碎礦、濃細(xì)度在線檢測、磁吸智能加球、銅品位檢測等
智能選礦設(shè)備的研發(fā)
陳國剛 黃祥輝 毛道枝
（福建南平建陽精控智能科技有限公司 福建 南平 354200 ）
摘要 本文主要就選礦過程如何建立智能在線檢測進(jìn)行梳理，確定檢測工序點，對各個檢測點用什么設(shè)備來檢測，檢測設(shè)備的工作原理和結(jié)構(gòu)，工作流程進(jìn)行詳細(xì)論述，通過對碎礦的篩分檢測和礦漿的濃細(xì)度檢測、智能加球機(jī)的應(yīng)用、礦品位檢測可以實現(xiàn)對球磨機(jī)工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，準(zhǔn)確控制，保證了工藝參數(shù)控制的穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞 在線，碎礦粒度檢測；礦漿濃細(xì)度檢測；磁吸智能加球機(jī)；銅礦品位檢測，硫精礦檢測
Abstract This paper mainly combs to establish intelligent online detection in the mineral processing process,determines the detection process points,whatequipmentis used to detecteach detection point ,the working principle and structure of the detection equipment ,and the work flow are discussed in detail.the adjustment and accurate control of the process parameters of the ball mill can be realized through the screening test of the ore crushing and the concentration and fineness test of the pulp,the application of the intelligent ball feeder and the ore grade test to ensure the stability of the process paramenter control .
Keymoord online,crushing and screening detection;pulpfineness detection;Intelligent ball adding machine;Copper grade detection ,sulfur concentrate detection.
一、概述
1、選礦的基本過程
選礦是根據(jù)礦石中不同礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細(xì)以后，進(jìn)入球磨機(jī)研磨后采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等方法，將有用礦物與脈石礦物分開，并使各種共生（伴生）的有用礦物盡可能相互分離，除去或降低有害雜質(zhì)，以獲得冶煉或其他工業(yè)所需原料的過程。
2、現(xiàn)狀
現(xiàn)階段許多選礦廠設(shè)備陳舊，智能化改造滯后，對碎礦石沒有實時在線篩分檢測分析跟蹤，沒有有效掌握碎礦的粒度比例對球磨磨礦臺效的影響，球磨鋼球用人工一次性加球，造成球磨機(jī)功率不均，鋼球自磨且消耗高，磨礦濃細(xì)度不均衡，濃細(xì)度也沒有實現(xiàn)在線檢測，無法實時掌握球磨的結(jié)果，直接影響浮選指標(biāo)，且回收率也不高。
二、選礦工藝流程：
原礦--破碎--篩分--球磨--分級--浮選--濃縮--過濾
三、解決方案--在關(guān)鍵工序設(shè)置智能在線檢測點和增加智能加球機(jī)
根據(jù)一切從源頭開始的原則，遵循工藝流程從碎礦進(jìn)入球磨機(jī)之前設(shè)一個在線檢測點并增加一臺智能加球機(jī)。在球磨機(jī)旋流器下管道設(shè)一個檢測點。在濃縮后設(shè)一個檢測點。
四、1，碎礦粒度檢測儀
