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2.印尼某地难分离铜铅锌多金属矿选矿技术研究王蓓,孙广周,杨晓峰,单勇,乐智广,WANGBei,SUNGuangzhou,YANGXiaofeng,SHANYong,LEZhiguang
3.陕西某含碳混合锌矿石选矿试验研究霍利平,段珠,刘志泳,HUOLiping,DUANZhu,LIUZhiyong
4.某高砷铜矿选矿试验研究邓禾淼,肖巧斌,DENGHemiao,XIAOQiaobin
5.云南某难选氧化铅锌矿浮选试验研究何晓娟,徐晓萍,付广钦,HEXiaojuan,XUXiaoping,FUGuangqin
6.蒙古Tumurtiin-Ovoo锌矿选矿工艺改善熊勇,XIONGYong
7.某铜锑锌硫化矿选矿试验研究倪章元,肖丽,NIZhangyuan,XIAOLi
8.强碱性条件下的硫浮选试验研究罗科华,赵志强,贺政,魏明安,LUOKehua,ZHAOZhiqiang,HEZheng,WEIMing'an
9.苏州高岭土尾矿选别铅锌再利用的研究翟栋,孙体昌,朴道贤,张忠飞,李青,ZHAIDong,SUNTichang,PIAODaoxian,ZHANGZhongfei,LIQing
10.磨矿方式对黄铜矿表面性质及浮选行为的影响刘书杰,何发钰,宋磊,LIUShujie,HEFayu,SONGLei
11.串级浮选槽液位的前馈控制设计方法王赫,李映根,王焕钢,徐文立,WANGHe,LIYinggen,WANGHuangang,XUWenli
12.现场总线控制系统在选矿自动化中的应用方文,FANGWen
13.有色金属(选矿部分) 新型捕收剂BK410在某萤石矿中的应用凌石生,肖婉琴,肖巧斌,尚衍波,LINGShisheng,XIAOWanqin,XIAOQiaobin,SHANGYanbo
14.新型阳离子捕收剂在磷酸盐矿反浮选中的应用及机理研究寇珏,陶东平,孙体昌,许广洋,KOUJue,TAODongping,SUNTichang,XUGuangyang
1.内蒙古甲生盘含碳高硫铅锌矿浮选分离工艺研究纪军,梅伟,JIJun,MEIWei
2.中凯矿业钨钼铋多金属矿中辉钼矿的浮选试验研究李碧平,LIBiping
3.低品位黏土型钒矿资源综合利用新技术研究陈晓青,杨进忠,毛益林,刘厚明,CHENXiaoqing,YANGJinzhong,MAOYilin,LIUHouming
4.赤峰二道沟矿区铅锌矿浮选工艺探究张文华,常胜,田达理,田春华,ZHANGWenhua,CHANGSheng,TIANDali,TIANChunhua
5.富家坞难选铜钼矿浮选工艺研究谢卫红,XIEWeihong
6.某难选氧化铅矿石选矿试验研究李剑铭,LIJianming
7.当前技术水平的干式分级设备吴建明,WUJianming
8.陶瓷过滤机在高海拔地区的首次应用及成功实践杜玉艳,DUYuyan
9.新型表面活性剂的合成及其浮选应用黄齐茂,马雄伟,黄晶晶,潘志权,罗惠华,HUANGQimao,MAXiongwei,HuangJingjing,PANZhiquan,LUOHuihua
10.内蒙古某大型斑岩铜钼矿混合浮选捕收剂试验研究王越,谷志君,李陇德,苏凯,邵松松,WANGYue,GUZhijun,LILongde,SUKai,SHAOSongsong
11.高效选择性铜捕收剂AP应用研究孙志健,李成必,陈金中,刘万峰,王立刚,SUNZhijian,LIChengbi,CHENJinzhong,LIUWanfeng,WANGLigang
12.新型药剂OS-2在钨浮选中的研究与应用陈玉林,CHENYulin
1.板状富钴结壳浮选优化试验研究刘万峰,吴熙群,李成必,陈金中,王立刚,孙志健,LIUWanfeng,WUXiqun,LIChengbi,CHENJinzhong,WANGLigang,SUNZhijian
2.浮选脱泥选别某难选氧化锌矿试验研究杨敏,周怡玫,汤小军,王宏亮,YANGMin,ZHOUYimei,TANGXiaojun,WANGHongliang
3.提高赛什塘铜矿选矿技术指标的试验研究及实践黄建芬,余江鸿,袁文宝,周涛,王永斌,HUANGJianfen,YUJianghong,YUANWenbao,ZHOUTao,WANGYongbin
4.提高铅锌矿中伴生银回收率的试验研究罗科华,赵志强,贺政,申士富,LUOKehua,ZHAOZhiqiang,HEZheng,SHENShifu
5.提高铅精矿中金回收率的选矿试验研究与生产实践梅向阳,MEIXiangyang
6.高碳微细粒复杂金矿石选矿工艺研究张水旺,黎清林,冯勇,ZHANGShuiwang,LIQinglin,FENGYong
7.黑色岩系钒矿的机械选矿抛尾工艺研究李洁,马晶,LIJIE,MAJING
8.提高石煤钒矿中钒浸出率的研究戴子林,邱显扬,刘旭娃,李桂英,DAIZilin,QIUXianyang,LIUXuwa,LIGuiying
9.双层多级盘式辊压破碎机的研发祁玉龙,饶绮麟,郎平振,QIYulong,RAOQilin,LANGPingzhen
10.冬瓜山铜矿提高半自磨机处理能力的生产实践邓禾淼,DENGHemiao
11.丁基铵黑药体系下铁闪锌矿的浮选行为及其表面吸附机理杨玮,YANGWei
12.难选铅锌硫矿无毒高效选矿药剂试验研究周菁,ZHOUJing
1.柿竹园Ⅰ矿带硫化矿综合回收铜铅锌的工艺研究李碧平,LIBiping
2.某铜钼矿浮选工艺研究李兵容,赵华伦,邱允武,陈海蛟,LIBingrong,ZHAOHualun,QIUYunwu,CHENHaijiao
3.新疆某低品位铜铅锌矿工艺技术改造和生产实践李文辉,牛埃生,高伟,刘斌,何勇,LIWenhui,NIUAisheng,GAOWei,LIUBin,HEYong
4.云南某低品位难选铜钼矿可选性试验研究袁明华,普仓凤,YUANMinghua,PUCangfeng
5.含碳难选低品位铅锌硫化矿铅锌分离试验研究胡敏,HUMin
6.某复杂硫化矿优先浮铜的试验研究程敢,刘炯天,李延锋,王延平,邓小伟,CHENGGan,LIUJiongtian,LIYanfeng,WANGYanping,DENGXiaowei
7.某难选复杂铅锌矿石选矿工艺研究肖巧斌,XIAOQiaobin
8.提高某铜镍混合精矿中墨铜矿浮选回收率的试验研究王毓华,周瑜林,邓海波,黄开国,WANGYuhua,ZHOUYulin,DENGHaibo,HUANGKaiguo
9.从选矿尾矿中回收有价元素的试验研究王兢,WANGJing
10.大山选矿厂浮选柱的推广应用张兴昌,ZHANGXingchang
11.多筒干式强磁选机的研制及应用冉红想,RANHongxiang
12.浮选槽空气分散度的数值模拟卞宁,高扬,宋涛,BIANNing,GAOYang,SONGTao
