鐵礦選礦過程中采用變頻器節(jié)能探析

羅 禮，龍曉慶，沈健健

（新疆寶地礦業(yè)股份有限公司，新疆 吐魯番 838204）

在現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下，我國(guó)各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)水平有很大提升。自然資源作為社會(huì)生產(chǎn)重要原料，其與我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的聯(lián)系，在工程生產(chǎn)、化工生產(chǎn)等行業(yè)占據(jù)著重要地位，尤其是對(duì)于鐵礦石資源的消耗總量較大，但是受到多種因素的影響，當(dāng)前我國(guó)部分鐵礦在生產(chǎn)過程中，會(huì)消耗大量的能源和資源，且對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞。

1 鐵礦選礦中應(yīng)用的主要技術(shù)分析

為了提升鐵礦選礦作業(yè)的綠色化水平，通過節(jié)能技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，其中變頻器節(jié)能技術(shù)在該方面取得了一定的成果，其對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。為了保證我國(guó)鐵礦相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展，近些年來我國(guó)鐵礦選礦技術(shù)水平有很大提升，多項(xiàng)科學(xué)的生產(chǎn)技術(shù)逐漸取得應(yīng)用。根據(jù)我國(guó)鐵礦選礦作業(yè)的多年發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，當(dāng)前鐵礦選礦作業(yè)中應(yīng)用多種生產(chǎn)技術(shù)，主要包含如下幾項(xiàng)。

1.1 反浮選技術(shù)分析

反浮選礦技術(shù)逐漸被應(yīng)用，并且在鐵礦選礦作業(yè)中取得良好的效果，其是我國(guó)鐵礦礦物提取工藝中綜合效益較好的一種選礦技術(shù)。反浮選技術(shù)的主要作用是將開采的鐵礦礦石通過反浮選技術(shù)使其純度提高。在我國(guó)鐵礦生產(chǎn)發(fā)展早期，受到技術(shù)水平的限制，難以將開采的鐵礦石進(jìn)一步提純，因此，鐵礦石的綜合純度較低，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，而隨著反浮選技術(shù)的不斷發(fā)展，在很大程度上解決了鐵礦石純度較低、提純困難的問題，同時(shí)能夠提高鐵礦選礦作業(yè)效率，其是促進(jìn)鐵礦領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

作業(yè)人員在應(yīng)用該技術(shù)的時(shí)候，溫度是該技術(shù)的主要影響因素，因此，需要嚴(yán)格控制作業(yè)溫度，因此提高處理的純度，使其滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，是提高礦物資源利用率的重要技術(shù)。該技術(shù)不僅能夠提高鐵礦石純度，還能對(duì)礦石起到保護(hù)作用，通過磁力和機(jī)械力能夠改變鐵礦石的材質(zhì)，綜合利用效果較為優(yōu)秀。因此，反浮選技術(shù)在鐵礦選礦作業(yè)中的應(yīng)用范圍不斷拓寬，在很大程度上促進(jìn)我國(guó)鐵礦生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量提升[1]。

1.2 磨礦工藝分析

在進(jìn)行鐵礦選礦作業(yè)的過程中，鐵礦石磨礦工藝是一個(gè)重要生產(chǎn)工序，在開采鐵礦石后，因?yàn)樾枰褂么罅看笮蜕a(chǎn)設(shè)備，該設(shè)備對(duì)于生產(chǎn)條件要求較高，因此，生產(chǎn)效率受設(shè)備條件的限制。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵礦生產(chǎn)設(shè)備體積不斷減少，小型生產(chǎn)設(shè)備能夠滿足鐵礦石的二次處理，從而使得鐵礦生產(chǎn)質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，采用小型生產(chǎn)設(shè)備開展磨礦作業(yè)，能夠降低環(huán)境因素對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的影響，其是提高我國(guó)鐵礦生產(chǎn)效率的關(guān)鍵性技術(shù)手段。

1.3 鐵精礦粉干法工藝分析

在開采鐵礦物質(zhì)后，需要對(duì)鐵礦石進(jìn)行三級(jí)磁選處理，作業(yè)人員需要嚴(yán)格把控磁選處理過程中的磁力，以此保證磁選作業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量。在作業(yè)過程中，采用鐵精礦粉干法工藝能夠降低水資源消耗，同時(shí)會(huì)起到良好的環(huán)境保護(hù)效果。由此可見，鐵精礦粉干法工藝能夠降低鐵礦選礦作業(yè)總體消耗，同時(shí)，由于使用的是伴隨生產(chǎn)中產(chǎn)生的礦粉，且礦粉質(zhì)量較大，因此，該技術(shù)降低了環(huán)境污染，其是一種具有綠色性、環(huán)保性、節(jié)能性的鐵礦選礦技術(shù)。

