控制分級

控制分級是有用礦物與脈石的充分的單體分離，所屬選礦作業過程控制內容之一。

基本介紹

• 中文名：控制分級
• 外文名：Control classification
• 釋義：礦物與脈石分離裝置
• 工作：自動檢測儀表和控制裝置
• 學科：採礦

概念

控制分級的目的是保證有用礦物與脈石的充分的單體分離，在保證粒度合格的前提下，礦物回收率最高，產量最大；能提高設備作業率，降低磨礦單耗，最大限度的降低磨礦成本；改善操作人員的工作環境，減輕勞動強度；促進和加強生產的科學管理。根據入磨礦石性質和工藝要求的不同，常由自磨機、棒磨機、球磨機和礫磨機，相應地組成一段或兩段磨礦工藝流程。採用不同的控制方法和控制系統。制分級過程控制包括磨礦、分級設備和輔助設備順序控制、磨礦機給礦量自動控制、磨礦濃度自動控制、分級機溢流礦漿粒度自動控制、礦漿池液位控制、一段磨礦分級過程兩級控制和兩段磨礦分級過程自動控制。

介紹

控制分級靠自動檢測儀表和控制裝置，完成磨礦、分級作業參數的檢測、記錄、調節和穩定的技術。它是選礦作業過程控制內容之一。

組成

控制分級設備和輔助設備順序控制根據給礦機、皮帶輸送機、砂泵、分級機、磨礦機及潤滑系統的配鍬和流程的順序，由順序控制系統依據預先確定的程式，實現延時逆序起動和順序停車。順序控制系統還依據磨礦機、分級機和輔助設備的驅動電機電流、電壓或功率，以及磨礦機潤滑系統的油溫、油壓和流量等運行參數，實現條件控制。當有關參數接近或超過規定範圍，或者設備出現異常時，保護系統及時發出報警信號，以至停止故障設備及其給料的有關設備，保證生產安全，防止事故發生或減輕事故損失。(見選礦過程設備順序控制器)磨礦機給礦量自動控制由穩定給礦量的定值控制系統和監督設定值或串級控制系統來實現。該自動控制系統由皮帶秤、磨機負荷測定儀、自動控制器、給礦量調整裝置和控制對象等組成。

根據礦石性質和工藝要求確定設定值，控制磨機給礦量，使其穩定在設定值上，以穩定磨機負荷。定值給礦能穩定磨機處理量，但當礦石性質和磨礦條件變化時，它不能及時調整給礦量，保持合理的磨機負荷，從而引起磨礦分級產品粒度變差。磨機過負荷或負荷不足。故採用監督設定值或串級控制系統，依據磨機負荷隨礦石可磨性及磨礦條件的變化，自動改變給礦量設定值，自動控制給礦量，使磨機負荷穩定在合理範圍內，充分發揮磨機的磨礦效率。磨濃度自動控制由於磨機內礦漿粒度粗，濃度大，且磨機不停地運轉，磨礦濃度難以用儀表直接檢測，需採用磨礦濃度前饋控制系統，根據入磨礦量及水分，分級機循環負荷量及含水量和要求的磨礦濃度，按已建立的數學模型運算，發出控制信號，通過流量調整裝置，控制磨機的補加水量，保持磨機內要求的礦漿濃度。

水力旋流器在銅鉛鋅礦控制分級中的套用

研究背景

水力旋流器因其構造簡單、製造費用低、占地面積少、處理礦量大而被國內外選礦廠所廣泛採用。套用工藝階段也從二、三段磨礦迴路向一段磨礦迴路發展。

圖1 原有磨礦分級流程

現有2種類型礦石，其一為銅鉛鋅礦石，其二為銅鐵礦石。銅鐵礦石選礦系統由於磨礦產品細度不穩定，因而銅回收率波動較大。為了使銅回收率穩定在較高水平，決定用水力旋流器對磨礦分級作業進行技術改造。

控制分級工藝的確定

現場一段磨礦分級系統由格子型球磨機和螺旋分級機組成(見圖1)。生產中發現螺旋分級機分級效率較低、溢流產品粒度不穩定，直接影響到浮選作業指標的穩定和提高。因此對原一段磨礦分級系統進行了最佳化改造(見圖2)。