13.2009年浮选药剂进展有色金属(选矿部分) 朱建光,朱一民,ZHUJianguang,ZhuYimin
1.假象白钨矿和黑钨矿工艺矿物学特征及对选矿的影响梁冬云,张莉莉,LIANGDongyun,ZHANGLili
2.阿舍勒铜矿锌硫分离作业尾矿浮选回收铜及伴生金银试验研究沈卫卫,焦江涛,汪庭成,康仲海,SHENWeiwei,JIAOJiangtao,WANGTingcheng,KANGZhonghai
3.云南某地锌铟多金属硫化矿的综合回收利用研究曾茂青,李玺,王世涛,杨晓峰,ZENGMaoqing,LIXi,WANGShitao,YANGXiaofeng
4.某复杂难选铅锌多金属硫化矿选矿试验研究刘杰,纪军,孙体昌,曹志成,徐承焱
5.某低品位铅锌矿无氰分离工艺研究王勇,朱及天,廖力,WANGYong,ZHUJitian,LIAOLi
6.细粒嵌布钼铁型矿石选矿新工艺研究周少珍,ZHOUShaozhen
7.云南某复杂多金属硫化矿选矿工艺研究洪家薇,,HONGJiawei,ZHOUQiang
8.超声作用对+38μm萤石矿的再粉碎、解离度和成分构成的影响研究史帅星,江宇,曹亮,韩登峰,沈政昌,SHIShuaixing,JIANGYu,CAOLiang,HANDengfeng,SHENZhengchang
9.射流离心机工业试验研究王青芬,张凤生,WANGQingfen,ZHANGFengsheng
10.非磁性矿磁性衬板的研制和应用杨俊平,阎信卫,YANGJunping,YANXinweiHtTp://
11.黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂计算机辅助分子设计邵福国,王福良,SHAOFuguo,WANGFuliang
12.新型捕收剂DLZ对黄铜矿和黄铁矿浮选的作用机理研究李建华,孙小俊,LIJianhua,SUNXiaojun
1.大姚某难选氧化铜矿工艺矿物学特征与浮选试验研究李松春,杨新华,陈福亮,鲍海林,任致伟,LISongchun,YANGXinhua,CHENFuliang,BAOHailin,RENZhiwei
2.云南某铅锌矿选矿工艺试验研究陈经华,赵学中,CHENJinghua,ZHAOXuezhong
3.华南某铜铅锌矿浮选工艺研究叶从新,李碧平,薛峰,罗新民,YECongxin,LIBiping,XUEFeng,LUOXinmin
4.复杂难选铜铅锌银多金属硫化矿选矿工艺研究常宝乾,张世银,李天恩,CHANGBaoqian,ZHANGShiyin,LITian'en
5.新疆某低品位铜镍矿选矿试验研究邢方丽,肖宝清,XINGFangli,XIAOBaoqing
6.内蒙金峰铜业铜转炉渣选矿生产实践王国军,WANGGuojun
7.山东某钛铁矿的磁选试验研究王彦莉,曲鸿鲁,WANGYanli,QUHonglu
8.有色金属(选矿部分) 大型浮选机浮选流体动力学特性探讨及设计原则研究陈东,董干国,张建一,CHENDong,DONGGanguo,ZHANGJianyi
9.柱机联合流程在大山选矿厂精选段的应用研究谢捷敏,XIEJiemin
10.捕收剂复配效应解决羊拉硫化铜矿石选择性浮选的研究杨玉珠,张杰,郭宇,YANGYuzhu,ZHANGJie,GUOYu
11.新型抑制剂BK510在某钼矿中的应用凌石生,LINGShisheng
1.高海拔地区复杂铜铅锌多金属硫化矿浮选试验研究及应用陈代雄,杨建文,李观奇,曾惠明,CHENDaixiong,YANGJianwen,LIGuarug,ZENGHuiming
2.含次生铜的铜钼矿选矿试验研究王立刚,WANGLigang
3.某铅锌多金属矿选矿工艺研究何晓娟,罗传胜,付广钦,HEXiaojuan,LUOChuansheng,FUGuangqin
4.某斑岩型铜钼矿浮选试验研究鲁军,LUJun
5.钨钼铋萤石复杂多金属矿选矿工艺方案研究周菁,ZHOUJing
6.小茅山银铜铅锌矿石的选矿工业应用研究王荣生,浦永林,WANGRongsheng,PUYonglin
7.云南某铅锌矿浮选试验研究李长颖,庄故章,钟旭群,LIChangying,ZHUANGGuzhang,ZHONGXuqun
8.河北某铁锌矿石选矿试验研究刘万峰,董干国,孙志健,LIUWanfeng,DONGGanguo,SUNZhijian
9.氰化尾渣铅锌浮选试验研究有色金属(选矿部分) 叶力佳,YELijia
10.两种浮选柱矿物选别工艺特性分析罗时军,谢捷敏,夏敬源,LUOShijun,XIEMinjie,XIAJingyuan
【关键词】多金属矿;金-铜-钴;选矿工艺;分析
该金属矿矿石中富含丰富的金(Au)、铜(Cu)、钴(Co)、银(Ag)、镍(Ni)等,这类性质的金-铜-钴多金属矿通常都与矿石有密切的共生关系,具有嵌布粒度细和相互包裹程度大等鲜明特点,这些因素都会使金-铜-钴矿物在单体解离上不够充分,使金-铜-钴多金属矿的分选难度加大。但该矿矿床矿石的综合利用价值很高,如果被合理快速开发利用,将会使该地区的社会和经济得到显著发展。为了促进该金-铜-钴多金属矿资源实现合理利用,我们对该金-铜-钴多金属矿矿石的选别工艺进行了大量实验和研究,确定了其选矿工艺。
1.原矿性质
通过对该矿矿石分析,可以得出主要有价金属化学成分中,金占2.46%,铜占0.01%,铋占0.09%,硫为0.54%,镍为0.21%,银为15.19%,钴为0.06%。从分析结果可知,该矿中有价值元素种类较多,但原矿中除了含金量为2.46%,含铜量为0.01%,含钴量为0.06%,含硫量为0.54%外,其它伴生元素含量则都比较低。通过对该矿矿物相的分析可知,组成矿石的矿物多大二十余种。该矿石中的铜主要以黄铜矿(16.2%)、孔雀石(22.3%)及黝铜矿(41.1%)、蓝铜矿(9.9%)等形式存在;钴主要以菱钴矿家加钴方解石(29.82%)、辉砷钴矿(25.11%)及水钴矿(20.18%)、钴铧(10.62%)、方钴矿(8.76%)、辉铜矿(7.2%)等形式存在;镍矿物主要以红砷镍矿(44.36%)、辉砷镍矿(49.39%)、钴镍矿(5.34%)、硅酸镍(0.91%)形式存在。非金属矿物除了包括石英、石榴石、透辉石外,还包括、方解石、白云石、绿泥石等。从工业角度来说,该矿中的银金矿、自然金、自然银及辉银矿等矿物比较具有工业意义,而在金矿物和银矿物中又分别以银金矿和自然金为主。
2.选矿方案分析
通过工艺矿物学研究可以看出,该矿石中金-铜-钴矿物具有十分密切的共生关系,金银矿物的的嵌布粒度在0.001毫米至0.1毫米之间,铜钴镍矿物的嵌布粒度则在0.4毫米至2015毫米之间,可以看出该矿矿物质在嵌布粒度上不仅不均匀且极细,互相包裹镶嵌,导致其各种结构构造的形成,很难在磨矿中实现较高的单体解离度。