1，用途：該設(shè)備主要用于碎礦的篩分粒度檢測，安裝于選礦廠球磨機(jī)前端碎礦入口，對碎礦粒度百分含量進(jìn)行檢測，其作用在于為磨礦參數(shù)的調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。
2，結(jié)構(gòu)：由外框架、橫掃描取樣機(jī)械手、碎礦樣輸送帶、篩網(wǎng)轉(zhuǎn)移機(jī)械手、接樣稱重工位、篩分工位、稱重工位、清理工位、整機(jī)運(yùn)行自動控制柜等九大部分組成(如圖一）。
3，外形尺寸：長4900mmX寬1600mmX高3000mm
4，工作流程：
1）.把需要目數(shù)的篩網(wǎng)堆疊放在接樣稱重工位上，啟動設(shè)備，橫掃取樣機(jī)械手由氣缸驅(qū)動取樣罐至送礦皮帶滾筒的前方碎礦石入口處，進(jìn)行斷面掃取碎礦石。
2）.掃取完碎礦石，橫掃取機(jī)械手氣缸回縮移動至碎礦樣輸送帶上方，取樣罐底板開關(guān)氣缸動作，取樣罐底板打開，碎礦樣釋放到輸送帶上。
3）.輸送帶輸送碎礦樣至層疊堆放的篩網(wǎng)上，進(jìn)行接樣稱重并記錄數(shù)據(jù)。
4）.篩網(wǎng)轉(zhuǎn)移機(jī)械手轉(zhuǎn)移接樣稱重工位上的篩網(wǎng)至篩分工位，進(jìn)行自動篩分。
5）.由篩網(wǎng)轉(zhuǎn)移機(jī)械手，一層一層的轉(zhuǎn)移篩分完畢的篩網(wǎng)至稱重工位，稱出每層篩網(wǎng)的篩上物重量，并自動計算出粒級。
6）.由篩網(wǎng)機(jī)械手轉(zhuǎn)移稱重完的篩網(wǎng)至篩網(wǎng)清理工位進(jìn)行自動清理，篩網(wǎng)清理完畢，由篩網(wǎng)機(jī)械手轉(zhuǎn)移篩網(wǎng)至接樣稱重工位，等待下一周期的檢測工作。
圖一 碎礦粒度檢測儀
礦石自動取樣制樣機(jī)
1， 用途：該設(shè)備主要用于礦石的自動取樣制樣，安裝于選礦廠球磨機(jī)前端碎礦入口，為礦石的品位化驗提供一套自動取樣制樣裝備。
礦樣的破碎、研磨、裝袋一體化。其作用在于為實驗室提供精確的來樣信息及來樣制作成粉狀樣品，節(jié)約人員及實驗室制樣時間。
2，結(jié)構(gòu)：主要由外框架、來料破碎、研磨過篩、噴碼裝袋、電器柜等五大部分組成。
外形尺寸：長5500mmX寬2050mmX高2350mm
3， 工作流程：
取樣機(jī)構(gòu)自動取樣—進(jìn)入樣盒—一次鄂破—二次高壓輥—混樣—縮分—包裝—打碼
五、磁吸式智能加球機(jī)
1. 用途：該加球機(jī)主要用于球磨機(jī)加鋼球，實現(xiàn)自動，均勻，連續(xù)，可以計重，可以根據(jù)球磨機(jī)的礦漿濃細(xì)度變化調(diào)整加球量，實現(xiàn)智能化，對改善球磨機(jī)功率均衡性、礦漿的濃細(xì)度一致性以及提升回收率有很大幫助，還可以減少鋼球自磨，節(jié)約鋼球消耗。
2. 結(jié)構(gòu)（如圖二）：
圖二 智能加球機(jī)
結(jié)構(gòu)主要由加球倉、振動器、球倉傳感器、電磁吸球移動小車、軌道、球稱重傳感器、主控電器柜、數(shù)字顯示屏、工作設(shè)定顯示屏、攝像頭等組成，還可以通過手機(jī)APP實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及控制。
3. 外形尺寸：5000*2500*2500mm(不包括巡檢平臺）
4. 工作流程（如圖三）：
吊裝鋼球--設(shè)定加球量和時間--開機(jī)--監(jiān)控加球量--檢查累計數(shù)
圖三 智能加球機(jī)工作流程圖
六、礦漿濃細(xì)度檢測儀
1. 用途：該設(shè)備主要用于礦漿的濃細(xì)度檢測，特點是做一個樣品可以同時出兩個數(shù)據(jù)即一分為二，對球磨機(jī)加球及給礦量提供數(shù)據(jù)。
2. 結(jié)構(gòu)：取樣器（如圖四），漿樣稱重裝置，預(yù)加熱裝置，烘干裝置，篩分裝置，篩分后稱重裝置，篩網(wǎng)清理裝置，篩網(wǎng)等待裝置，超聲波清洗裝置，漿樣移動機(jī)械手，篩分機(jī)械手，控制柜，噴水清洗裝置（如圖五）。
圖四 取樣器
圖五 濃細(xì)度檢測儀
3. 外形尺寸：4300*1800*1800mm
4. 工作流程：
以500克待測礦漿檢測礦漿濃度及100目、200目細(xì)度為例。
