浮选机浮选技术文章:浮选过程控制

发篇浮选机技术文章：根据浮选对象特性，靠自动检测仪表和控制装置，完成浮选作业参数的检测、记录、调节和稳定的技术。选矿作业过程控制的内容之一。其控制目标是产出合格精矿，提高有用矿物的回收率和降低生产成本，以获取最大的利润。

浮选机浮选作业是复杂的物理化学过程，浮选效率受入选矿石类型、品位、氧化程度及磨矿粒度等的影响，还与浮选药剂制度和操作条件有关。浮选过程检测参数包括给矿量、给药量、矿浆品位、矿浆充气量、浮选槽及矿浆槽(池)液位等。浮选控制系统根据不同的工艺流程和对象特性，采取相应的控制策略和系统结构，使浮选作业的药剂制度、物料流和操作条件处于最佳状态。浮选过程控制通常包括浮选过程设备顺序控制、给药量前馈控制、矿浆pH值控制、矿浆电位控制、浮选矿浆充气量控制、浮选槽液位控制、浮选过程多参数综合控制及浮选过程最优控制等基本内容。

浮选机浮选过程设备顺序控制：浮选设备一般包括搅拌槽、浮选机和给药设备等，有的流程还包括砂泵、鼓风机、磨矿和分级设备。采用浮选设备顺序控制是为了防止矿流堵塞和外溢，保证流程畅通，监测设备的工作状态并保证生产安全运行。控制系统由检测装置、顺序控制器、执行器和浮选控制对象组成。控制系统功能包括按规定的时序和条件启动设备或停机，监视工艺和设备运行状态，故障报警和故障处理等。控制程序按工艺流程和设备配置情况确定，并装入控制器内。(见选矿设备顺序控制器)

浮选机给药量前馈控制：最常用的给药控制方式。根据给入浮选矿浆的体积流量或干矿量或被浮矿物量，经预设的数学模型计算，确定所需给药量，并由药剂调整装置给入浮选流程的各加药点，使矿浆中被浮矿物与药剂量保持数学模型所确定的关系。系统控制精度取决于数学模型的精度。在矿石性质比较稳定的情况下，采用预确定的数学模型。若矿石性质不稳定，则采用自适应模型，即根据矿石性质的检测参数，自动校正数学模型，以适应矿石性质的变化。

浮选机矿浆pH值控制：矿物可浮性与矿浆的pH值有关，不同的浮选流程要求不同的矿浆pH值，以抑制或上浮某种矿物。pH值控制通常采用定值控制系统，依据实时检测的矿浆pH值(或电导)，自动调节石灰或其他调整剂的添加量，使矿浆pH值保持在工艺要求的设定值上。设定值可以预先设定，也可以由控制装置自动设定。在高酸碱度(如pH>12)矿浆中，有时采用电导定值控制取代pH值控制。

浮选机矿浆电位控制：矿浆电位是表征矿浆中药剂离子浓度、氧化、还原及矿物浮选特性的参数之一。控制目的是以最少量的药剂来获得最佳的浮选效果。电位控制通常采用电位定值控制系统，根据实时检测的电位，自动调整相应的药剂量，使电位稳定在浮选要求的设定值上。设定值由试验确定，或由过程模型自动设定。选用不同材料的电极，能有选择地检测不同类型离子的电位，控制系统可分别调整相应的药剂量，更有效地实现浮选电位控制。

浮选机浮选矿浆充气量控制：给入浮选槽的矿浆充气量是影响浮选效果的重要参数，工艺上要求充气量稳定在一定的范围内。气源压力波动和矿浆阻力变化是充气量的主要干扰因素。矿浆充气量控制通常采用定值控制系统，依据实时检测给入浮选槽的空气流量，通过流量调整装置自动调整空气流量，排除干扰量变化带来的影响，使充气量稳定在预定的设定值上，以满足浮选工艺要求。充气量还影响泡沫面高度、泡沫的排出量及其矿化品位，在充气量允许的波动范围内，改变充气量的设定值，通过充气量定值控制系统的作用，可以得到要求的精矿品位值。