金-铜-钴的再分离如果按照部分混合浮选工艺流程进行,将需要对其进行先脱药,导致作业工段的增加,同时这种药剂使用成本不低且分选指标较差。因此可以首先将单一的浮选工艺排除,可以尝试重选试验、直接浸出试验以及预处理―― 浸出试验。
3.选矿工艺探究
3.1重选实验分析
在方案分析中已知,该金属矿不适合单一的浮选工艺。重选实验主要是立足矿物密度,对重选的方法进行采用,使该矿中的有用矿物富集起来,对浮选中的中选流程加以采用。浮选硫化物尾矿再次重选结果中浮选尾矿中金为1.03%,钴为0.055%,镍为0.22%,银为9.69%,铜为0.014%;重选尾矿中金为0.54%,钴为0.054%,镍为0.13%,银为8.49%,铜为0.012%;原矿中金为2.46%,钴为0.069%,镍为0.21,银为15.19%,铜为0.019%。重选实验主要是为了能够对尾矿中的残留重矿物重选回收,以期回收率能够升高,但实验结果证明,该矿石的选矿采用重选法并没有大的效果。
3.2直接浸出实验
直接浸出实验主要取粒度1毫米的碎矿矿样,将其堆浸如不同浓度的氨水中一个月,柱的直径为15厘米,高度为2厘米,试验流程为原矿到碎矿到装柱堆浸再到浸出液,尾渣。0.5mol/L氨水堆浸直接浸出实验结果中铜、钴、镍尾渣品位与浸出率分别为:铜0.012%,23.69%;钴0.042%,25.59%;镍0.131%,29.12%。0.2mol/L氨水堆浸直接浸出实验结果中铜、钴、镍尾渣品位与浸出率分别为:铜0.0143%,20.29%;钴0.046%,22.29%;镍0.143%,25.44%。从实验结果可以得知,对该矿来说直接堆浸法也不是适宜的选矿方法。
3.3预处理――浸出实验
通过化验发现该矿中有大量的碳酸盐存在,如果采用直接浸出的方法将会使大量的试剂被消耗,且浸出率不高,尤其在工业上来说十分不可行。基于这点,我们可以对矿样先进行预处理焙烧,以使矿物中的碳酸盐和硫化物能够除去一些,在此基础上再对其进行氨浸试验。此次实验对氨水的浓度和时间都有要求,氨水在浓度上为0.5mol/L,浸出时间以96个小时为好。预处理――浸出实验的流程为原矿-碎矿-磨矿-焙烧-浸出-浸出液与尾渣,铜、钴、镍尾渣品位、浸出率详细的实验结果分别为:铜0.0011%,90.10%;钴0.0030%,94.54%;镍0.0187%,90.39%。
本次实验数据经分析得出,矿样的浸出率在经过焙烧后铜、钴、镍浸出率分为达90.10%,94.54%和90.39%,高达90%以上的浸出率表明该方法对金-铜-钴多金属具有很好的分选效果。
4.确定选矿工艺流程
从上述的几个实验中,我们可以确定该矿的选矿流程:将原矿破碎磨矿,通过预处理焙烧后,对其进行氨浸,回收其中的铜、钴、镍,将其尾渣通过浮选的方式对其中的金、银进行回收。确定的选矿工艺流程为原矿-碎矿-磨矿-焙烧-浸出-浸出液与浮选,由浮选-金精矿与尾矿,其选矿联合流程指标分别为:金精矿,金回收率:87.58%,银回收率:88.12%;浸出液:铜回收率:90.24%,钴回收率:94.59%,镍回收率:90.04%;尾矿:铜品味:0.0011%,钴品味:0.0029%,镍品味:0.018%。
该金-铜-钴多金属矿矿物成分较复杂,且其中一些金属矿物已经发生氧化,使得分选情况很不轻松。本次选矿工艺主要对重选和堆浸等选矿方法进行探索,实验得知这些方法都不能使矿物较好地回收,很难实现综合回收所有有用矿物的目标。
经过多种工艺流程实验研究之后,最后选择了预处理――化学浸出这一工艺流程。该工艺流程通过焙烧预处理――浸出――浮选的联合推荐流程,使得矿石中各种金属矿物的回收率较之其他方法有了显著提升,促进了各种金属矿物的综合利用率,在金-铜-钴多金属矿矿物的分选回收上达到了很好的效果。
原矿中的铜存在形式主要为黝铜矿,这种矿物质的存在会促使铜精矿中富含锑和砷。但伴随着当前冶金技术的不断发展,通过湿法冶金即可以有效对这种富含锑和砷的铜精矿进行回收。[科]
【参考文献】
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改革开放以来,我国冶金矿山业发展迅速。其间,我国不仅实现了从单纯引进国外技术和装备到主要依靠自主创新的转变,而且实现了关键技术的历史性突破,并且在不少领域已经位于了世界矿冶科技和产业发展的前沿。
目前,我国正处于工业化的快速发展阶段,在今后几十年内,我国对矿产品的需求将呈快速增加的趋势。特别是国家战略性新兴产业以及航空、航天、国防军工、船舶和电子信息领域对黑色及有色金属新产品、新材料的需求量还有很大缺口。
近年来,不少企业已在南亚、大洋洲、非洲以及南美等地投资勘探开发矿山,有的企业在国内也加大了矿山建设的力度。据有关报道,未来5年国内将新建大中型铁矿山33座,增加原矿产能2亿吨。此外,非铁矿山的建设和技改力度也在逐渐加大。
快速工业化对国内外矿产资源的大量需求,以及当前矿业发展的良好形势,将为矿物加工、采选设备以及自动化等专业的科研、设计单位和生产企业提供良好的发展机遇。
我国选矿设备与国外差距在逐渐缩小。选矿厂的工艺技术是主导,而设备则是基础。一种新型选矿设备的诞生,往往带来选矿工艺的变革。选矿设备和自动化技术水平代表了选矿厂的装备水平,直接影响工艺过程的稳定和选矿厂的运转率以及高效、节能运行,从而改变选矿技术指标和综合经济效益。
如今,国内外选矿设备发展迅速,各类新产品层出不穷。
通过科研设计院所及众多生产企业的努力,我国选矿设备与发达国家的差距已大大缩小,许多选矿设备国内大多数企业都能生产,有的甚至成为我国“独有”。尤其是一些大型设备已达国际同类产品的先进水平,较国外同样设备性价比要好很多。
但是就整体而言,我国与国际先进水平差距仍较明显:一是仿制多,自主研发的原创设备少;二是可靠性偏低;三是设备整机性能差距明显。例如,国内骨干选矿厂中细碎用的圆锥破碎机大多是选用美卓或山特维克的设备。
我国是矿业大国,但不是矿业强国。因此,加强选矿设备的研发及产业化,提升选矿厂的装备及自动化水平,积极赶超国际先进水平,是我国实现矿业强国的目标任务之一。
缺乏基础研究,很少采用新的研究设计方法,这是我国与国外先进国家在选矿方面的重要差距之一,也是我国少有原始创新的主要原因。
正因为如此,我国应当加强与选矿设备相关的理论力学、材料力学、岩石力学、机械原理、流体传动、电磁场理论、计算流体力学、各类研究设计软件及计算机仿真与数字化虚拟样机在设备研发与制造过程的应用,要避免盲目抄袭、仿制。
与此同时,我国应努力提高设备整机的可靠性。同类设备,国外的价格要高得多,备件价格也高得多,为什么有些实力的企业还要买国外的产品?根本原因就在于国产设备故障率高、寿命短,可靠性不如国外设备。而设备也有“木桶效应”,一个螺栓、一个轴承坏了,往往会导致整机停车、整个系统停车,甚至全厂停车的情况出现。
除了提高可靠性设计水平之外,加工制造工艺、材料选择、零部件总承优化配套都有讲究。
有的企业为了打价格战,降低成本,材质选择、零部件配套采购不考虑质量问题,结果导致整机的可靠性无保障。这样的制造商和产品怎么能打出品牌?
