鐵礦選礦過程中采用變頻器節(jié)能探析

朱立剛，郭 川，趙中陽，李雪生

（河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司司家營北區(qū)分公司，河北 唐山 063700）

隨著現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展速度越來越快，節(jié)能已經(jīng)成為了我國任何一個工藝中的重要內(nèi)容，鐵礦選礦也是如此。只有不斷的對工藝流程進行科學合理的優(yōu)化，才能保障鐵礦選礦設(shè)備符合現(xiàn)代化的發(fā)展需求，實現(xiàn)節(jié)能控制和自動化控制。本文闡述了鐵礦選礦中的一些工藝技術(shù)，在任何一個工藝流程中想要達到節(jié)能的目的，主要是采用改變自動控制系統(tǒng)完成的。這就需要對水力旋流器的分級、濃縮、脫泥、第一段選礦磨礦機給礦過程等進行有效的控制。在選礦工作中第二階段和第三階段中，水力旋流器的分級工作是第一步工序，其工作原理就是將本段和上一段中的顆粒合格產(chǎn)品分離出來，一起送往下一階段進行選礦[1-4]。

1 鐵礦選礦技術(shù)

1.1 反浮選工藝

目前反浮選工藝在鐵礦選礦中應(yīng)用的比較廣泛，尤其是含硅質(zhì)的礦產(chǎn)資源中使用反浮選工藝效果比較明顯。我國鐵礦選礦中使用的是陰離子反浮選工藝技術(shù)，有效的將鐵礦中的硅分離出來，鐵礦開采效率得到了一定程度的提升，反浮選工藝技術(shù)在鐵礦選礦中有著十分重要的作用。傳統(tǒng)進行鐵礦開采時，經(jīng)常出現(xiàn)捕收劑誘發(fā)泡沫的現(xiàn)象發(fā)生，造成鐵礦開采效率下降。反浮選工藝技術(shù)中，采取了新型的耐低溫陽離子捕收劑，有效的解決了捕收劑誘發(fā)泡沫的問題，進一步的提高了鐵礦開采效率。在12℃～22℃之間使用反浮選工藝技術(shù)，能夠?qū)㈣F礦采礦指標提高到70%，回收率達到90%以上。我國的鐵礦資源中，磁鐵礦粒度和普通的鐵礦粒度相比比較細，依靠單一的反浮選工藝技術(shù)不能有效的保障鐵礦的開產(chǎn)效率，因此還要結(jié)合磁選法，將兩種工藝技術(shù)有機的進行結(jié)合，才能進一步的提升鐵礦開采的效率和質(zhì)量，降低鐵礦資源中硅的含量。鐵礦選礦中反浮選工藝技術(shù)的流程主要包括濃縮、脫水、磨礦、磁選精品、多次拋尾、反浮再選等，將開采出的鐵礦精品度進一步的提升。

1.2 磨礦技術(shù)

大型的選礦廠在進行鐵礦石的磨礦技術(shù)中采取兩段磨礦流程，而一些中小型的選礦廠采取一段磨礦流程，隨著科技的不斷進步，目前的一些選礦廠已經(jīng)將磨礦技術(shù)提升為三段磨礦，優(yōu)先選擇使用一些小型的磨礦機械設(shè)備，例如礫磨機、最大自磨機等，先進行磨礦處理后，在使用螺旋分級機，實現(xiàn)二次磨礦處理。

1.3 含鐵磁礦生產(chǎn)鐵精礦粉干法

在礦粉中使用該技術(shù)進行三級磁選，磁選的強度在400GS到1250GS范圍之內(nèi)，磁力滾筒在磁選的過程中轉(zhuǎn)速一般在六十轉(zhuǎn)到三百轉(zhuǎn)之間。經(jīng)過使用干磁基礎(chǔ)處理后，三分之一的磁鐵礦礦粉含量增加，利用率得到提升，同時干法技術(shù)中不需要使用水，很大程度的節(jié)約了水資源。磁選過程中的粉塵需要使用干法技術(shù)中配置除塵器進行補集，避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生污染。干法磁選能夠有效的提升鐵精礦粉的成品含量，對鐵礦選礦技術(shù)進行優(yōu)化。

