撞，接觸和粘附的機(jī)會(huì)。筆者要提醒的是，不要因大型浮選機(jī)橫截面積擴(kuò)大而使空氣分散度減小，要盡量提高空氣分散度。

另外就是浮選機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)我們的大型浮選機(jī)的自動(dòng)化配套裝置主要是用于對(duì)浮選槽液位的自動(dòng)調(diào)節(jié)、充氣量的自動(dòng)控制和甘油的自動(dòng)添加等功能。筆者認(rèn)為，現(xiàn)在的大型浮選機(jī)的控制系統(tǒng)使用高可靠性、高性?xún)r(jià)比的小型PLC控制系統(tǒng)，并且?guī)в型ㄓ嵐δ?，配套觸摸屏顯示器，安裝在現(xiàn)場(chǎng)的控制柜內(nèi)，可對(duì)大型浮選機(jī)的電氣控制回路所有元器件進(jìn)行故障顯示，所有儀器儀表的檢測(cè)值和各種設(shè)備的工作狀態(tài)都有顯示，但同時(shí)需要注意的是生產(chǎn)操作人員可通過(guò)觸摸屏來(lái)控制大型浮選機(jī)的操作。同時(shí)控制柜上設(shè)計(jì)有緊急啟動(dòng)、停止按鈕，以備在自動(dòng)運(yùn)行發(fā)生故障的情況下使用?，F(xiàn)場(chǎng)控制器可以與控制室PLC通訊，以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的目的。這是在實(shí)際應(yīng)用中比較多的。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的綜合闡述，筆者分析認(rèn)為浮選機(jī)的浮選控制系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，再加上材料和化學(xué)物質(zhì)的分離和精度要求越來(lái)越高的背景下，浮選自動(dòng)化控制逐漸顯示出特性?xún)?yōu)于其他礦物加工技術(shù)和加工方法，它不僅能有效地強(qiáng)化在浮選階段的控制，而且還可以節(jié)約礦選成本，提高現(xiàn)代技術(shù)的浮選效率，總的來(lái)說(shuō)是選礦設(shè)備中應(yīng)用前景最好的工藝，更加值得推廣，應(yīng)該成為應(yīng)用最廣泛和最有前途的選礦設(shè)備。

[1]李會(huì)新.PLC在礦用浮選泵的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2012（02）.

[2]程宏志.我國(guó)選煤技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].選煤技術(shù)，2012（02）.