当然,我们也有好的实例:例如,KYF系列大型浮选机所用的轴承是从瑞典采购的。原因在于,即便是国内的知名产品,在批量采购时,如果遇到一个次品,浮选机也会砸牌子。所以说,全面质量管理关键在于落到实处。
众所周知,企业发明或研制出一台新设备往往要倾注研究者几年、几十年,甚至一生的心血。
但一个需要注意的事实是,一旦新产品问世后,一些别有用心的人可以不费力气地拆解测绘,甚至盗用图纸仿制。截至目前,类似的现象还一直存在,并且不在少数。为此,设备研制单位要有行之有效的措施保护知识产权。目前,已经发现有部分国外企业仿造我国设备或主要零部件的现象,应当引起注意。
我国选矿企业要加强与国外顶级设备研发机构和制造商的合作。
一方面是在开放合作中激发我们的创意,规范我们的工作流程,改造我们的理念;另一方面也使我国的新成果为国外同行所了解、所认可。我们应当通过多方努力,真正做到走出去,在国际上有自己的核心竞争力。
选矿设备是用于选矿厂流程工业中的专用机械设备,在大多数情况下是多类型、多台数组合连续运行的,也是与选矿工艺指标密切相关的。
除了高效和节能这两项常规需求外,还应当研究对选矿工艺流程或选矿方法有变革作用的新设备。同时,选矿设备研发人员要懂得生产工艺,还要与工艺技术人员密切合作,只有这样,才能开发出高水平的新设备。基于上述原因,我国选矿设备研发要与生产工艺紧密结合。
其实,一个需要牢记的事实是:学以致用才能有所收获。我们应该借鉴其他行业的先进设备为研发所用。比如,在新疆,有一台产自国外的自行式西红柿收获机。该设备在行走过程中就将田地里的红色和非红色的西红柿以及秧子完全分离。其实,这实际上就是一台自动拣选机,但是类似水平的设备在矿物加工行业至今仍未出现。因此,研究选矿设备的专业人员应密切关注和引用其他领域的新装备,真正让研究成果服务实践。
选矿厂的生产是流程工业,它具有非线性、多变量、时变性、大滞后、强耦合的特点。由于这些因素共存,与一般的化工和冶炼过程相比,其过程控制就显得更加复杂。
与国际先进水平相比,我国的选矿工艺技术相差不大。有的领域,例如复杂多金属难选有色金属矿石选矿、复杂铁矿石选矿、稀有金属选矿等居国际领先水平。选矿设备的差距也已经大大缩小,但过程控制水平差距仍然较大。“十一五”期间,国家加大了科技投入,国内研究院所、高校和企业在基础自动化研究和工程转化方面进展快,成效显著,包括检测仪表和预先设定值的稳定性控制,在管控一体化方面也有一定的应用,但在优化控制领域进展缓慢。
选矿厂生产过程优化控制,是高端的自动控制,也是世界性的难题。选矿厂生产过程的优化控制,主要包括检测仪表和检测系统、过程模型、控制模型和执行机构的研发及工程化设计。检测仪表的性能和可靠性是关键。对此,国内长期开展了不少研究,近年来进展较快;过程模型和控制模型是整体控制系统的核心。几十年来,国内外几代研究人员开展了选矿数学模型的研究,大都属于过程模型,常常由工艺人员或与控制人员合作完成,这是建立控制模型的基础。
关键字:铁矿山;选矿技术;选矿技术发展方向
中图分类号:TF521文献标识码: A
2007年的调查数据显示,我国铁矿资源储量为613.35亿吨,铁矿累积查明资源储量为684.46亿吨。其中基础储量为223.64亿吨,资源量389.71亿吨。我国现查明的铁矿山多位贫矿,富铁矿石查明资源储量为10.02亿吨,占我国铁矿石储量的比重很小,只有1.6%,且矿石类型复杂,多金属共生矿,氧化矿等等种类很多,成分复杂,矿石品味低,所以几乎开采出来的所有的铁矿石都要经过遴选处理,以提高矿石的原材料品味和可冶炼矿石含量,提高产能和防止资源的不必要浪费,这对我国来说至关重要。特别是进入21世纪以来,随着来自澳大利亚和巴西的优质铁矿石涌入国内市场,对我国的铁矿石行业造成了很大的冲击,在这种形式下,我国的铁矿山要想获得发展,只有加强自身的技术改造,结合自身实际情况,从选矿技术和选矿设备上谋求突破,加强与各大高校,科研机构的合作,加强新技术在实际生产中应用。事实表明,经过这么多年我国科研工作者和选矿工作者的努力,敢于开拓,敢于创新,积极探索,我国的一批科研成果挤入世界先进水平,大大的提高了工业生产力,为我国的现代化建设做出了重大贡献。
一、选矿工艺的发展
我国铁矿石出产主要以赤铁矿和磁铁矿为主,国内选矿技术的方向也主要这两种铁矿石。
1赤铁矿的选矿工艺的发展
我国的赤铁矿的储量很大,主要分布在辽宁、河北、内蒙古、湖北、山西等地,我国的赤铁矿石具有细粒和微细粒嵌布的浸染状结构,主要含赤铁矿和石英矿- 磁铁矿石中赤铁矿和磁铁矿的比例变化很大,按其比例可分为矽卡岩型 (如帮格矿石) 和镜铁矿型 (如卡罗尔矿石)。经过多年的开采,国内易选的磁铁矿储量相对不足,而相关的赤铁矿山经过多年的开采,也进入了深层开采段,采矿成本逐年升高。但近年来,经过我国选矿工作者的不屑努力,我国从选矿工艺到选矿设备、选矿药剂都有了重大突破,达到国际同类的先进水平。
赤铁矿石的选矿。可采用洗矿、重选、浮选、磁选和焙烧磁选法,或用浮选和电选作为精选作业,按不同矿石性质, 组成不同形式的选矿工艺流程。对粗粒或块状矿石混入贫化物料时,多用重悬浮液选矿。有些选矿厂对粒状矿石采用跳汰选矿,对于中细粒矿石用螺旋选矿机进行重选,或用强磁选机进行磁选。现在多采用磁选――重选流程、磁选――浮选流程或重选――磁选――浮选流程。有的选厂先用重选方法回收赤铁矿。再从重选尾矿中用磁选方法回收磁铁矿;也有用浮选法和用电选法进行精选,或在最后一段选别前用细筛处理。磁选――重选流程先用弱磁场筛选出磁铁矿,而后用重选法从磁选尾矿中回收赤铁矿;而磁选――浮选流程则以浮选作为分选赤铁精矿的主要过程,用重选法回收粗粒赤铁矿和磁铁矿,用磁选法回收细粒磁铁矿。对于致密结晶的赤-磁铁石英岩,重选法广泛地用于选别粗粒嵌布矿石,强磁选或浮选用于选别细粒矿石。对于黏土质赤-磁铁矿石,主要用洗矿或干式磁选。对于微细粒嵌布的石英铁质岩用浮选法或焙烧磁选法来处理。美国 选矿厂用选择性絮凝、阳离子反浮选处理细磨到80% - 0.025mm的矿石。鞍山烧结总厂和齐大山选矿厂曾用竖炉。
2磁铁矿选矿工艺的进展
我国铁矿资源丰富,但矿石类型又以磁铁矿为主,它是我国选矿厂最主要的选矿类型。按照成分的不同,选矿方法也不同,成熟的方法主要有:对于沉积变质型矿石,该种矿石成分简单,常采用弱磁选方法。对于大中型磁选厂,当磨矿颗粒大于0.2毫米时,常采用一段磁选;小于0.2毫米时,采用二段研磨磁选。若粗磨阶段就能分出合格尾矿,则采用阶段磨矿磁选。通过磁选法选出来的精矿,为了提高品味,可将磁铁矿精矿用反浮选或者击震细筛等方法处理。
对于含有多金属的磁铁矿石,矿石中呈粒状分布,常常伴生蓼铁、钴黄铁矿或黄铜矿以及磷灰石等。对于这类矿石一般采用弱磁选与浮选联合流程。也就是用弱磁选回收铁,浮选回收硫化物等。综合来看就是阶段研磨、弱磁选-反浮选工艺,全磁选工艺,超细碎-湿式磁选抛尾工艺三种方法。
二、选矿设备的进展
我国的选矿设备,经过自身几十年的努力和从国外引进先进设备。这些年在各个方面都取得了长足进步。
1破碎设备
破碎设备的主要进展表现在研制应用新型外动颚匀摆鄂式破碎机、双腔鄂式破碎机、双腔回转式破碎机、冲击颚式破碎机等破碎设备上,但这些破碎设备与国外同类产品相比还有一定差距。
