汪金華，張海峰，王志芳

（金川集團(tuán)鎳鈷研究設(shè)計(jì)院，甘肅 金昌 737100）

礦漿溢流細(xì)度是選礦車(chē)間磨礦過(guò)程質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標(biāo)。金川集團(tuán)公司選礦廠選礦車(chē)間磨礦作業(yè)區(qū)溢流細(xì)度檢測(cè)由廠級(jí)化驗(yàn)室負(fù)責(zé)，由于需要經(jīng)水析、篩分和烘干等操作過(guò)程，時(shí)效性差，無(wú)法為生產(chǎn)提供操作指導(dǎo)。為穩(wěn)定選礦生產(chǎn)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)選礦過(guò)程精細(xì)化操作，有必要實(shí)施磨礦入選礦漿細(xì)度在線(xiàn)檢測(cè)。選礦廠一選車(chē)間2011年從德國(guó)新帕泰克公司引進(jìn)OPUS粒度分析儀。OUPS粒度分析儀是德國(guó)新帕泰克公司的在線(xiàn)粒度分析產(chǎn)品，采用超聲原理對(duì)流體介質(zhì)的分布統(tǒng)計(jì)分析，廣泛應(yīng)用于選礦、水文、萃取等生產(chǎn)過(guò)程，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性高，設(shè)備測(cè)量和通訊等主要部件自現(xiàn)場(chǎng)安裝投運(yùn)后尚未發(fā)生故障，但因取樣過(guò)濾裝置材質(zhì)、尺寸及取樣溢流管線(xiàn)不符合實(shí)際工況等原因。分析儀故障率高，投運(yùn)率低，很難為磨礦生產(chǎn)提供操作指導(dǎo)。

2015年12月一選車(chē)間委托自動(dòng)化裝備工程研究所開(kāi)展OPUS粒度分析儀的恢復(fù)投運(yùn)工作。為實(shí)現(xiàn)粒度儀正常運(yùn)行，降低故障率，對(duì)OPUS粒度分析儀目前存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，通過(guò)對(duì)粒度儀取樣過(guò)濾裝置的持續(xù)技術(shù)改進(jìn)，指導(dǎo)磨礦操作人員隨時(shí)調(diào)整磨礦參數(shù)，避免磨礦粒度過(guò)大造成礦石單體解離度低，防止過(guò)磨發(fā)生。礦漿粒度在線(xiàn)分析測(cè)量可以穩(wěn)定磨礦分級(jí)過(guò)程的粒度指標(biāo)，為浮選作業(yè)工段金屬品位富集創(chuàng)造最佳的粒度條件，間接提高浮選綜合指標(biāo)。

1 取樣過(guò)濾裝置存在的問(wèn)題

取樣過(guò)濾裝置由取樣管道、溢流管道、取樣箱體、過(guò)濾網(wǎng)等組成。通過(guò)對(duì)取樣箱檢查發(fā)現(xiàn)，取樣箱采用不銹鋼板材焊接，由于礦漿具有腐蝕性，取樣箱腐蝕嚴(yán)重，箱體外側(cè)壁銹跡斑斑，箱體內(nèi)側(cè)壁由于腐蝕已凸凹不平，礦漿粘結(jié)嚴(yán)重。箱體與過(guò)濾網(wǎng)設(shè)計(jì)的配合間隙不超過(guò)3mm，現(xiàn)過(guò)濾網(wǎng)和取樣箱配合縫隙已超過(guò)6mm，大顆粒礦粒等雜物易堵塞測(cè)量窗口。取樣箱設(shè)計(jì)高度低，礦漿進(jìn)入取樣箱后形成氣液固三相流體，在氣泡尚未完全析出時(shí)進(jìn)入粒度分析儀測(cè)量窗內(nèi)，導(dǎo)致粒度分析結(jié)果出現(xiàn)偏差，嚴(yán)重時(shí)輸出分析故障。