浮选机浮选槽液位控制：浮选槽液位即浮选槽内泡沫上表面高度(槽内矿浆面高度与泡沫层厚度总和)，是影响泡沫排出量及其品位的重要参数。浮选给矿量、给药量、充气量及矿石性质是影响液位的随机干扰量，工艺上要求液位稳定并可调，通常采用液位定值控制系统来解决。控制系统根据检测的浮选槽液位，自动调整浮选槽的矿浆排出量，使液位稳定在预定的设定值上，从而稳定泡沫排出量及其矿化品位值。当矿石性质或药剂制度变化时，液位与排出泡沫品位的关系发生变化，为获得要求的品位值，需要调整液位的设定值，并通过液位定值控制系统来实现。

浮选机浮选过程多参数综合控制：浮选流程因矿石性质而异，通常设有粗选、扫选、精选I及精选Ⅱ等基本阶段和各段的循环负荷，如原矿、扫选精矿及精选I尾矿经粗选、扫选后排出最终尾矿，粗选精矿及精选Ⅱ尾矿经精选I、精选Ⅱ获得产品精矿。控制目标是尽可能排除给矿量和矿石性质变化对浮选过程的干扰，稳定给药量和浮选槽液位，使精矿品位和回收率达到工艺设计的指标。控制系统由六个部分组成，综合整个浮选过程中各参数间的相互影响：(1)给药量按原矿给矿量或被浮选矿物量的比值计算，分别给入粗选、扫选和精选的给药点，克服给矿量变化的干扰。(2)由于矿物需在具有一定的pH值的矿浆中方有较好的分选效果，采用pH定值控制回路，使矿浆的pH值稳定在最佳范围内。(3)各阶段浮选槽液位与相应的尾矿排矿口调整装置等构成液位定值控制回路，根据液位测量值，自动调节排矿量，使液位保持在工艺要求的设定值上，以稳定浮选槽排出的泡沫量及其品位值。(4)产品精矿品位串级控制是根据精选Ⅱ精矿品位检测值，自动改变精选Ⅱ液位定值控制回路的设定值，在液位控制回路的作用下，改变精选Ⅱ液位，从而改变了精选Ⅲ排出的泡沫量和品位值，使浮选产品精矿品位稳定在产品要求的设定值上。(5)尾矿品位串级控制是根据扫选尾矿品位检测值，自动改变粗选或扫选、精选I的液位控制回路的设定值，通过液位控制作用，使最终尾矿品位稳定在要求的设定值上。(6)改变给药量的精矿和尾矿品位控制，是在稳定浮选槽液位的基础上，根据精矿品位和尾矿品位的检测值，自动改变药剂前馈控制回路的比值系数(设定值)，从而改变给药量，使精矿品位和尾矿品位分别稳定在要求的设定值上，稳定浮选的回收率。

浮选机浮选过程最优控制：在矿石性质变化时，按最优控制算法，自动调整相应的参数，达到最好的浮选指标。目标函数一般采用经济判据，以获取最大的利润为控制目标。过程模型多数采用经验模型。例如，在锌矿石浮选过程中，锌精矿品位随硫酸铜药剂量增加而提高，而品位增量则随之减小，即利润具有随硫酸铜用量增加而变化的峰值特性。控制系统根据浮选精矿品位、尾矿品位、经济效果以及其他参数，按预定的经验模型计算，给出获得最大利润的硫酸铜量，作为碳酸铜稳定控制回路的新设定值，通过该回路作用于过程，使精矿品位达到预定值，获得最大的生产利润。在无过程模型的情况下，浮选最优控制采用以过程作为模型的调优算法(EVOP)。例如，在铜矿石浮选最优控制中，利润是精矿铜品位、回收率、价格及成本等变量的函数，根据工艺设计的参数可得到设计利润值及其允许下限值。控制系统以获取尽可能多的利润作为目标函数，周期地进行扫描，在浮选槽液位及充气量稳定控制的基础上，按实时检测的数据计算实时利润，当实时利润高于设计利润时，系统保持此时的参数运行；当实时利润低于设计利润下限时，经系统辨识，确定捕收剂的添加方向和添加量。然后，重复上述操作，使实时利润值达到或超过设计的利润值。