2研磨设备
研磨设备的主要进展表现在节能减排和研磨衬板两个方面。研磨设备的节能减排主要体现在研磨设备的规格和性能的提升上以及通过合理的优化工艺流程,简化不要的设施和步骤,降低能耗。研磨衬板的则经历了从金属衬板到非金属衬板的过度,在发展到磁性衬板。现行的磁性衬板具有磨机负荷小,噪音底等特点,以成功应用在大中型选矿厂内,对改善工人工作环境和工厂周边环境做出了很大贡献。
3细粒筛选分级设备
目前,我国的细粒筛选分级设备已经达到国际先进水平。MVS高频震网筛在我国各大选矿厂的生产设备中得到推广。生产实践表明,该设备相比于传统的尼龙细筛,效率提高了50%左右。提高了生产效率,节约能耗。而且,还可以提高精铁矿品味。该设备具有能耗低,噪音小,处理能力强,筛面利用率高,筛网使用寿命长等特点,表现出强大的生命力。
4磁选设备
我国磁选设备发展很快,从电磁到永磁,从弱磁到强磁,从干式到湿式等都取得了很大进步,这得益于我国长久以来的技术积累。目前国内研发出的主要磁选设备有:湿式弱磁选设备、强磁选设备、中磁场永磁筒式磁选机、永磁大块矿石干式磁选机等,这些设备的出现,为我国选矿事业的发展做出了重大贡献,并为我国培养出了一大批相关专项人才,为以后的技术进步打下了坚实的基础。
5磁-重选设备
目前磁-重选设备的进步主要体现在复合力选矿技术的进展,开发出了一批优秀的设备,主要有:磁选柱、CSX系列磁场筛选机、底场强度自重介跳汰机、磁团聚重选机等,他们的特点都是采用复合力场。这些设备都在生产实际中得到了大规模应用。
6浮选设备
浮选设备在选矿中应用很广泛。目前国内应用广泛的浮选设备有自吸气机械搅拌式、充气搅拌式和充气式三种,使用较多的包括CF系列浮选机、BF系列浮选机、XT系列浮选机等。比较新型的主要有XTB棒形浮选机、细粒顺流浮选机等。另外,以前应用于煤炭工业的浮选柱在铁矿山浮选设备中得到应用。
7过滤脱水设备
今年,新的过滤脱水设备主要有盘式真空过滤机、陶瓷过滤机、压缩机等,尤其是陶瓷过滤机,它的工作基于毛细微孔的作用原理,采用微孔陶瓷作为过滤介质,利用微孔陶瓷大量狭小具有毛细作用原理设计的固液分离设备。工业生产实践表明,使用陶瓷过滤机,极大的提高过滤脱水的效率。
结束语:
我国作为世界铁矿石生产和消耗大国,对于铁矿石生产工艺和设备必须要给予高度重视,特别是最近今年外来矿石对国内矿石行业造成了很大冲击,我们只有不断的探索,不断的创新,革新自己的生产工艺和技术,为自身发展带来活力,并不断推动国内铁矿石行业的发展。
参考文献 :
[1]肖春泉.永磁磁选技术的新进展[J].金属矿山,1997(6)
萤石矿产同其他矿产一样,一般采用露天和坑下两种开采方式。本文以湖山白坛下选矿厂为例,对萤石矿选矿工艺流程及其技术指标做以探析:该选矿厂为矿山联合配套工程,选矿中是根据实际情况,确定方案的编制原则,充分利用已有设施,减少投资,降低成本;充分结合现行的生产工艺,确保技术可靠,经济合理,生产安全;充分利用资源的原则,提高选矿回收率;严格执行有关法规,因地制宜制定环保措施,做好环境保护工作。
二、选矿工艺流程分析
1.选矿工艺
本选矿厂已建成投产多年,其产品质量符合酸级萤石精粉质量标准要求,选矿回收率达到85%以上。选矿指标方面符合相关要求,现有的工艺流程成熟:破碎为二段闭路破碎流程;磨浮采用一段闭路磨矿、一粗六精二扫浮选流程;精矿脱水采用浓缩过滤两段脱水流程。
2.工艺流程
原矿经二段一闭破碎筛分后,经给矿机——皮带输送入球磨机磨矿。球磨后的矿石排入分级机,分级后粗粒返回球磨机再磨,分级溢流物加纯碱和油酸、水玻璃搅拌进入粗选,分级溢流物经一粗六精二扫(2系列一粗五精二扫)的选别作业后,生产出制酸级萤石粉精矿,经六(五)段精选后的萤石精矿由输送至浓缩机,经浓缩过、真空过滤后包装存放。
3.工艺路线
本选矿厂的工艺流路线是破碎、脱水共用,球磨、浮选两个系列。
3.1破碎筛分:采用二段一闭一开破碎筛分流程。
3.2磨矿:采用一段闭路磨矿流程。
3.3选别:系列采用磨后一粗二扫、六次精选,精选依次返回的浮选工艺流程,扫选精矿依次回流;系列采用磨后一粗二扫、五次精选,精选依次返回的浮选工艺流程,扫选精矿依次回流。
3.4精矿脱水:采用浓缩、过滤两段脱水流程。
4.选别指标
根据入选原矿的品位,依据本选矿厂多年的生产实践,本着可靠、先进的原则,确定工艺技术指标,选别指标计算见“选别指标计算表”。选别指标计算表
5.脱水设备能力校验
5.1脱水工艺流程
选矿厂采用浓缩、过滤两段脱水流程,符合工艺要求。三班工作制,每班八小时。
5.2小时处理量
小时处理量
Q浓——浓缩、过滤小时处理能力,t/h;
Q——年精矿量,33967.6t/a;
ta浓——浓缩全年作业时间,7200h。
5.3现有设备与能力校验
5.3.1现有设备现有NSZ-12型、NSZ-12型浓缩机各1台, GW10型真空过滤机2台。
5.3.2浓缩能力校验
浓缩作业所需浓缩机总面积:
式中:A-需要的浓缩机面积,m2;
Gd-给入浓缩机的固体量,4.72t/h(113.25 t/d);
q-单位处理面积,萤石精矿0.8~1.0t/m2.d
NZS-12浓缩机处理面积为113m2,NZS-9浓缩机处理面积为63.6m2,处理能力能够满足生产要求。
5.3.3过滤机能力校验
GW10型真空过滤机生产能力为3.5t/h,现有设备能够满足生产的要求。
6.选矿辅助设施
6.1破碎辅助设备配置
6.1.1破碎给矿设备:采用600×600槽式给矿机给矿。
6.1.2输送设备:B=500皮带输送机4台。
6.1.3除尘设备:选矿厂除尘设施完善,在粗、细破入矿口、排矿口、筛分入矿口、排矿口等产尘点,设置吸尘罩,现有NO6C型布袋除尘器(含引风机)。
6.2磨矿与浮选辅助设备
6.2.1粉矿给矿:现采用φ600型园盘给矿机给矿,能够满足生产要求。
6.2.2粉矿输送:采用B=500胶带运输机。
6.2.3矿浆搅拌:采用φ1500矿浆搅拌桶。
6.3精矿脱水辅助设备
精矿脱水真空系统,现有PHS-600水喷射真空泵。
精矿计量现有2T地中衡。
成品仓库设有Q=3t的电动单梁起重机。
7.药剂与加药设施
7.1药剂种类与消耗
药剂消耗是本选矿长多年的生产实践确定的,在生产中应根据原矿性质进行调整。
7.2药剂制备
碳酸钠制备布置在浮选间,选用XD-1000搅拌桶;盐酸制备布置在浮选厂房的外部,选用φ1500的耐酸搅拌桶2台,交替轮换使用。
7.3 药剂工作制度、添加方式及设备
7.3.1药剂的工作制度
药剂的工作时间与浮选作业一致。
7.3.2药剂的添加方式
自流添加,采用贝特机械隔膜计量泵添加。
8.技术检查
8.1 技术检查的任务、组成
为了检验生产成果、指导生产,定时或不定时对生产过程的原矿、精矿、尾矿进行计量及物理、化学性质等的分析,对磨矿、分级溢流浓细度,粗选作业的酸碱度及药剂添加量进行检查。
8.2 取样、计量系统的方式和设施
8.2.1原矿计量
外部运入的矿石采用120吨地磅,选矿厂内原矿采用皮带秤自动计量,皮带秤安装在球磨机给料皮带上。
8.2.2精矿计量
在过滤机落矿下部设2t地磅,滤品直接卸料装袋称量。
8.2.3取样