根據(jù)一段、二段取樣管線(xiàn)的平均礦漿流量，結(jié)合最大和最小礦漿流量，調(diào)整手動(dòng)排尾閥門(mén)的開(kāi)度?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，一般情況下二段取樣管線(xiàn)的礦漿流量小于一段取樣管線(xiàn)。為保證在正常生產(chǎn)條件下，使最小礦漿流量滿(mǎn)足OPUS載流礦漿粒度分析儀正常測(cè)量的要求，將手動(dòng)排礦閥調(diào)至合適的開(kāi)度，多余礦漿從取樣箱溢流管內(nèi)流出。而用沖洗水對(duì)取樣箱上的溢流管進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)沖洗水反向流入取樣箱內(nèi)，說(shuō)明取樣箱溢流管堵塞。溢流管堵塞造成冒礦，污染設(shè)備表面和分析室環(huán)境。

對(duì)原取樣箱內(nèi)的過(guò)濾網(wǎng)是具有雜物導(dǎo)流槽的單層矩形長(zhǎng)條狀網(wǎng)孔。過(guò)濾網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸5mm，鋼板厚度為1.5mm，網(wǎng)孔寬度5mm，濾網(wǎng)外形尺寸和取樣箱形狀誤差6mm左右。根據(jù)OPUS粒度分析儀運(yùn)行參數(shù)顯示，一段和二段樣品的測(cè)量窗間隙均為4mm。礦漿腐蝕性強(qiáng)，過(guò)濾網(wǎng)的不銹鋼板太薄，易發(fā)生破損。網(wǎng)孔寬度大于測(cè)量窗間隙寬度，礦漿中攜帶的大顆粒石子、炮皮、藥皮、編織物在過(guò)濾網(wǎng)無(wú)法過(guò)濾的情況下極易進(jìn)入分析儀測(cè)量窗口。若發(fā)生過(guò)濾網(wǎng)破損時(shí)，礦漿中的雜物更容易進(jìn)行粒度儀測(cè)量窗內(nèi)，造成分析儀測(cè)量窗口堵塞，出現(xiàn)濃度高或有氣泡等故障提示。

原取樣過(guò)濾裝置無(wú)設(shè)計(jì)液位檢測(cè)，在停產(chǎn)、無(wú)礦漿、礦漿量不足的情況下粒度分析儀繼續(xù)工作，誤輸出分析結(jié)果，提升分析結(jié)果故障率。

圖1 原取樣工作原理

2 箱體和過(guò)濾網(wǎng)的設(shè)計(jì)

2.1 箱體設(shè)計(jì)

根據(jù)粒度分析儀的外形、窗口尺寸、安裝空間，確定取樣箱的形狀為長(zhǎng)方形上大下小；箱體選用PVC板材焊接而成。經(jīng)計(jì)算所需礦漿量確定箱體尺寸且箱體側(cè)面設(shè)計(jì)安裝音叉液位開(kāi)關(guān)座。箱體上口承接上蓋板礦漿管道下落的礦漿，箱體底部排出管道連通粒度分析儀的測(cè)量管段，箱體中部設(shè)置溢流管道，當(dāng)?shù)V漿流量大時(shí)，礦漿經(jīng)溢流管道溢流排尾。

圖2 取樣箱

2.2 過(guò)濾網(wǎng)設(shè)計(jì)

濾網(wǎng)設(shè)計(jì)原則，兩級(jí)過(guò)濾。箱體內(nèi)設(shè)置兩層活動(dòng)式可拆卸的上過(guò)濾網(wǎng)和下過(guò)濾網(wǎng)。粒度儀測(cè)量窗口4mm，故設(shè)計(jì)上過(guò)濾網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸2mm，下過(guò)濾網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸3mm，重新設(shè)計(jì)制作。在正常維護(hù)條件下，一段粒度測(cè)量結(jié)果誤差偏差滿(mǎn)足工藝要求，過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗方便維護(hù)量低，無(wú)礦漿、有氣泡等問(wèn)題減小，降低高黏度礦漿中的顆粒物堵塞分析儀測(cè)量管段的故障頻次。

