濃密機礦量在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

季玉興

（山東黃金冶煉有限公司，山東 萊州 261441）

濃密機是基于重力沉降作用的固液分離設(shè)備。一般選礦廠應(yīng)用的大型濃密機由于直徑大，池體較深，難以通過普通的方法對其內(nèi)部的礦量盤點檢測。同時由于其體積大，礦物沉降情況不均衡，影響檢測的因素較多，難以給出準(zhǔn)確計算礦量的模型。

濃密機內(nèi)礦物的沉降濃縮過程根據(jù)內(nèi)部料漿運動形式以及濃度分布特性，一般將濃密機內(nèi)部從上至下分為澄清區(qū)、干涉沉降區(qū)、過渡區(qū)以及壓縮區(qū)。濃密機礦量的在線檢測，能在生產(chǎn)工藝出現(xiàn)突發(fā)狀況時，快速判斷濃密機存儲余量，計算出最長處置時間，對于指導(dǎo)生產(chǎn)和金屬平衡盤點有著重要意義。

某生產(chǎn)工藝浮選分三種產(chǎn)品，這三種產(chǎn)品均通過不同濃密機濃密后泵入脫水系統(tǒng)。正常運轉(zhuǎn)時，濃密機上層澄清液自溢流堰流出返回工藝流程，底流通過打礦泵排至脫水系統(tǒng)，在此過程中，濃密機的進(jìn)料、沉降、濃縮、排料是個連續(xù)穩(wěn)定的過程。因此，濃密機的進(jìn)料和出料達(dá)到相對平衡，濃密機液面穩(wěn)定，濃密機內(nèi)部各點壓力也比較穩(wěn)定，使用壓力傳感器測量的壓力數(shù)據(jù)具有較好的代表性。

1 基本參數(shù)

該工藝采用直徑為50m濃密機作為濃縮設(shè)備，側(cè)壁高2.7m，槽底坡度12°；周邊傳動，全自動提耙、落耙（也可手動提耙、落耙）。濃密機工藝指標(biāo)見表1。

表1 濃密機工藝指標(biāo)

2 測量原理

根據(jù)濃密機內(nèi)礦物的分布情況，將濃密機存礦在垂直方向分為三個層面，自上而下分別為懸浮層礦量，耙子刮礦區(qū)礦量和硬底區(qū)域礦量。

（1）懸浮層礦量的計算

根據(jù)阿基米德定律，液面以下某點壓力的計算

式中：ρ為該測量點的介質(zhì)密度；g為常數(shù)；h為測量點的深度。

懸浮層礦量的計算公式為：

式中θ為礦漿比重、δ礦石真比重、ρ水的比重、V體積。

壓力傳感器沿濃密機耙架徑向布置，記為測量點1，測量點2，測量點3，測量點4，如圖（1）。壓力傳感器在不同測量點測出相應(yīng)的壓力，記為P1，P2，P3，P4。根據(jù)公式（1）推導(dǎo)出對應(yīng)的礦漿密度，記為ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。

圖1 壓力傳感器在不同測量點測出相應(yīng)的壓力點示意圖

圖2 1-4#壓力傳感器距離液面的高度示意圖

根據(jù)公式2,即可得出濃密機內(nèi)懸浮層的礦量。

（2）刮礦區(qū)礦量的計算

正常生產(chǎn)時給礦量和排礦量變動很小，各個分區(qū)的位置相應(yīng)地固定在一定的高度上而處于動態(tài)平衡狀態(tài)，各個分區(qū)界面接近靜止不變。該濃密機耙架旋轉(zhuǎn)一周用時24min，則濃密機耙子刮礦區(qū)礦量按24min內(nèi)的該浮選產(chǎn)品排礦量計算。

（3）硬底積礦的計算

耙架刮板長時間在一個位置運轉(zhuǎn)時，刮板與濃密機間隙之間礦物逐漸沉積，形成密實的礦層，該礦層可根據(jù)堆比重計算得出沉積的礦量。

根據(jù)圖（2）硬底積礦截面可以近似成平行四邊形，高度即垂直測量礦到濃密機底的距離，長度即為濃密機直徑。則4#壓力傳感器所對應(yīng)的圓環(huán)區(qū)域礦量：

其余區(qū)域礦量依次進(jìn)行計算。

其中R為濃密機半徑，R1，R2，R3，R4分別為1-4#壓力傳感器距離中心給礦桶的半徑；H1-H4為1-4#壓力傳感器距離液面的高度，σ為硬底礦的堆比重。

3 控制系統(tǒng)功能

濃密機礦量在線檢測系統(tǒng)主要包括壓力傳感器組、控制器、人機交互界面三部分。其中壓力傳感器數(shù)量根據(jù)濃密機實際情況配置。操作人員可通過人機交互界面設(shè)置比重、測量點深度等參數(shù)。控制器采集壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)，按照上述算法進(jìn)行計算、存儲，將獲得的結(jié)果反饋到人機交互界面。

生產(chǎn)穩(wěn)定時刮礦區(qū)礦量基本不變。控制系統(tǒng)能夠根據(jù)提耙或降耙高度自動計算硬底積礦量和懸浮層礦量。

4 測量結(jié)果與驗證

2018年該工藝在濃密機檢修時對礦量進(jìn)行了在線檢測，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示2747.9t。后期通過潛水泵將上層清液排出，余下的礦通過鉤機挖至翻斗車，礦全部過磅稱量，取樣檢測。通過計算，濃密機內(nèi)存干礦2710.3t。兩者比較僅有37.6噸的礦量偏差，偏差率1.39%，說明在線檢測數(shù)據(jù)具有較強的代表性。

5 注意事項

（1）若需要實時在線檢測礦量，需要使壓力傳感器長時間處在濃密機內(nèi)，容易使進(jìn)入水中的部位結(jié)鈣，需要人員定期清理維護(hù)。若僅在盤點時臨時使用壓力傳感器檢測礦量，可大大延長傳感器的使用壽命。

（2）當(dāng)濃密機耙架刮板脫落或壓縮區(qū)域礦過多時，存在刮傳感器的情況，所以不能用信號線當(dāng)做承重線，傳感器和信號線需要固定在鋼絲繩上，傳感器底部做好配重，避免傳感器脫落，同時將傳感器放置在刮板運行方向的后方。

（3）當(dāng)濃密機進(jìn)料量長時間大于出料量時，會使?jié)饷軝C濃度逐漸升高，易造成管道堵塞，濃密機電機負(fù)荷逐漸增大，最終導(dǎo)致濃密機電機過載。此時濃密機將無法正常啟動，只有排空以后才能啟動。需要安裝濃密機過載報警裝置，當(dāng)壓力過大時自動報警，便于及時處置。

（4）當(dāng)生產(chǎn)發(fā)生變動時，濃密機耙架提升或降落需要在參數(shù)上對壓力傳感器的高度進(jìn)行相應(yīng)的變動。

6 結(jié)論

（1）通過壓力傳感器在線檢測濃密機內(nèi)礦量能夠及時直觀的看到礦量的變化情況，避免該情況的發(fā)生，對設(shè)備的正常運行和指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。

（2）經(jīng)過實踐該檢測方法比較簡潔、實用。

（3）通過礦量與濃密機排礦品位可以較為準(zhǔn)確的計算出濃密機中積壓的金屬量，便于金屬平衡的統(tǒng)計。