原矿有两种样,一是入选样,二是入磨样。入选样在原矿堆场中获取,入磨样在磨机给料皮带中获取。精矿、尾矿、中间样采用样勺人工取样。
8.3 试(化)验室
8.3.1试(化)验室的任务、范围,化验室主要是承担选厂每天的原矿样、产品样和快速分析样。日常分析元素有CaF2、SiO2、CaCO3等。
8.3.2试验室主要承担原矿性质试验。由于原矿性质变化对选矿影响较大,而原矿来源较多,性质各异,所以生产中应加强对原矿性质的试验。
9.生态环境保护及治理措施
9.1废水治理,本设计采取澄清溢流,回用,实现尾矿水“零排放”。建立定期监测水质制度,根据实测资料采取相应措施,如加氯化铝、氯化钙等,提高水质。
9.2尾砂治理,尾矿进行无害化、资源化处理,已被列为萤石资源综合利用示范基地之一。
9.3粉尘治理,采用洒水降尘和重点部位除尘器除尘等措施后,根据类似选厂粉尘浓度实测资料表明,一般在0.3~1.45mg/m3,再经大气稀释后,对环境没有明显污染。
三、结论分析
1.技术经济结论
本选厂基本利用现有厂房、设备等设施,以现有的人员、管理体系,新增投资少,每年能实现销售收入约6114.17万元、增值税276.62万元,销售税金及附加30.43万元,税前利润1320.15万元,税后利润990.11万元,企业经济效益较好。只要萤石原矿的来源有保证,企业有良好的持续经营能力,能保证企业的健康发展,可为当地的和谐社会建设贡献力量。
2.社会影响效果评价
2.1项目符合国家技术产品发展政策。该项目市场容量和市场潜力之大是保障经济效益的基础,该产品最显著的特点就是它的推广使用与销售符合经济发展趋势。以矿产资源的合理利用和严格有效保护为核心,充分发挥矿产资源的经济效益、社会效益和环境效益,为实现国民经济和社会可持续发展提供坚实的资源基础和可靠的物质保障。
2.2实现尾矿无害化处理,使企业的生产与经营能够持续稳定进行,并做到了无尾砂外排,既解决环境污染问题,减少了耕地的占用面积,实现土地资源可持续利用,促进经济、社会和环境的和谐发展。
选矿自动化技术自二十世纪四十年展以来,经过70多年的发展,已经取得了飞速的进步。在传统选矿技术之中,工人依靠自身经验进行手动选矿,无法对生产过程无法进行准确、及时的控制,从而达不到生产指标的要求。实现选矿生产自动化以后,通过使用一些自动化水平较高的设备,不仅减少了生产成本,而且使产品质量和生产效率得到提高,降低了原材料的损耗,使工人的劳动强度降低。我国近几年不断发展的自动化选矿技术,对选矿过程中的影响因素进行综合性的考虑,随着矿石性质的改变,对各种变量进行及时的控制,提高了选矿的质量。选矿自动化生产主要包含以下几个方面:浮选、磨矿和破碎等,通过使用计算机网络对生产管理和调度进行自动化管理,使生产过程达到最优状态,提高了回收率、精矿品位和产量,最终实现减少消耗和提高质量的目的。
1、破碎过程控制
破碎机是生产过程中的重要设备,具有粒度均匀、耗能少、产量高和破碎比高的特征,经过多年的改进与发展,破碎系统和设备取得了长足的发展。国内外很多厂商都对设备进行了完善和改进,取得了良好的效果,推出了节能、可靠和高效的产品。在破碎设备上配置了自动控制装备和检测仪表,从而达到了提高产量、稳定操作和设备保护的目的。
我国矿山现有破碎机以20世纪60_70年代老设备居多 ,并一直在生产中发挥着重要的作用。若对这些老设备进行自动化改造,实现自动控制,具有良好的现实意义。
2、磨矿过程控制
在选矿工艺中,磨矿作业是一个必不可少的重要工艺环节,其工作状态的好坏对选矿工艺指标、能源消耗以及生产成本的影响至关重要,直接关系到选矿生产的处理能力、磨矿产品的质量,对后续作业的指标乃至整个选矿厂的经济技术指标有很大的影响。为了充分挖掘磨矿分级作业的内在潜力,寻求高效的有效途径,对磨矿分级自动控制的试验研究具有十分重要的意义。磨矿系统有4个主要的技术的指标:球磨机台时处理量、磨矿粒度、磨矿浓度和溢流浓度。影响这些技术指标除了原矿性质以外,还与排矿水量、返砂水量、磨机充填率等因素有关。因此,有必要对磨矿系统实施自动控制,其目的是为了提高磨机效率,稳定分级溢流粒度,为选别作业提供合格的溢流产品。
磨矿作业是一个十分繁琐的过程中,具有很强的耦合性,只依据单输出和单输入的PID很难对回路进行有效的控制,因此,应该使用模糊控制器,保证回路能够协调的工作,最终实现整个系统的自动化操作,针对回路的特征,应该使用不同的策略进行控制,在简单的回路之中,可以使用智能PID进行控制,在复杂的回路之中,使用模糊控制和串级控制等。各智能PID控制回路的给定值由一个模糊控制器根据系统运行情况自动计算。当矿石硬度、粒度、磨机介质、负荷量等发生变化时,球磨机的最佳处理量将发生变化,这时磨矿作业的控制参数必须及时作出相应的调整 。
磨矿过程自动控制系统包括:磨机给矿量自动控制,磨矿浓度自动控制,细碎矿仓料位自动控制,旋流器泵池液位自动控制、给矿浓自动控制度、给矿压力自动控制,实现智能给水、给矿及磨机工况的自动分析、故障判断、历史资料归档、事故报警、故障保护等。按照结构简单、运行可靠、操作方便的原则,对破碎控制系统、自磨一细碎一磨矿控制系统实施控制,并引入国外成熟的优化软件调节整个过程,协调系统稳定地运行。在磨矿闭路环节中引入“实验”模型,实现了功率、旋流器沉砂、原矿性质等多因素的综合分析判断,在磨矿作业中实现了先进的控制理论与矿山现场工业实践的结合。
3、浮选过程控制
3.1加药过程控制
在浮选过程中,加药是一个重要的环节,加药会对选矿指标产生直接的影响,在传统的选矿工作之中,一直使用人工加药的方式,使用人工调节的方式进行控制,在人工操作的过程中,受到技术经验、熟练程度、责任心和经历等因素的制约,无法针对过程的变化情况进行有效的调节,随着选矿企业自动化、连续化和大型化的发展,对加药系统的自动化水平提出了进一步的要求,以往使用的管理方式不能与现在相适应,加强加药系统中的自动化水平已经成为了十分迫切的需求。 我国目前的加药控制系统一般使用流量控制的方式,在管道上配置电磁流量计,通过DCS系统控制管道上的调节阀或加药泵的变频器这两种方式来实现。
3.2浮选槽液位控制
在浮选生产过程中,准确控制浮选槽液位,将浮选槽中矿浆液面保持稳定,对于提高浮选指标具有重要的作用,不但能稳定浮选作业,而且有利于提高有用矿物的回收率和品位等浮选指标。浮选槽液位检测的几种方法:电容式液位计、吹气式液位计、浮子式液位变送器以及超声波传感器。采用超声波传感器方法测量矿浆液位可避免前面3种方法测量的不稳定和不可靠的问题,通过在国内实践(采用特殊设计的浮子及连杆机构),超声波矿浆浮选槽液位计使用良好,免维护,克服了其它方式检测矿浆浮选槽液位计的缺点,解决了以前浮选槽液位计不好用及泡沫层厚度不能检测的难题,给国内选矿厂的浮选槽矿浆液位检测设计提供了一个很好的手段。但由于浮选机使用机械搅拌式装置,搅拌强度较大,故矿浆液位较难精确自动控制。
4、选矿自动化存在的主要问题及发展趋势
4.1选矿自动化存在的主要问题
选矿设计不切合实际,主要表现在设计不合理;仪表选型不合适,不能充分发挥其性能,对生产过程中仪表可能出现的问题没有充分估计。
