脱水过程自动控制
来源：网络 作者：网络转载 2019-10-14 阅读：421
脱水是采用湿式选矿必不可少的工序。脱水有精矿脱水、尾矿脱水、洗矿脱水等。精矿脱水能精确控制精矿水分,减少精矿损失；尾矿脱水是为了减少排出量，降低能耗，回收过程用水；洗矿脱水是为了回收细泥中有价物料，提高回收率，降低能耗。 脱水过程包括浓缩、过滤和干燥三个主要阶段。浓缩以提高过滤效率，干燥以进一步降低水分。本章重点介绍精矿脱水控制，对浓缩机底流排矿浓度控制和浓缩机控制举例进行说明,其控制策略供应用与设计参考。干燥工艺在我国选矿过程中较少采用。 一、精矿脱水控制系统 精矿脱水是根据最终产品含水量的要求,通过浓缩、过滤和干燥三个阶段完成。浓缩脱水和过滤脱水分别在浓缩机和过滤机中完成。 精矿脱水不仅能精确控制精矿水分和降低能耗，而且还能减轻岗位工人劳动强度、改善劳动条件。 1.工艺要求与控制目的 某铅锌矿选矿脱水系统由真空泵、浓缩机、排矿阀门、矿浆提升泵、脱水过滤机、精矿电子秤、放水排液缸等设备组成。脱水工段设备连接图如图1所示。脱水作业采取间断工作制，根据浓缩机底流浓度及浓缩池中矿量决定作业开车或停车。 根据工艺要求，采用计算机进行脱水过程控制。控制系统实现下列检测与控制。 
图1 脱水工段设备连接图 （1）浓缩池底流浓度的监测与控制，越限时可自动报警，保证浓缩池传动系统的安全运行。 （2）浓缩机底部矿量的检测。 （3）放矿阀门开、闭控制，故障检测及报警。 （4）过滤机内矿槽液面检测及报警。 （5）过滤机及其辅助设备的开、停控制。 （6）矿浆提升泵池溢出检测与报警。 （7）对六台过滤机的精矿产品进行称量、数据处理与报表输出。 2.控制系统构成 微机控制系统由ZD-065Ⅱ基本系统（包括4KB监控、8KBBASIC、4KB汇编、4KB应用程等，程序均固化在EPPOM中）、磁带机、终端机、CRT、打印机、电源等组成。开关量输入、输出采用光电耦合隔离。系统框图见图2所示。 控制系统软件由四个功能模块构成。由主程序将各功能模块有机地连接起来,构成完整的脱水控制软件。 （1）输入操作模块 全部控制参量、设定值、初始化程序等在输入操作块内完成。 （2）接口功能模块 模拟量输入信号、开关量输入:输出信号、实时时钟中断处理信号等，通过并行接口完成输入与输出的控制功能。接口功能模块由45个功能子程序组成。各子程序用汇编语言编制并固化在接口功能块上。[next] （3）数据处理模块 用于A/D采样后数据处理、各种条件判别及精矿量计算等。 （4）输出控制模块 完成单键汉字显示、时间显示、故障显示、检测数据打印输出。 控制程序采用汇编语言与BASIC语言相结合方式编制。与接口有关的功能模块均采用汇编语言编程，与用户发生关系的子程序及主程序均采用BASIC语言编程。这样解决了外界与主机交换信息的速度问题，便于人机对话。系统还有诊断与自诊断功能。控制系统软件见图3所示。 3.脱水过程参数 在脱水控制系统中，所检测的模拟量有浓缩池底流浓度、浓缩机底部矿量、精矿重量。 （1）浓缩池底流浓度的检测图2 脱水系统微机控制框图[next]图3 脱水控制系统软件框图 矿浆在浓缩池浓缩过程中，矿浆底层浓度的变化使浓缩机传动电动机的输入功率有明显的变化，可间接地反映矿浆浓度的变化。 输入功率低，矿浆浓度低，过滤时滤饼薄而透气，脱水效果不好，浪费滤布。输入功率高，矿浆浓度高,浓度过高又易堵塞管道，损坏传动轴及传动齿轮。因此,利用浓缩机压缩区的矿浆浓度来控制放矿阀门、矿浆提升泵、脱水过滤。 （2）浓缩机底部矿量检测 浓缩机底部的精矿量检测是在钢管内通过阀门经常注入少量的水,使管内的水位与浓缩机内矿浆对底部的压力平衡。由于浓缩机有固定的容积，如内部矿量发生变化，则底部所受的压力将发生变化。这样,通过压力变送器间接测量其矿量。 （3）精矿重量检测 脱水后的铅、锌、硫等精矿产品分别通过电子秤进行称重。由压力传感器转换。当各精矿称量达到设定值时,微机自动检测总重并发出卸精矿信号。当精矿倒入精矿仓后，自动检测精矿称皮重。最后经过数据处理,定时打印出各班的精矿产量。 在模拟量检测过程中，分别对铅、锌、硫三台浓缩机底流浓度信号,铅浓缩机底部矿量信号以及六台精矿称的精矿重量信号等实现了随机采样、模& 数转换和数据处理，并采取相应的抗干扰措施。 （4）开关量输入信号检测 脱水过程的过滤机液槽内控制液面信号，报警液面信号，矿浆提升泵箱超重量信号，放矿阀门位置信号,精矿秤的状态信号等，通过微机检测和逻辑判别，参与脱水过程控制。 