2 鐵礦選礦過程中變頻器節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用分析

鐵礦企業(yè)為了降低能源消耗，開始采用變頻器節(jié)能技術(shù)。變頻器節(jié)能技術(shù)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源的頻率方式控制交流電動(dòng)機(jī)的電力進(jìn)而控制設(shè)備。在鐵礦選礦生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的變頻器，主要由整流模塊、濾波模塊、逆變模塊、制動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊以及微處理模塊等組成，其通過內(nèi)部的IGBT開關(guān)調(diào)整輸出電源的電壓和電流頻率等，根據(jù)鐵礦生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)際需要為其提供需要的電源電壓，從而能夠達(dá)到節(jié)能效果，同時(shí)具有良好的保護(hù)功能，當(dāng)鐵礦選礦生產(chǎn)過程中電機(jī)出現(xiàn)過載、過壓等問題時(shí)，變頻器能夠起到較好的保護(hù)作用[2]。

2.1 變頻器節(jié)能應(yīng)用流程

將變頻器節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在鐵礦選礦作業(yè)中，其基本工藝流程分為礦漿槽、砂泵以及水力旋流器。將選礦磨礦與工業(yè)用水采用水力旋流器推送到礦漿槽中，變頻器在分機(jī)過程中能夠?qū)λ科鸬秸{(diào)節(jié)作用，保證礦漿面在礦漿槽中的流速穩(wěn)定，礦漿流量通過控制砂泵輸出管路中的節(jié)流閥開關(guān)進(jìn)行控制，滿足旋流生產(chǎn)工藝基本要求。在應(yīng)用變頻器節(jié)能技術(shù)的過程中，能夠自動(dòng)對(duì)旋流工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其采用基本傳感器作為分級(jí)溢流粒度傳感器，通常情況下采用礦漿密度計(jì)作為溢流傳感器，能夠很好地解決粒度計(jì)缺乏精準(zhǔn)性和可靠性的問題。在水力旋流器中，分級(jí)情況主要通過上述的參數(shù)進(jìn)行反映，利用水利旋流器的分級(jí)控制能夠提高選礦作業(yè)的生產(chǎn)精度，并且對(duì)水利旋流器中的礦漿流量進(jìn)行精準(zhǔn)控制。在分級(jí)處理過程中，泵驅(qū)動(dòng)設(shè)備利用異步電機(jī)進(jìn)行作業(yè)，其是無效電能損耗的重要來源。一般情況下，鐵礦選礦作業(yè)會(huì)分為10～30個(gè)工段，每個(gè)工段中配備5臺(tái)左右的泵設(shè)備，每個(gè)泵設(shè)備的電機(jī)功率在50～130kW之間，為了有效控制砂泵電機(jī)的電能消耗總量，需要控制砂泵輸出管路中的節(jié)流閥開度，因此，通過變頻應(yīng)用器節(jié)能技術(shù)能夠?qū)ζ淦鸬搅己玫目刂菩Ч瑫r(shí)，利用變頻器能夠?qū)λπ髌髦械V漿流量進(jìn)行控制，主要是通過調(diào)整砂泵葉輪轉(zhuǎn)數(shù)的模式[3]。

2.2 水泵調(diào)速技術(shù)分析

變頻器節(jié)能技術(shù)能夠?qū)λ昧魉龠M(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，該技術(shù)主要采用兩種水泵速度調(diào)節(jié)方法，其一為對(duì)安裝在電機(jī)和水泵之間的液力變扭器進(jìn)行調(diào)節(jié)，其二是對(duì)水泵作業(yè)葉輪機(jī)械連接電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。這兩種水泵速度調(diào)節(jié)方法均有著良好的應(yīng)用效果，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效提高傳遞效率。

通過對(duì)異步電機(jī)電源頻率的調(diào)節(jié)，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速以鐵礦選礦實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)調(diào)節(jié)到最佳轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到降低能源消耗的目的。在調(diào)節(jié)電機(jī)電源頻率期間，電機(jī)角速度會(huì)發(fā)生變化，因此，為了使異步電機(jī)的運(yùn)行效率達(dá)到最佳效果，需要對(duì)電機(jī)的電源、電壓在開環(huán)調(diào)整系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)整，電源、電壓在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中需要對(duì)負(fù)載函數(shù)和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使其達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，異步電機(jī)提供的電壓和頻率能夠采用變頻器節(jié)能技術(shù)進(jìn)行同步調(diào)整，所有通過IGBT絕緣柵雙極晶體管制作而成的電壓型變頻器能夠起到良好的控制效果，在鐵礦選礦作業(yè)中能夠發(fā)揮出良好的控制效果[4]。