很多选矿厂在自动化系统投入后,没有进行定期的维护,缺乏科学的、系统的维护体系,没有聘请专业的人员进行,在系统出现问题的时候,无法进行有效的解决,使系统处于瘫痪状态。而且选矿厂在设备投入运行之后,没有必备的备品和备件,在问题出现之后无法进行维修,对整个生产过程产生了严重的影响。
4.2选矿自动化的发展趋势
虽然我国选矿自动化应用等方面还存在着很多问题,但是,随着计算机技术,控制技术和电子技术的飞速发展,我国的选矿自动化技术得到了飞速的发展。现代集成的制造系统使选矿自动化能够将先进的工艺水平、管理技术和控制技术等信息技术结合,对企业的整体进行管理和控制,最终提高企业的运行水平,提高企业的市场竞争水平。
关键词:选矿工艺 单回路控制 组态 PLC
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0004-02
1、概述
在选矿过程中,随着计算机技术的应用、控制理论的发展及检测手段的完善,为了能及时有效地控制生产过程参数的变化,保证产品的质量和产量,提高回收率,因此提高选矿自动化水平已被提上日程[1-2]。
FCS(Fieldbus Control System现场总线控制系统)是用现场总线网络将现场各个控制器和仪表设备互联,构成现场总线控制系统,同时控制功能可降低安装成本和维修费用。FCS是一种开放的、具有互操作性的、分散的分布式控制系统,现在广泛应用于选矿自动化控制系统中,并取得了较好的效果。
2、某选矿厂自动控制系统设计
2.1 选矿厂自动控制系统架构
根据某选矿厂的工艺流程要求,初步拟定该选矿厂的控制系统由5个控制站,与一个中央控制室组成环网。控制层提供了生产工艺数据和设备信息采集、过程数据控制处理与实时控制等功能,主要由PAC站与HMI组成。该选矿厂的自动化控制系统架构见图1所示。
各站内部采用PROFIBUS-DP现场工业总线的方式进行数据通讯;各站与中央控制室之间,采用以太网的方式进行数据传输及存储[3]。5个控制站分别是:(1)粗碎、中碎及干选控制站;(2)高压辊磨机流程控制站;(3)1#系列筛分预选及磨选控制站;(4)2#系列筛分预选及磨选控制站;(5)浓缩、环水及尾矿控制站。
这5个站都采用GE 可编程控制器PACSystems Rx3i,作为站控制器组成站控制系统。每个控制站设计选择使用一台PACSystems Rx3i系列CPU控制器、以及由PACSystems Rx3i系列相应的功能模块等组成一个过程控制I/O站处理系统,负责对相应的生产流程进行生产过程的处理控制。为了连接和维护的方便,5套HMI(内置以太网口)与控制站之间通过工业以太网方式进行连接。
选矿厂控制系统的信息层主要提供了现场生产过程的模拟显示、操作指令下达、报警显示、数据存储、历史记录、报表分析及WEB等功能。信息层主要由操作员分站、操作员总站、工程师站、历史服务器、WEB服务器、WEB客户端、以太网交换机和网络打印机,以及相关的软件等组成。
2.2 选矿厂自动控制系统软件设计
该系统所用的软件主要有:操作系统软件WindowsXP SP2、PLC控制应用软件Machine Edition、组态监控软件iFix、历史数据库软件iHistorian、WEB软件Portal。
信息层的计算机操作系统主要配备Windows XP Service Pack 2。它对个人用户来说:具有可靠的附件安全检查,提供更多的网络安全保护,确保了网页浏览更安全。系统组态采用iFix软件,由于iFix系列软件的C/S架构,系统选用2套iFix增强型的无限点开发版软件作为工程师冗余站。此软件通过专业驱动和下位的PLC连接,实现和PLC的数据的交互。同时,选用6套iClient软件作为此系统的操作员站,用来实现对系统的监控,其中5套是分别对应于各控制站,另外1套是整个系统的总监控[4]。
系统中的数据管理选用GE公司的iHistorian软件来实现历史数据的压缩归档存储。iHistorian数据库通过iFix采集器和下位的iFix软件连接,从iFix软件的数据库中获取数据。同时,它可以通过其它采集器以及接口和别的系统连接。系统中的WEB功能由GE公司的Portal软件来实现,Portal是一个专业的可视化的数据分析报表生成和web的软件。系统中涉及到的三个GE Fanuc软件直接可以实现无缝连接。
同时,iFix软件支持的COM/DCOM、DDE、OPC、ActiveX等接口和技术能实现与其他系统或软件的连接,iHistorian支持的OPC、OLE DB等技术支持与其他数据库的互连,并且iHistorian的SDK完全开放,可以通过后台开发实现与其他诸多系统和软件的连接。
2.3 选矿过程主要控制方法
选矿过程控制主要有前馈控制、反馈控制和以反馈控制为主,辅以前馈控制的综合控制三种。前馈控制是干涉因素未进入过程以前,先检测出其有关参数,利用事先研究的关系式,判明其对生产过程的影响,按要求予以校正。反馈控制是先测出被控变量参数,反馈到控制器与给定值进行比较,然后根据比较结果,调节被控变量直至与给定值接近。但在选矿过程中由于矿量、浓度、粒度、品位等参数复杂多变,很难求出精确的关系式,设计不宜大量采用前馈控制。但由于选矿过程的滞后时间较长,如果只采用反馈控制系统,也难以收到良好效果。因此,设计通常采用以反馈控制为主,并辅以前馈控制的综合控制方式,如磨矿回路中的给矿量、浓度和粒度控制;浮选回路中的给药量、品位和液位控制等[5]。
该选矿厂工艺流程主要包括:碎矿工艺流程控制、高压辊磨流程控制、筛分预选及磨选控制、一段磨矿的工艺控制、二段磨矿的工艺控制、尾矿浓缩及尾矿输送控制。其主要控制方式以单回路闭环控制方式为主,以图2磨矿浓度、泵池液位、分级粒度控制回路为例介绍选矿自动化控制实现。
控制系统通过对浓缩机底流浓度的检测,分析现时的排矿浓度与工艺设定的浓度是否有偏差,如分析结果有偏差,控制系统将会根据偏差决策:进行调整或者不调、进行调大或者调小底流的放矿阀,用以改变浓密机底流的排矿量,从而控制调整浓密机内的积矿量,达到控制底流排矿浓度的目的。
3、系统设计特点
系统采用基于现场总线控制的配电模式(即以Profibus-DP 现场总线的方式连接电控设备),使控制系统通过PLC对软启动器、变频器、电机保护器等智能设备进行检测和控制。从而实现对流程设备进行多变量的监控,提高数据的采集精度和控制精度,并实现完全意义上的远程监控。
使用FCS技术将现场智能设备通过总线的方式连接起来,即是实现了更高意义的配电自动化和过程自动化,其特点如下:
(1)由于控制系统与现场设备是通过总线进行数字化的传输,因而减少了以往模拟信号的转换环节,提高了数据的采集精度和控制精度。采用总线方式,使标准化的智能设备可以方便互连,组态和互换,提高了互操作性和交互性。
(2)利用FCS现场总线控制系统和总线通讯,来控制和检测加有智能功能的流程设备。由此,实现对流程设备进行多参数的状态监控,解决以往自动化系统对设备监控参数少,对设备掌控不够的问题,从而实现自动化系统对流程设备完全意义上的远程监控。
(3)总线方式具有结构性好,FCS可以把智能技术分散现场各点,依靠现场智能设备实现基本控制功能。
(4)通过现场总线可以连接所有智能设备,大大减少了控制电缆的数量和施工调试的费用,也减少了日常维护量,有利于实现该选矿厂的减人增效的目标要求。
