礦用浮選機及控制系統設計研究

吳成兵

（重慶市能源投資集團科技有限責任公司，重慶 400060）

目前，隨著我國科技的發展和采煤機械化程度的日益提高，很多選煤廠原煤煤泥的含量也越來越多，這就會降低礦石資源的回收利用，同時也會降低煤礦企業的經濟收入。如何解決這一現實性問題是擺在諸多煤礦企業和從事采煤工作人員面前的重要任務。筆者從事采煤工作多年，經分析認為，采用礦業浮選機及它的自動化系統作為煤泥分選的主要選礦設備工藝之一，在實際提高煤泥分選率方面能有所緩解，也因此深受很多的礦業企業所接受。

1 礦用浮選機作用與特點

據統計，目前礦用浮選機主要適用于有色黑色金屬、非金屬的選別，和不同礦石的分離。一般來說浮選機是由電動機三角代傳動帶動葉輪旋轉，產生離心作用形成負壓，同時吸入充足的空氣與礦漿混合，并將細化泡沫使礦物粘合泡沫之上，浮到礦漿面再形成礦化泡沫。調節閘板高度，控制液面，使有用的泡沫被刮板刮出。它的外觀如圖1所示。

一般的浮選機要有以下幾個特點：第一要有良好的充氣作用。這一點是可以說明浮選機自身質量好壞的一個標志。目的是要向礦漿中吸入或壓入足量的空氣并產生大量大小適中的氣泡。第二要有程序模擬和遠距離控制的能力。第三要能形成比較平穩的泡沫區。一般來說，礦化泡沫層既能滯留目的礦物，又能讓夾雜的脈石從泡沫中脫落，以利于二次富集作用。再有就是它能連續工作，便于調節。

2 礦用浮選機保養和維護

圖1

表1

說起礦用浮選機保養和維護，這也是實際操作中一項很重要的工作。在啟動前要做檢查，要與上下工序聯系后方可啟動，啟動順序采取按上閘門開關，按下啟動按鈕，啟動時不要用手等觸摸旋轉部分。當浮選機工作時，油蓋要密封，這樣做的目的是為了避免臟物及無用之物混入油內，并要及時進行定期檢查，同時還要根據具體情況確定易損件的使用日期和儲備量，在倉庫內經常儲備全套易損件，以便及時更換易損零件，以縮短停機時間。表1是礦用浮選機常見故障現象，故障原因及處理方法一覽表。

3 礦用浮選機工作原理

現在在礦用浮選機浮選的過程中，是根據礦物可浮性的差異來分選礦物的。可以這樣說在實際應用中浮選藥劑的應用很重要，之所以這樣說是因為它可以讓浮選機要浮的礦物附著于氣泡。另外經過筆者的分析總結得出，礦物的浮選與礦物的密度沒有一點關系，而是與水圓盤給料機的親和力有很大關系。因此我們可以說，浮選是一種以礦物被水潤濕性不同為基礎的選礦方法。

具體說到它的浮選工作原理是，礦用浮選機在實際工作時，等到藥劑和礦粉充分混合后，它就會主動地送入第一室槽底，這個時候浮選機的電動機就會啟動，從而帶動三角帶、葉輪不斷運動，旋轉產生一定的負壓，這樣就會使空氣和礦漿、藥物均勻混合產生大量的可利用泡沫，把礦粉進一步細化，讓礦粉附著在泡沫上，最后出現礦漿。礦漿再次進入第二室的槽底，重復進行上述步驟，直至最后從尾礦箱排除。

4 礦用浮選機的工藝參數

圖2

說到礦用浮選機的工藝參數，在實際浮選工作中，浮選機的藥用含量要把握好，它的比例和數值范圍要適度。再有就是它的藥劑比。一般來說，浮選藥劑各有各的作用，在實際生產過程中一定要保持藥劑的最佳配置比例，這樣才能起到浮選的最佳效果。最后就是浮選的礦漿濃度，浮選中礦漿濃度不得超過規定值，多了少了都會導致浮選效率下降或浪費浮選藥劑，起不到作用。

5 浮選機的設計原則

浮選機的設計原則一定要滿足目前我們所使用的中小型浮選機設計原則的基礎上另外再具有的特殊設計原則，那就是高效，節能等首要特點。其次要保證葉輪能在較低壓頭條件下產生礦漿流量，同時定子應有利于葉輪產生的旋轉礦流變成徑向礦流，形成細微的空氣泡，穩定液面，再有就是要保障浮選機的浮選槽內能沖入足量的空氣，能夠促使空氣在礦漿中充分地分散成大小適中的氣泡，保證槽內有足夠的氣-液分選界面，增加礦粒與氣泡碰撞，接觸和粘附的機會。筆者要提醒的是，不要因大型浮選機橫截面積擴大而使空氣分散度減小，要盡量提高空氣分散度。

另外就是浮選機的自動控制系統方面的設計。一般來說我們的大型浮選機的自動化配套裝置主要是用于對浮選槽液位的自動調節、充氣量的自動控制和甘油的自動添加等功能。筆者認為，現在的大型浮選機的控制系統使用高可靠性、高性價比的小型PLC控制系統，并且帶有通訊功能，配套觸摸屏顯示器，安裝在現場的控制柜內，可對大型浮選機的電氣控制回路所有元器件進行故障顯示，所有儀器儀表的檢測值和各種設備的工作狀態都有顯示，但同時需要注意的是生產操作人員可通過觸摸屏來控制大型浮選機的操作。同時控制柜上設計有緊急啟動、停止按鈕，以備在自動運行發生故障的情況下使用。現場控制器可以與控制室PLC通訊，以實現集中監控的目的。這是在實際應用中比較多的。

結語

通過上文的綜合闡述，筆者分析認為浮選機的浮選控制系統自動化的實現，再加上材料和化學物質的分離和精度要求越來越高的背景下，浮選自動化控制逐漸顯示出特性優于其他礦物加工技術和加工方法，它不僅能有效地強化在浮選階段的控制，而且還可以節約礦選成本，提高現代技術的浮選效率，總的來說是選礦設備中應用前景最好的工藝，更加值得推廣，應該成為應用最廣泛和最有前途的選礦設備。

[1]李會新.PLC在礦用浮選泵的應用[J].煤炭技術，2012（02）.

[2]程宏志.我國選煤技術現狀與發展趨勢[J].選煤技術，2012（02）.