圖3 上過(guò)濾網(wǎng)

圖4 下過(guò)濾網(wǎng)

2.3 設(shè)置液位檢測(cè)裝置

音叉液位開(kāi)關(guān)是一種新型的液位開(kāi)關(guān)，由晶體激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)被礦漿浸沒(méi)時(shí)振動(dòng)頻率發(fā)生變化。頻率變化有電子線(xiàn)路檢測(cè)并輸出開(kāi)關(guān)量。音叉液位開(kāi)關(guān)無(wú)活動(dòng)部件，無(wú)須維護(hù)和調(diào)整。為避免在停產(chǎn)、無(wú)礦漿、礦漿量不足的情況下粒度分析儀繼續(xù)工作，誤輸出分析結(jié)果，提高粒度儀分析測(cè)量可靠性，設(shè)置音叉液位開(kāi)關(guān)，并將其檢測(cè)信號(hào)接入粒度儀可編程邏輯控制器（PLC）西門(mén)子S7-300的IO模塊，液位開(kāi)關(guān)電源從PLC控制柜電源模塊引出，并修改控制程序。在分析儀無(wú)礦漿進(jìn)入的情況下，音叉液位開(kāi)關(guān)指示燈顯示為黃綠色，當(dāng)?shù)V漿填充至音叉液位高度時(shí)，液位開(kāi)關(guān)指示燈變?yōu)榧t色，提示粒度儀測(cè)量窗充滿(mǎn)礦漿，測(cè)量主機(jī)開(kāi)始工作，同時(shí)將音叉液位開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)接入粒度儀上位監(jiān)控系統(tǒng)，為系統(tǒng)綜合運(yùn)行狀態(tài)判斷提供信息。

2.4 優(yōu)化取樣管線(xiàn)

原粒度分析儀取樣管線(xiàn)設(shè)計(jì)9個(gè)控制閥門(mén)，其中8個(gè)為氣控球閥，1個(gè)手動(dòng)截止閥。由于選礦車(chē)間濕度大、礦漿溫度高，且載流礦漿具有易粘接和易腐蝕的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)易經(jīng)常出現(xiàn)接觸不良、短路、通訊線(xiàn)纜接頭易污染等問(wèn)題，導(dǎo)致粒度儀取樣、沖洗和控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，直接影響OPUS粒度分析儀的正常工作。在消化吸收OPUS載流礦漿粒度分析儀測(cè)量及取樣系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化取樣管線(xiàn)，拆除原有系統(tǒng)的沖洗和反沖洗截止閥，降低閥門(mén)卡位泄露、礦漿氣泡析出不徹底等因素對(duì)分析儀產(chǎn)生的故障。

OPUS粒度分析儀共設(shè)置2路取樣管線(xiàn)。每路取樣管線(xiàn)上設(shè)置兩個(gè)電磁氣動(dòng)閥，一個(gè)取樣，一個(gè)沖洗。取樣執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣缸；沖洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣控水閥?，F(xiàn)取樣流程如下圖所示。

圖5 現(xiàn)取樣工作原理

3 結(jié)束語(yǔ)

磨浮工序一段、二段礦漿粒度分析正常，數(shù)據(jù)與工藝離線(xiàn)化驗(yàn)結(jié)果吻合。取樣箱內(nèi)設(shè)置雙層過(guò)濾網(wǎng)，編織袋碎條和炮皮過(guò)濾在一層網(wǎng)，大顆粒礦石阻擋在二層網(wǎng)，測(cè)量窗內(nèi)雜物大大降低，維護(hù)量降低。粒度儀故障率減少，消除取樣分析過(guò)程中的跑冒滴漏現(xiàn)象，改善了作業(yè)環(huán)境，穩(wěn)定磨礦分級(jí)過(guò)程的粒度指標(biāo)，為浮選作業(yè)工段金屬品位富集創(chuàng)造最佳的粒度條件，間接提高浮選綜合指標(biāo)。