2 鐵礦選礦過程中采用變頻器節(jié)能措施

我們目前對水力旋流器的分級過程進行研究和探討，分級工藝流程的順序分為三部，分別為礦漿槽、砂泵、水力旋流器組。將上一段選礦中的磨礦和工業(yè)用水利用水力旋流器輸送到礦漿槽中，分級過程中主要是對給水量進行調(diào)節(jié)，保障礦漿面在礦漿槽中保持平穩(wěn)，礦漿的流量通過控制砂泵輸出管路中的節(jié)流閥開度，一定要保障旋流工藝參數(shù)需求。自動調(diào)節(jié)旋流工藝參數(shù)，使用的基本傳感器為分級溢流粒度傳感器。一般使用礦漿密度計作為溢流傳感器，能夠解決粒度計缺乏可靠和精度不足的問題。水力旋流器的分級情況主要通過以上參數(shù)反應(yīng)出來，同時水力旋流器的分級控制算法還有很多種，無論是那種算法，都是對水力旋流器中的礦漿流量通過砂泵輸出進行控制。水力旋流器分級過程中，泵驅(qū)動裝置中異步電動機是無效損耗電能的主要來源。通常情況下選礦廠中一般有10～25個工段，每個工段中配置3～5臺泵，每個泵的電動機功率為50～120千瓦。想要有效控制砂泵電動機的耗電量，就要控制砂泵輸出管路上的節(jié)流閥開度，最終控制水力旋流器的礦漿流量，目前控制水力旋流器礦漿流量的方法主要為改變砂泵葉輪轉(zhuǎn)速。

水泵的調(diào)速主要有兩種方法，分別為①對安裝在電動機和水泵之間的液力變扭器進行調(diào)節(jié)；②對水泵工作葉輪機械連接電動機轉(zhuǎn)速進行改變。其中第二種方式有效較高的傳遞效率，有著結(jié)構(gòu)簡單的特點。通過對異步電動機電源頻率進行改變而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。在改變電動機電源頻率的同時電動機的角速度也發(fā)生變化，想要異步電動機的使用性能最佳，電動機的電源電壓在開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)整成頻率線性函數(shù)，電源電壓在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中需要對負載函數(shù)和頻率進行調(diào)整。異步電動機供電電源的電壓和頻率可以通過變頻裝置實現(xiàn)同時調(diào)整。這就是當今由IGBT絕緣柵雙極晶體管制成的電壓型變頻器。有關(guān)晶體管電壓型變頻器逆變器在工藝調(diào)節(jié)系統(tǒng)中運用的特性與主要優(yōu)點。

脫泥機和濃縮機的排料節(jié)能問題和上述的情況比較類似，也可以通過調(diào)整其砂泵轉(zhuǎn)速解決問題。傳統(tǒng)的解決方式就是對排料管中的尾砂流量利用節(jié)流法調(diào)節(jié)，通過對控制氣動閥和橡膠調(diào)節(jié)閥的開度進行控制實現(xiàn)調(diào)節(jié)。通常情況下每個工段分布5到10個調(diào)節(jié)點，每個調(diào)節(jié)點上都有15KW以上的異步電動機。將有帶式給礦機安裝在第一階段磨礦機入口位置，采用異步電動機變頻傳動裝置對進入到第一階段磨礦機的原礦進行給礦量調(diào)節(jié)。給礦機的啟動、停車、調(diào)速在這種情況下得到了簡化，水利旋流器分級過程通過使用變頻器調(diào)節(jié)起到了很好的節(jié)能效果。

3 鐵礦選礦發(fā)展

3.1 設(shè)備簡單化

設(shè)備簡單化、智能化是目前鐵礦選礦技術(shù)的主要發(fā)展方向，傳統(tǒng)的選礦工藝和技術(shù)比較復雜，直接影響鐵礦選礦的開采效率，設(shè)備簡單化、智能化有效的提高了鐵礦選礦的效率，將選礦設(shè)備的作用充分的發(fā)揮出來，為鐵礦選礦過程節(jié)能奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 選礦環(huán)保化

鐵礦選礦技術(shù)和工藝會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生污染，目前我國對于環(huán)境保護問題關(guān)注的越來越多，因此鐵礦選礦技術(shù)和工藝環(huán)?；O(shè)計顯得越來越重要，避免對周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞。鐵礦選礦技術(shù)和工藝環(huán)保的主要措施就是降低鐵礦石中的有害物質(zhì)含量，例如其中的鉀、氟等，實現(xiàn)環(huán)保的要求。

3.3 中外相結(jié)合

我國鐵礦選礦技術(shù)也要不斷的學習國外的先進技術(shù)和引進國外的先進設(shè)備，建立符合我國國情的鐵礦選礦技術(shù)，提高選礦技術(shù)效率。

3.4 技術(shù)自動化

鐵礦選礦技術(shù)未來的發(fā)展趨勢就是自動化，鐵礦選礦技術(shù)和設(shè)備的自動化顯得尤為重要，自動化技術(shù)的優(yōu)勢就是能在惡劣的環(huán)境下代替人工操作，有著一定的安全性，避免安全事故的發(fā)生，鐵礦選礦技術(shù)自動化有著良好的發(fā)展前景，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

4 結(jié)束語

我國鋼鐵行業(yè)在最近的幾年中發(fā)展速度越來越快，其中鐵礦選礦技術(shù)顯得尤為重要，因此我們需要加強鐵礦選礦技術(shù)和工藝，不斷的提高工藝方法和技術(shù)水平，滿足日益增長的鐵礦選礦需求，了解和掌握鐵礦資源的分布，提高鐵礦選礦工作整體水平，促進鐵礦選礦資源的利用率。