浮选加药机的发展与应用现状

・６・　四川有色金属　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ　２０１３年９月　文章编号：１００６—４０７９（２０１３）０３—０００６—０４　浮选加药机的发展与应用现状　周力　，徐国栋　，姜亚雄　，黄丽娟　（１．四川晶大矿业科技有限公司，四川成都６１００００；２．云南黄金矿业集团北衙矿业有限公司，云南　大理６７１５００）　摘要：从自动控制方面综述了选矿厂加药机的发展过程及应用现状，阐述了不同加药机的工　作原理与设计结构，介绍了不同的加药机的特点和适用范围，在此基础上，提出今后加药机的　研究方向和发展方向。　关键词：自动加药机；自动控制；选矿厂；药剂　中图分类号：ＴＤ４５６　文献标识码：Ａ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｆｅｅｄｅｒ　ｉｎ　ｌｏｔｆａｔｉｏｎ　ＺＨＯＵ　ＬｉＩ，ＸＵ　Ｇｕｏｄｏｎｇ　，ＪＩＡＮＧ　Ｙａｘｉｏｎｇ２，ＨＵＡＮＧ　Ｌｉｊｕａｎ　《１．Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｊｉｎｇｄａ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００８１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｂｅｉｙａ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＹｕｎｎａｎ　Ｇｏｌｄ　ｉｎｉＭｇ　ｎＧｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔ．ｄ，Ｄａｌ　６７１５００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｆｅｅｄｅｒ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｗａｙ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｅｌａｂｏｒａｔｉｎｇ　ｗｏｒｋ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍａｃｈｉｎｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ　ｓｃｏｐｅ．Ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｆｅｅｄｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｆｅｅｄｅｒ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｉｎｅｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｙ；ｒｅａｇｅｎｔ．　在选矿发展过程中，浮选法一直是最主要的选　网络控制、模糊逻辑控制、自适应控制及专家系统等　先进的控制策略成功的应用于浮选药剂的添加过程。　国内最早研制成功带电脑的自动加药机是北京矿　冶研究总院的ＢＢＨ型和西北矿冶研究院的ＷＧ一１０　型１３１。自动加药机具有技术先进、加药准确可靠、药剂调　矿方法之一。将近９０％的有色金属矿物都是通过浮　选法来处理的口］。浮选法还广泛应用于稀有金属、贵　金属、黑色金属以及非金属等矿物的选别。在浮选过　程中，药剂的种类和用量是浮选过程中关键的环　节，也是直接影响浮选指标的重要因素翻。传统的人　工调节和添加药剂对药剂用量把握不准，最终导致　精矿指标不稳定。随着选矿自动化程度的不断提高，　整方便、操作简单以及控制范围宽广等特点　。以上　特点对提高选矿指标、节约药剂用量、加强企业管　理、减少工人劳动负荷等方面都给企业带来了直接　的经济效益和社会效益。　人工添加药剂已经越来越跟不上选厂自动化的发展　速度。软件和电子技术的发展，促使了选矿厂自动加　药机的诞生。在过去的几十年里，芬兰、澳大利亚、加　１种类　选矿自动加药机是根据某一个变量变化，形成一　拿大、美国等国家的研究人员在药剂自动添加领域　经过不懈的努力，并取得了一定的成就，其中神经元　个信号通过传感器传人控制系统，控制系统分析输　作者简介：周力（１９５７一），男，工程师，长期从事选矿设备研究及管理工作。　第３期　浮选加药机的发展与应用现状　・７・　入的信号然后信号反馈给执行机构并执行加药。选　矿厂加药自动控制的变量主要有：原矿量、泡沫层厚　度、原矿中总金属量、金属回收率、浮选槽末端药剂　剩余离子浓度、电化学和专用控制量法等多种变量。　根据不同的控制变量有不同的加药机种类。　１．１　ＰＬＣ自动加药机　ＰＬＣ自动加药机是以ＰＬＣ０Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂ１ｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）可编程控制器为加药控制核心，以触摸屏　为人机交互界面，以电磁阀为加药执行机构，用计算　机对整个加药系统进行数据处理和操作的一种远程　控制的定量加药设备。系统具体由加药控制柜、可编　程控制器ＰＬＣ、人机对话单元ＨＭＩ（触摸屏）、计算机　工作站、给药电磁阀等组成。其系统结构如下图１所　示。　图１　ＰＬＣ自动加药机系统结构图　Ｆｉｇ１．Ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ＰＬＣ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｆｅｅｄｅｒ　原理：ＰＬＣ型自动加药机是利用孔口流的基本　原理和间断加药方式，在一定周期内把药剂间断地　加入缓冲器内，然后通过管道连续地流到加药点。