对过滤机液槽内液面报警电极损坏，砂泵箱矿浆外溢，放矿阀门打不开或不关闭等,在系统中安装了报警检测。由显示器自动显示测量结果，通过开关量输出电路及时输出报警信号和故障部位,同时采用自动或手动关闭放矿阀门等安全措施，避免精矿在脱水过程中跑、冒、漏等现象发生。 4.脱水过程控制方式 系统的主要控制有：过滤机的启停控制，矿浆提升泵箱的液位控制，放矿阀门的开、闭控制,以及脱水控制过程中发出的八路报警控制信号。 （1）浓缩机底流浓度和矿量控制 当底流浓度和矿量满足规定值时，进行放矿控制。放矿条件：Y=A·B·C·D 式中 A——浓缩机功率，上限值≥A＞下限值；[next] B——浓缩机矿量，上限值≥B＞下限值； C——矿浆提升泵箱液位，C≤下限值； D——过滤机液位，上限值＞D。 当条件满足时，依次打开放矿阀门、启动砂泵，对过滤机给入矿浆，进入精矿脱水的工艺过程。 （2）过滤机液槽内液位控制和报警 液位过高，会影响脱水效果。液位过低，亦对脱水不利。 （3）精矿秤控制 当脱水后的精矿量达到设定值时进行精矿秤控制。 （4）矿浆提升泵箱的液位控制 砂泵箱液位低于下限电极时，打开排矿阀门，启动砂泵，向过滤机放矿；当砂泵箱的液位处于上限时,必须关闭放矿阀门。高于上限值，进行报警显示，防止矿浆外溢。 （5）报警控制系统 脱水过程中出现铅、锌、硫的浓缩机功率超限信号、砂泵箱超重信号、过滤机内电极故障信号、放矿阀门故障信号、精矿秤满载信号等与预先存放在内存中相应给定值进行比较，通过开关量输出声光报警,并及时对故障进行处理，保证脱水过程的正常运行。 5.控制系统主要特点 控制系统主要有如下特点： （1）系统在输入) 输出中采用了可靠的隔离技术，解决了观场干扰的问题。 （2）在软件设计方面采用了模块化结构。采用了汇编语言与BASIC语言交叉编程,应用比较灵活方便。 （3）采用该系统后，该厂铅过滤效率提高3.1倍，锌提高1.6倍，铅精矿含水降低2~10%,达到11%锌精矿含水量降低0.5~7.5%，达到13%有较好效益。 二、浓缩机底流排矿浓度自动控制系统 在生产中，浓缩机底流排矿浓度波动大，人工难以精确控制,直接影响选矿工艺指标。采用浓缩机底流排矿浓度自动控制系统，实现了对浓缩机底流矿浆浓度的自动检测，通过底流排矿流量的自动调节,实现了底流矿浆在给定范围内的自动控制，达到稳定生产流程，提高生产效益的目的。 1.控制方案 根据工艺对系统控制指标的要求，采用模拟人工调的方法，在砂泵出口的管道上,分别安装一台浓度计和电动调节阀，通过底流矿浆浓度的检测，自动调节电动调节阀的开启度，以改变底流排矿流量,使矿浆浓度稳定在某一个给定的范围。 2.系统配置与控制原理 系统配置由浓度检测、排矿流量调节和执行器等组成。系统配置见图2。 底流浓度检测由安装在砂泵出口管道上的FD—3型γ射线浓度计进行的。 排矿量调节由安装在砂泵出口管道上的ZSX—BS型152.4毫米(6英寸)胶管阀、FC伺服放大器、交流伺服电机和位置发送器的DKZ—510直行程电动执行器进行。除调节胶阀开关程度外,同时还采用DFD—09型电功操作器,实现手动与自动运行的转换。图4 系统配置示意1.Φ30m浓缩池；2. Φ102mm砂泵；3. Φ152.4mm矿浆管道；4.FD—3型浓度计探头；5.浓度计主机；6.A/D-V/A转换器；7.TP-801单板机；8.Tp-801P打印机；9.FC伺服放大器；10.DFD-09电动操作器；11.DKZ-510电动执行器；12. Φ152.4mm胶管阀；13.浓度指示表；14.阀位指示表[next] 系统控制原理如下：首先由浓度计实测底流矿浆浓度值，输出一个反映浓度值大小的电流信号,此信号一方面由电流表指示，另一方面经A/D转换，输入到计算机进行处理。实测浓度值在计算机内与给定浓度值进行比较、判断，若浓度值大于给定范围，则计算机通过D/A转换后输出的调节信号相应增大，进行开阀调节；反之,调节信号相应减小，进行关阀调节。开（关）阀程度的大小，取决于调节信号增（减）量的大小，而当浓度值恰好在给定的范围内时，调节信号不变,从而阀位不予调节，维持原来状态。这样就实现了胶管阀的自动调节。程序框图见图5。图5 控制程序的流程方框
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