a,機(jī)械手抓取兩個取漿盆到取漿稱重工位取漿，到一定克數(shù)（如250g）礦漿時閥門自動關(guān)閉，機(jī)械手轉(zhuǎn)移兩個取漿盆到預(yù)熱工位預(yù)熱和烘干工位烘干，再移至稱重工位（如80g，82g)，分別得出濃度是32%和32.8%。
b, 機(jī)械手把稱重后的礦粉進(jìn)行打散完畢,轉(zhuǎn)移取漿盆到篩分工位，將兩份礦粉分別倒入100目和200目篩網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行篩分，然后機(jī)械手把100目篩網(wǎng)和200目篩網(wǎng)轉(zhuǎn)移至稱重工位稱重，稱出篩上物重量（如20g，45g)自動求出100目的過篩率75 %,200目的過篩率43.75 %,篩網(wǎng)清理完畢通過機(jī)械手返回篩分工位。還可設(shè)置一段時間用超聲波自動清洗篩網(wǎng)。這樣一份漿三個數(shù)據(jù)的檢測時間只需15-20分鐘。
七、銅品位檢測儀
1，用途：該設(shè)備主要用于檢測銅精礦的品位。
2，結(jié)構(gòu)（如圖六）：加元素溶解搖晃機(jī)構(gòu)，燒杯加熱機(jī)構(gòu)，滴定機(jī)構(gòu)，燒杯輸送機(jī)構(gòu)，元素顏色視覺識別機(jī)構(gòu)，自動清洗裝置，元素液標(biāo)液儲存區(qū)，
圖六 銅品位檢測儀結(jié)構(gòu)圖
銅品位檢測儀外形圖
3，外形尺寸：5000*1200*2300mm （如圖七）
4，工作流程（如圖八）：圖八 銅品位檢測儀工作流程圖
圖八 銅品位檢測儀工作流程圖
八、硫精礦檢測儀
1. 用途：該設(shè)備主要用于硫精礦的硫含量檢測
2，結(jié)構(gòu)（如圖九）：加熱爐及控制器，自動送瓷舟，鉤瓷舟，真空泵，定量泵，吸收液，氫氧化鈉液，蒸餾水，視覺攝像頭,控制柜。
圖九 硫精礦結(jié)構(gòu)圖
圖十 硫精礦檢測儀外形圖
3，外形尺寸：2000*1000*1600mm（如圖十）
4，工作流程（如圖十一）：
圖十一 硫精礦檢測儀工作流圖
九、結(jié)束語
上述智能設(shè)備應(yīng)用于江銅某銅礦選礦廠磨浮工段使用，配合我們公司生產(chǎn)的智能磁吸式加球機(jī)的使用，在穩(wěn)定球磨機(jī)功率、改善磨礦效果、降低鋼球單耗、提升球磨機(jī)臺效及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)方面都有顯著的效果，每年增加效益300萬元以上，同時減少現(xiàn)場作業(yè)人員，為礦山智能化數(shù)字化提供有效的數(shù)據(jù)采集和保障。
下一步工作計劃：
（1）持續(xù)跟蹤上述在線檢測機(jī)的使用狀況，從功率、臺效、磨礦細(xì)度、技術(shù)指標(biāo)等方面積累生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
（2）計劃大面積推廣上述在線檢測儀和智能加球機(jī)在其他選礦廠球磨機(jī)的配套運(yùn)用，并配合做好前期安裝的準(zhǔn)備工作。
（3）在現(xiàn)有在線檢測的基礎(chǔ)上，結(jié)合球磨機(jī)功率、磨礦細(xì)度、給料碎礦粒度等因素，適時調(diào)整球磨加球周期及鋼球配比，朝選礦智能化、精細(xì)化方向發(fā)展。
（4）歡迎行業(yè)專家和工程師以及管理人員提出寶貴意見（毛道枝13859477235 ），以便不斷完善。
參考文獻(xiàn) ：
（1） 劉旭，郝成，基于機(jī)器視覺的球磨機(jī)智能加球機(jī)研制（J）工業(yè)控制計算機(jī)，2018，31（1）：108-109，112.
（2） 陳輝，智能加球機(jī)的研制與應(yīng)用（J).黃金，2015，36（5）：43-46.
（3） .劉滔滔,汪貴華,張錦濤,張?zhí)煊?楊栩.管道叁維檢測儀的激光光斑位敏探測技術(shù)[J].激光與紅外.2019
作者簡介：陳國剛，籍貫江西上饒，畢業(yè)于江西理工大學(xué)，原系江西銅業(yè)選礦工程師，主要研究方向為選礦加工，發(fā)明了多種選礦過程檢測設(shè)備。現(xiàn)在為南平建陽精控智能科技有限公司副總經(jīng)理，總工程師，公司地址在福建省南平市建陽區(qū)人民路269號悅城中心。