利　用浮球阀控制压箱中药剂液面的高度，使其保持恒　定，药剂通过安装在恒压箱侧面下部的电动执行阀　给出，因为恒压箱液面高度是恒定的，执行阀打开相　同时间内给出的药剂是相同的，这样用ＰＬＣ控制执行　阀在加药周期内保持相同的给药时间，就可以达到　每次给药量的相同，改变给药时间就可以实现给药量　的调节。　特点：ＰＬＣ自动加药机在选矿厂中实际应用的　特点如下。　（１）每点流量数控。安装时选择一定的执行阀通　电时间，并用量筒在给药箱中液面稳定时测出执行　阀放出的药剂数输人ＰＬＣ，各点数据送完后，ＰＬＣ即　投入运行。以后系统断电或停车，这些数据保存在　ＰＬＣ中不会消除。　（２）５１２艺指令限量。当输入数据超过规定的上限　或下限流量时，则输入的数据无效，同时给出提示，　并仍按原给定值工作。　（３）单点药耗累计。按照浮选作业小计，分类合计　药剂用量，交班时自动算出各药剂的本班用量，并以　要求的报表形式输出。　（４）设置给药箱液位报警。当给药箱内的药剂液　面由于堵管或其他原因造成进入量小于（大于）给出　量而下降（上升）到某一高度时，液位检测器发出报警　信号，同时指示出相关给药箱。　（５）设置断药报警。在药剂添加到给药前安装一　信号监测点，其信号送入ＰＬＣ，ＰＬＣ根据该店预先给　定的最长间断时间判断，当检测出的间断时间超过　给定值时，指示灯亮，同时发出报警信号。　（６）自动放药功能。给药箱内药剂液位下降到设　定液位值或者药液离开高位一定时间，打开放药阀，　当药剂液位上升到设定位置时，关闭放药阀。　１．２　ＢＲＦＳ型自动加药机　ＢＲＦＳ型自动加药是北京矿冶研究总院研制而　成，该加药机的结构图如图２。　原理：ＢＲＦＳ型自动加药系统执行机构为电磁加　图２　ＢＲＦＳ型自动加药机系统结构图　Ｆｉｇ．２　Ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ＢＲＦＳ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｆｅｅｄｅｒ　药阀，安装在液位恒定的加药箱下部侧面的管嘴上，　当电磁阀线圈通电时，加药阀开启，药液沆出，根据　管嘴出流原理，保持药箱内液面高度恒定时，其流量　是恒定的。通过计算机控制电磁加药阀在各加药周　期内保持相同的给药时间内改变问断时间，就可以控　制加药量的大小。对每一个加药点，根据加药量Ｑ　（ｍＬ）的大小，合理地选取每个加药周期Ｔ（ｓ）中加药阀　的导通时间ｔ（Ｓ），并测出在加药箱液面恒定时导通一　・８・　浮选加药机的发展与应用现状　第３期　次的加药量Ｖ（ｍＬ），则加药周期Ｔ由式（１）决定。　Ｔ＝６０Ｖ／Ｑ　（１）　加药周期Ｔ可精确到０．１ｓ。通过键盘将各点的　加药量Ｑ、导通时间ｔ、一次加药量Ｖ的数值输入计　算机，计算出各加药点的加药周期，输出变频定脉宽　的控制信号，经驱动器控制加药阀的通、断电，实施　各点的准确定量加药。实际使用表明，由于输药管有　一定长度，这种间断方式并不会影响药剂添加的连　续性和均匀性。　特点：ＢＲＦＳ自动加药机在选矿厂中实际应用的　特点如下。　ｆ１）主机为工业控制计算机，全中文界面，运行　平台中文Ｗｉｎｄｏｗｓ系统。　ｆ２）驱动器采用固态继电器，实现无触点控制，可　靠性高。　（３）实时显示各点每分钟加药量、累积量及各种　相关参数。　（４）在线修改各点每分钟加药量、导通时间、一次　流量及各种相关参数，并自动记录各点加药量修改　情况，可以查阅或打印。　（５１按不同药剂种类的添加作业累计不同药剂　量，并根据浓度计算纯药剂消耗量，统计各班每日、　每月的药剂消耗。　（６）具有数据保存、查询的功能，供用户查阅并可　打印。　打印用户所需的加药参数，可即时数据打印和　定时班、日、月的报表打印。　（８）执行机构是专门设计的电磁加药阀，具有独　特的结构设计，动作灵敏，运行可靠，防水、防尘，工　作电压低，电流小，功耗小，长期使用不发热。　（９）可连续工作，适应较恶劣的工作环境。　１．３　ＧＹＤＺ数控自动加药机　广州有色金属研究院研制的ＧＹＤＺ数控自动加　药机，在全国各大选矿应用也较广泛。该设备的配置　图如图３。　原理：ＧＹＤＺ自动加药机采用微机控制，每台主　机可同时控制１２８个加药点，每点的给药量范围每　分钟数千毫升到零点几毫升，误差小于５％。该机利　用微机的强大功能，设计出极好的用户界面，全中文　计　算　机　图３　ＧＹＤＺ数控自动加药机配置图　Ｆｉｇ．３　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ＢＲＦＳ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｒｅａｇｅｎｔ　ｆｅｅｄｅｒ　提示，使用简单方便；具有年月日统计和打印功能，　便于总结生产经验，提高作业指标。　特点：（１）￣Ｊｎ药机的各种控制电路均采用高质量　的集成器件设计而成，集成度高，性能可靠。　ｆ２）加药执行机构采用高质量的新型加药专用电　磁阀，具有加药精确、功耗小的特点，保证加药机主　机和电磁阀长期安全运行。　（３）电磁阀具有防腐能力，可用于酸、碱、油性溶　液的添加。　（４）维修方便，采用模块化设计思想，可进行模块　一级的维修。　１４液压式选矿自动加药机　液压式选矿自动加药机也是在ＰＬＣ控制系统　上研制而成的选矿自动加药机，该设备与其他自动　加药机不同之处是低处向高处加药，改变了高位向　低处加药的方式。　原理：液压式选矿加药机以压力水货压缩空气　为动力源，在ＰＬＣ指令下，其中的二个电磁阀产生　正、反交变的脉动水流，正水流药液吸人药罐，反水　流药液挤出药罐，从而将原药液按需求量投加到工　艺流程中，单位时间的脉动数为即时流量，总脉动数　为累计流量。　特点：液压式自动加药机与传统加药机对比具　有的特点如下。　（１）药液高位输送（不需要自流高差，不怕输药管　道弯曲，进空气）。　（２）ｔｌ药机本身具有自吸功能，安装灵活、便捷。　（３）药罐制成后容积固定，罐数计量法准确度高。　（４）流量脉冲器只与水接触，不受药剂影响，不易　出故障。　（下转第１４页）