圖2 改造後的磨礦分級流程

研究結論

（1）在原一段磨礦分級系統增設二次控制分級作業可以有效保證進入浮選作業的產品細度，確保銅礦物充分單體解離，為穩定銅精礦產品指標創造條件。

（2）按銅回收率提高1．13個百分點、年處理礦石23萬t計算，每年可增加效益100萬元以上。

採用旋流篩對螺旋分級溢流進行控制分級

要保證鐵精礦品位，就要提高磨礦粒度；而提高磨礦粒度，則要降低球磨機台時處理量。要滿足攀鋼生產的需要，選礦廠必須解決產量與質量相互制約的矛盾。

問題的提出

礦業工程一書從入磨礦石的礦物組成、可磨性以及可選性等方面詳細分析了礦石性質的變化對磨礦處理能力的影響，指出造成選礦廠生產能力逐年降低的最主要原因是礦石性質發生了較大變化。從欽磁鐵礦的嵌布粒度看，在鐵精礦品位為52%-52.5%時，四一O廠工業試驗的礦樣只需磨到0.074mm粒級占25%，而1992年的標準樣需磨到0.074mm粒級占19%。從選礦廠磁選車間流程考查結果可知，螺旋分級機的分級效率僅為30%左右，分級返砂中有60%以上的0.45mm合格粒級，0.074mm粒級含量也達11%一13%以上。分級溢流中+0.45mm粒級產率達7%-9%，0.074mm粒級產率為45%左右，而系統的精礦中+0.45mm粒級產率為10%左右，品位僅40%-45%，0.074mm粒級產率為25%-30%，說明分級溢流中粗粒連生體多，細粒級也多，而中間粒級(0.45-0.074mm粒級)含量少。要降低粗粒連生體含量，就必須提高磨礦粒度，但這又限制了球磨機的台時處理能力。因此，提高磨礦分級效率是解決產量與質量相互制約的關鍵。

技術措施

選礦廠設計為一段閉路磨礦，單一磁選流程。磨礦與磁選同在一個主廠房，要在流程上作大的改動是不可能的，一是受到場地限制，二是要滿足攀鋼高爐生產的需要，不可能大規模停產改造。因此，提高螺旋分級機分級效率的技術措施必須簡單易行。

用直線振動篩代替螺旋分級機，是提高分級效率的方法之一。其特點是分級效率高。從大石河選廠用直線振動篩代替螺旋分級機的使用情況看，分級效率達50%-60%，但直線篩的故障率比螺旋分級機高，操作時不易調整，影響球磨機作業率。因此，這一措施有待進一步論證。

用水力旋流器代替螺旋分級機也是提高分級效率的方法之一，分級效率可達70%-80%。在東北各選礦廠主要作為二段磨礦迴路的分級設備。但選礦廠礦石硬度大，旋流器耐磨問題難以解決；粒級範圍寬，難以達到較高的分級效率。因此，在選礦廠難以實施。旋流篩是煤炭工業中使用的篩分設備。該設備的處理能力大，結構簡單，操作維護方便。為此，選礦廠引進這套設備用於對螺旋分級機的分級溢流進行控制分級。實踐證明，對放粗後的螺旋分級機分級溢流用旋流篩進行控制分級，降低了分級返砂中有用礦物的合格粒級含量，剔除了入選物料中粗粒級連生體，入選物料粒度組成均勻，使密地選礦廠一段磨礦作業較好地實現了“合理磨礦，適時分級”，較大幅度地提高了球磨機生產能力。

存在的問題及改進措施

（1）作業率低

影響該工藝作業率的主要因素是送礦膠泵，試驗期間，因其檢修造成系統停車而損失的作業率達14.4%。其次是振動器，旋流篩立、錐篩篩距改為0.65mm後，篩上礦量增大，篩孔堵塞嚴重，因旋流篩本身未設計振動裝置，將振動器固定在錐篩上，而旋流篩立篩、錐篩整體固定在箱體上，故振動器難以帶動整個旋流篩振動，振動電機易燒壞，在檢修振動器期間，旋流篩系統必須停車，故影響作業率。另外，旋流篩篩網的使壽命仍有限，超過使用周期，精礦質量無法保證，更換篩網也影響旋流篩的作業率。

改進的措施有：將輸送礦漿的鋼管改為碳化矽管，並增加1台備用膠泵，選擇好泵的進、出口管徑。將旋流篩篩架與箱體用彈簧連線固定，使振動器只帶動篩體振動，從而延長振動器的使用壽命。或將振動器安裝在專用箱體內，箱體焊接在錐形篩上，振動器振動擊箱體，箱體振動篩架，從而儘量避免因振動電機燒壞而停旋流篩系統。另外，旋流篩篩網達到使用周期時，應及時更換。

（2）適應性不強

礦山共有4大礦區17個礦帶，各個礦帶礦石嵌布粒度差異很大，而旋流篩篩距是固定的，當原礦品位低，嵌布粒度細時，旋流篩系統無法保證精礦質量。改進方法：①增加1台備用旋流篩，篩網篩距選為0.50-0.55mm，以便在礦物嵌布粒度變細時保證精礦質量，該方案在現場設備配置上是可行的；②將現有旋流篩的錐形篩由固定在篩體上改為單獨活動。在篩網磨損嚴重或礦石性質變差時，更換篩距更小的篩網；③在套用旋流篩對分級溢流進行控制分級的同時，輔以其它相應的措施。例如採用旋流篩工藝與圓筒篩工藝相結合的複合流程，即用1台篩距為0.65mm的旋流篩作控制分級，2台篩孔為0.50-0.55mm的圓筒篩作粗精礦篩分，分別單獨運轉，互補不足，從而達到保質量、保產量及保作業率的目的。

研究結論

（1）選礦廠磨礦分級作業為一段磨礦分級流程，無法同時適應不同性質的礦石。為確保攀鋼高爐生產，採用旋流篩對分級溢流進行控制分級，在基本滿足精礦品位的前提下可較大幅度地提高球磨機處理能力，是選礦廠保質達產的有效措施之一。

（2）採用旋流篩對分級溢流進行控制分級的工藝流程具有使用設備少，占地面積小，現場易配置實施，改造工作量小，一次投資少，新老流程轉換靈活，操作方便，生產經營費用低等特點，在條件具備時可推廣套用。