2.3 排量調(diào)節(jié)技術(shù)

在鐵礦選礦作業(yè)期間，脫泥機(jī)、濃縮機(jī)的排量調(diào)節(jié)是變頻器節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過對(duì)砂泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，能夠有效降低脫泥機(jī)、濃縮機(jī)的生產(chǎn)電能消耗，排量調(diào)節(jié)技術(shù)相比于傳統(tǒng)的技術(shù)而言，其通過變頻器調(diào)節(jié)技術(shù)起到了良好的控制效果，有效提高了鐵礦選礦作業(yè)效率、生產(chǎn)質(zhì)量以及節(jié)能效果，傳統(tǒng)的排量調(diào)節(jié)主要是通過氣動(dòng)閥和橡膠調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，綜合調(diào)節(jié)控制效率較差。例如，在生產(chǎn)設(shè)備調(diào)節(jié)點(diǎn)中安裝變頻器，將礦機(jī)安裝在磨礦機(jī)的入口處，變頻器異步電機(jī)的變頻傳動(dòng)裝置就能夠?qū)ΦV量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而提高節(jié)能效果。

3 鐵礦選礦節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

鐵礦選礦作為我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，與我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的關(guān)系，近些年來此方面的多種節(jié)能技術(shù)、節(jié)能設(shè)備在鐵礦選礦作業(yè)中不斷取得較好的應(yīng)用效果，發(fā)揮出良好的節(jié)能功能，其是我國(guó)鐵礦選礦節(jié)能化發(fā)展的重要推動(dòng)力。

首先，鐵礦選礦作業(yè)設(shè)備有趨于簡(jiǎn)單化的趨勢(shì)，設(shè)備機(jī)組簡(jiǎn)單化的同時(shí)，鐵礦選礦作業(yè)技術(shù)水平不斷提高，并且技術(shù)更加規(guī)范，提高了鐵礦選礦作作業(yè)的科學(xué)性，使得鐵礦石生產(chǎn)純度得到提高，同時(shí)，保護(hù)了開采的鐵礦石，為后續(xù)的開采工作提供重要支持[5]。其次，鐵礦選礦作業(yè)逐漸向環(huán)保化方向發(fā)展，因?yàn)樵阼F礦選礦作業(yè)期間，不僅消耗大量的能源，同時(shí)因?yàn)殚_采的不合理和過度開采等問題，導(dǎo)致自然環(huán)境遭到破壞，在國(guó)家對(duì)環(huán)保性要求不斷提高的背景下，我國(guó)鐵礦選礦作業(yè)技術(shù)逐漸向環(huán)保化方向發(fā)展，因此，通過科學(xué)的環(huán)保開采技術(shù)，提升鐵礦選礦作業(yè)產(chǎn)生的廢料利用效率的同時(shí)，提高鐵礦選礦作業(yè)環(huán)保效果，從而促進(jìn)我國(guó)鐵礦選礦領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。最后，鐵礦選礦作業(yè)技術(shù)正在向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，在自動(dòng)化技術(shù)以及智能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下，采用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不僅能夠提高生產(chǎn)效率，同時(shí)全面促進(jìn)鐵礦選礦作業(yè)質(zhì)量的提高，且代替人工作業(yè)，機(jī)械設(shè)備完成大部分危險(xiǎn)作業(yè)，提高了生產(chǎn)的安全性。

4 結(jié)語

綜上所述，本文全面闡述鐵礦選礦作業(yè)中的多項(xiàng)具體生產(chǎn)技術(shù)，并提出變頻器節(jié)能技術(shù)在鐵礦選礦生產(chǎn)領(lǐng)域的具體應(yīng)用方法，并且對(duì)鐵礦選礦節(jié)能技術(shù)進(jìn)行全面分析。希望本文的研究能夠?qū)ξ覈?guó)鐵礦生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展起到一定的借鑒和幫助作用，以期不斷提高我國(guó)鐵礦領(lǐng)域生產(chǎn)技術(shù)水平，同時(shí)促進(jìn)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。