4、结语
基于FCS的选矿自动化控制系统设计能实现以下功能:
(1)对选矿厂实行集中操作控制即:通过自动化控制系统对生产流程实现全流程的自动启/停控制;对生产流程及设备运行状态进行实时自动监控,从而保证流程在线运行设备安全。
(2)对生产流程中重要的工艺参数如:矿仓料位、矿浆池液位、蓄水及环水池液位、破碎机、高压辊磨机、球磨机给矿量、各给水环节的给水量等进行实时检测和显示。对磨选生产过程进行自动化调整控制,控制和稳定两段磨矿处理量、旋流器的溢流粒度,为选矿厂进行全过程的工艺控制,提升各项工艺选别指标。在稳定选矿厂各项生产工艺指标的基础上,提高选矿厂的生产处理效率,使选矿厂的生产处理效率提高5%-10%,进入国内类似选矿厂的领先水平。
(3)通过控制系统网络,将选厂生产信息向上级相关部门实时传送和,在提高矿业公司选矿厂生产自动化水平的同时、提高矿业公司现代化企业的管理水平。
(4)对该选矿厂的工业电视监控系统将采用先进的、基于C/S结构的数字视频监控系统。主厂房控制室为中心监控室,配置三套服务器即:CMS中心管理服务器、SMT流媒体服务器、NVR网络视频存储服务器及NCT网络配置工具。实现对选矿厂视频监控系统的配置、管理、网络存储及视频等功能。
通过对该选矿厂生产过程的自动化控制设计,使该选矿厂的自动化装备水平达到国际先进和国内领先水平,生产效率和指标达到国内选矿厂生的先进水平。
参考文献
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关键字:清洁生产环境效益经济效益
【分类号】:TD353.5
栾川龙宇钼业有限公司是永煤集团和栾川县政府于2005年5月共同成立的企业。是集钼“采、选、焙炼、深加工”一体化的大型钼企业。目前该公司具有露天采矿15000t/d和选矿10000t/d的生产能力。在经济形势日益低迷的情况下,能够使企业摆脱困境的有效途径是节能降耗,降低成本,同时从可持续发展的角度,衡量一个企业不仅仅取决于经济效益方面,环境效益也是一项重要的评判标准。在此情况下,龙宇钼业开展了清洁生产工作,通过不断改进生产设计和过程控制,降低生产成本,提高企业的经济效益和生态效益,减少生产过程中污染物的排放,从而降低对人类和环境风险,彻底改变钼矿采选企业长期以来存在的“三高”现状。下面就龙宇钼业开展清洁生产的途径做进一步的探讨。
1 钼采选行业清洁生产意义
清洁生产是促进企业节能降耗、减污增效,增强企业核心竞争力的有效途径,是加快钼选企业循环经济和可持续发展的重要措施,其重要意义是不言而喻的:
1.1 清洁生产是企业可持续发展的有效途径。它不仅降低资源能源的消耗,减少甚至消除废弃物的产生,解决了环境与资源的制约,还使企业走上了可持续发展的道路。
1.2开拓污染防治的新局面。清洁生产从根本上改变了传统的、被动的、滞后的先污染后治理模式,注重在产品生产过程中提高资源、能源有效利用水平,将环境治理的关口前移,从源头减少甚至消除废弃物的产生,使污染物的排放最小化,以降低对区域或整个生态环境的不利影响。
1.3改变传统生产模式。长期以来,我国企业大多为以粗放型为主要特征的发展模式,控制工业污染主要采用“末端治理”为手段,虽对环境的改善起到了一定的作用,但是企业要付出高额的治理费用,这是许多企业都不能长久承受的。然而,清洁生产就是把废物消灭在生产过程中,将环境治理的关口前移,从源头减少甚至消除废弃物的产生,使企业由传统发展模式向集约型模式转变。
2 实施清洁生产的途径
在钼矿采选企业实施清洁生产的目的就是“节能、降耗、减污、增效”。目前,由于国家尚未制定钼矿采选方面的清洁生产标准,通过清洁生产的定义,可知原辅材料及资源能源、生产工艺及设备、产品及加强企业管理是钼矿采选企业实施清洁生产的重要体现。
2.1原辅材料与资源能源。选矿药剂不使用《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)附录A中确定的有毒、易燃和爆炸性物质。采用合乎要求的无毒、无害原辅材料,合理利用投料比例,改进计量输送方法,充分利用资源能源,综合利用或回收利用原辅材料。
矿坑水通过台阶排水沟汇入矿区集水坑,用管道输送至新建的集水池,采用混凝沉淀处理后,打入选矿厂高位水池全部回用,进入选矿工艺循环,不外排;选厂尾矿进入浓密池,上层澄清水打入选厂高位水池,下层尾矿浆进入尾矿库,经沉淀澄清后,正常情况下全部打回高位水池,用于生产,不外排;生活污水经处理后进入厂前回水,进入浓密池,随尾矿水进入生产工艺循环。选矿关于清洁生产技术在《国家重点行业清洁生产技术导向目录(第二批)》中涉及能源降耗的相关技术有:简化破碎工艺,使中间环节减少,从而降低电耗;安装用水计量装置,降低吨矿耗水量;将防尘水及厂前废水经处理后重复利用,提高选矿回水率;选用大型高效除尘系统替代小型分散除尘器,提高除尘效率,减少水耗、电耗。
2.2生产工艺及设备
结合设备定期检修完善工艺、改造设备、优化工艺,改变原有的落后工艺和生产路线,使企业真正做到减污、降耗,提高产品质量。故实现最佳工艺路线,提高自动化控制水平及更新必要的设备是实施清洁生产的重要组成部分。矿山采用露天开采方式,生态环境的破坏性较大,在生产过程中注重绿化及周围生态环境的保护。根据矿山矿体的赋存条件,选用合理的采矿方法及运输方式,提高矿山回采率,降低矿山贫化率。此外,国内成熟采矿设备的使用,坚持合理的JP采、选择合理的爆破参数及有效治理采矿和运输过程产生的粉尘,对工业场地用高效节能照明,降低能耗。同时,选矿采用新型、高效、无毒的选矿药剂,彻底解决钼与其伴生元素的有效分离;用强化粗选、合理再磨、深度精选工艺、粗选和精选采用浮选柱等先进工艺,提高钼精矿品位和钼回收率。碎磨工艺中,“多碎少磨”是节能降耗的重要途径。目前选矿工程采用传统的三段一闭路碎矿加球磨工艺,建议改进采用半自磨+球磨工艺,提高工艺水平,降低能源消耗。
2.3清洁产品
产品使用的原材料和能源最少,均能达到国家标准并保证原辅材料安全性(即无毒、无污染、无危险性)以避免产品使用过程中对环境和人类危害;减少不必要的功能;提高产品使用寿命;废弃后易于回收再利用。
2.4加强企业管理
通过对企业的良好管理不仅可以减少原材料和原辅材料的浪费,降低废弃物的产生或提高对其资源化利用,从而不仅降低了生产成本、提高了产品质量,也大大减少了污染物的排放和对环境的影响。加强企业的管理主要从以下方面:教育操作人员严格按照操作规程并严守其岗位;确保生产能够维持正常、有序、稳定的状态;保证生产过程中能够正常供所需的水、电、气;定期对生产(操作)人员培训、考核。
3 结语
企业中推行清洁生产,是实现工业化持续发展的有效途径,是我国经济与环境协调、健康发展的重要基础。清洁生产的实现不单是某一个工业企业的责任,它需要各行各业共同努力,要统筹协调工业结构整体规划和国民经济的战略部署,转变传统的发展观念、优化现有的生产结构及方式,实现工业企业的成功转变。
参考文献
[1]石晓琛.中国钼矿资源评估与开发可行性研究[J].中国矿业大学学报,2010:1-3.
[2]杜科让.我国钼矿资源开采利用现状及存在的问题分析[J].科技咨询,2011,19:148.