磁力脱水槽的设计与控制

磁力脱水槽的设计与控制

磁浮液提取槽是一种联合收割机和磁力机的选择设备。在磁选过程中，可以去除矿石和细粒脉石，作为过滤和浓缩设备。脱水槽虽为辅助设备,但其性能同样影响生产指标。生产量增加,自动无法调节,人工调节不及时,给矿量及浓度增大时,磁性矿物就会从溢流中流失;反之,如果给矿量及浓度减少,矿石和细粒进入沉砂,脱水槽不能发挥脱泥作用,将影响后续选别作业。同时伴随电动阀控制技术的日益成熟,脱水槽排矿口开度调节用电动阀控制取代了原机械结构对脱水槽阀体控制系统进行了优化。1该沟槽的工作原理和问题1.1槽体及磁系统脱水槽包括机械结构和自动装置机构。机械结构由钢板制的倒置的平底圆锥形槽体、磁系列、给矿筒(或叫拢矿圈)、上升水管、调节手轮、丝杠和排矿胶砣等部分组成。自动装置机构由控制器、矿浆密度传感器、电动执行机构、限位装置、驱动电路五部分组成。1.2上升水流作用在磁力脱水槽中,重力作用使矿粒下沉,磁力作用是加速磁性矿粒向下沉降的速度,而上升水流的作用是阻止非磁性的细粒脉石和矿泥的沉降,并使之顺着上升水流进入溢流中,从而与磁性矿粒分开。同时上升水流作用也可使磁性矿粒呈松散状态,把夹杂在其中的脉石冲洗出来,从而提高精矿品位。磁力脱水槽内产生的磁场对磁性矿粒主要起吸引作用,而不应起吸住作用,即能使磁性矿粒在上升水流作用下还能吸向下部磁极,并能顺利排出,不致引起堵塞。磁力脱水槽按纵向大致分成溢流区(或称尾矿区)、选分区和精矿区3个区域。溢流区靠近溢流面,深度大约占150~300mm,选分区在给矿口周围附近,精矿区靠近槽体下部。其生产强度应达到15.92~39.81kA/m,下限值适于粒度粗、磁性强的矿石,上限值适于粒度细、磁性弱的矿石。1.3溢流面翻花跑黑,影响重矿物质在生产中磁力脱水槽的调节因素主要是调节上升水量和排矿口的大小。上升水量太大,细粒磁性矿粒容易进入脱水槽的溢流中,出现脱水槽溢流面翻花跑黑现象,从而增加金属流失;上升水量太小,细粒非磁性脉石会混入精矿中,降低了精矿品位。排矿口大小也直接影响脱水槽的选分指标,在上升水量一定时,排矿口太大,排矿浓度低,精矿中易混入大量的非磁性细粒脉石和矿泥,降低精矿质量;排矿口太小,使上升水流速增加,将造成尾矿品位增高。最适宜的上升水量和排矿口大小,应根据矿石性质、给矿量和选别作业的要求来确定。1.4参数偏离目标值的控制根据生产工艺情况把脱水槽中有矿浆层设定为理想目标值,当被测参数偏离目标值时,经由传感器将被测信号送至控制箱,经控制仪处理,输出控制信号给电动执行机构,带动丝杠调节下矿口开度,对脱水槽的工作状况进行调整,使矿浆层回到所设定的目标值。1.5丝杠支架被破坏调节手轮、丝杠、胶砣、固定支架构成调节下矿口开度的机械部分,在生产中由于丝杠螺纹处易进矿浆导致螺纹磨损,丝杠晃动,限位开关超过正常检测范围,电动抓手旋转调节手轮过限,丝杠支架受力不均,造成支架一端脱落,胶砣堵塞下矿口,设备无法正常运行,此处是脱水槽无法自动控制的根源。2主缸压闭槽的排矿开口分析2.1排渣口密封设计(1)对原脱水槽机械结构进行改造,拆除调节手轮、丝杠、排矿胶砣及自动控制部分,在下矿管道处安装电动调节阀及在调节阀与下端制作排渣口,电动阀作用为调节下矿口开度,排渣口作用疏通下矿管道堵塞。(2)增加电动调节阀自控装置,包括手操器、PLC部分,增加上升水水压显示,增加矿浆密度显示。2.2plc控制系统系统对电动阀的控制要求能任意控制电动阀开度的大小,实现开度的实时反馈并记录为图表。系统将矿浆密度信号传送至PLC控制系统,PLC经过信号隔离器传送至手操器,由手操器调节电动执行器及电动阀开度,工艺要求电动阀不能全关。电动执行器反馈阀体开度给手操器,手操器信号反馈到PLC系统,并由PLC系统根据矿浆密度参数控制电动调节阀开度达到下矿口开度的自动控制。电动阀控制系统构成见图1。2.3预应力旋流器参数设定脱水槽分为3段,每段工艺处理量不同。1段脱水槽给矿量来自2次旋流器、2段脱水槽给矿量来自再磨旋流器,3段脱水槽给矿量来自1段、2段筛下处理量。每段参数设定要根据工艺指标,现场实验设定。脱水槽阀门开度与现场密度传感器值有关,还应与各段相关设备的处理量有关、但结合经济投资,相关设备的参数由显示仪表显示,做为岗位操作依据判断脱水槽给矿量。2.4密度传感器试验结果通过安装密度传感器可直接检测不同矿层的密度,并根据密度数值实行排矿口的自动化控制,进而了解脱水槽的脱泥效果,因此需要将密度传感器安装在脱水槽槽体的适宜位置,通过100~300mm不同矿层的试验,并及时选取矿样进行化验分析,确定在不同矿层下,所获取的精、尾品位,并最终确定最佳位置区间。密度传感器在100,200,300mm3个不同矿层下,通过选取试样化验获得的精、尾品位数值见表1。由表1可知,密度传感器在矿层为100mm时,获得的精矿平均全铁品位为56.51%,平均铁回收率为94.10%,尾矿平均全铁品位为10.51;密度传感器在矿层200mm时,获得精矿平均品位为55.36%,金属回收率平均为94.31%,尾矿平均品位为9.84;密度传感器在矿层为300mm时,获得的精矿平均全铁品位为53.34%,平均铁回收率为95.59%,尾矿平均全铁品位为9.77;随着脱水槽矿层加深,精矿铁回收率提高,尾矿品位降低,而精矿品位变化幅度不大,最终确定密度传感器安装于脱水槽槽体矿层内的最佳层深为200~300mm,可满足精、尾矿生产指标的要求。2.5电动阀的自动控制技术电动阀工作原理为阀门开度的大小通过流入电动阀控制器的电流大小来控制,控制的电流范围为4~20mA,随着电流的增大阀门开度不断增大。电动阀的全行程时间有固定时间,即在不进行任何控制的条件下,阀门从闭合到完全开启最快需要的时间为选择电动阀的依据。系统以PLC为控制核心,运用手操器作为人机界面。利用PLC的数字量模拟量转换模块将输入的数字量转化为对应的模拟量电流,实现对电动阀开度的全自动控制。此流动介质是矿浆,对阀体磨损严重,要求阀体选择喷涂炭化钨耐磨材质。2.6控制输出信号的滞后PLC采用施耐德公司ModiconTSXQuantum自动化系列,应用Concept软件编程,阀门开度的显示一般需要电动阀控制器的反馈,但在实际应用中,阀门实际动作与电动阀反馈信号会有一定滞后,带来一定误差。考虑到大多数情况下,控制输出必然会导致阀门动作,所以使用输出信号代替反馈信号,以克服滞后影响。即在PLC内把数字信号转化为模拟信号的同时,把数字信号反馈给手操器,实时显示开度大小。接线时,PLC的电流数字模拟通道接入到电动阀控制器的电流输入通道,PLC和电动阀公共控制端相接。2.7阀位控制信号输出手操器上的操作仪表的模拟信号可进行双路输入,即送往仪表的PV和SV接线端,PV输入信号为阀位反馈值,SV输入信号为外给定值。仪表可输出两路模拟量(如4~20mA,1~5V等),四路开关量信号(如上下限报警、阀位控制的正、反转等)。阀位控制器,外给定输入4~20mA,阀位反馈输入1~5V(量程0~80%)。3提质措施在脱水槽自动控制技术中的应用选别工艺中机械设备的磨损对脱水槽的生产指标及自动运行影响明显,而电动阀调节在选别工艺中比较稳定。某选厂应用电动