矿用浮选机及控制系统设计研究

吴成兵

（重庆市能源投资集团科技有限责任公司，重庆 400060）

目前，随着我国科技的发展和采煤机械化程度的日益提高，很多选煤厂原煤煤泥的含量也越来越多，这就会降低矿石资源的回收利用，同时也会降低煤矿企业的经济收入。如何解决这一现实性问题是摆在诸多煤矿企业和从事采煤工作人员面前的重要任务。笔者从事采煤工作多年，经分析认为，采用矿业浮选机及它的自动化系统作为煤泥分选的主要选矿设备工艺之一，在实际提高煤泥分选率方面能有所缓解，也因此深受很多的矿业企业所接受。

1 矿用浮选机作用与特点

据统计，目前矿用浮选机主要适用于有色黑色金属、非金属的选别，和不同矿石的分离。一般来说浮选机是由电动机三角代传动带动叶轮旋转，产生离心作用形成负压，同时吸入充足的空气与矿浆混合，并将细化泡沫使矿物粘合泡沫之上，浮到矿浆面再形成矿化泡沫。调节闸板高度，控制液面，使有用的泡沫被刮板刮出。它的外观如图1所示。

一般的浮选机要有以下几个特点：第一要有良好的充气作用。这一点是可以说明浮选机自身质量好坏的一个标志。目的是要向矿浆中吸入或压入足量的空气并产生大量大小适中的气泡。第二要有程序模拟和远距离控制的能力。第三要能形成比较平稳的泡沫区。一般来说，矿化泡沫层既能滞留目的矿物，又能让夹杂的脉石从泡沫中脱落，以利于二次富集作用。再有就是它能连续工作，便于调节。

2 矿用浮选机保养和维护

图1

表1

说起矿用浮选机保养和维护，这也是实际操作中一项很重要的工作。在启动前要做检查，要与上下工序联系后方可启动，启动顺序采取按上闸门开关，按下启动按钮，启动时不要用手等触摸旋转部分。当浮选机工作时，油盖要密封，这样做的目的是为了避免脏物及无用之物混入油内，并要及时进行定期检查，同时还要根据具体情况确定易损件的使用日期和储备量，在仓库内经常储备全套易损件，以便及时更换易损零件，以缩短停机时间。表1是矿用浮选机常见故障现象，故障原因及处理方法一览表。

3 矿用浮选机工作原理

现在在矿用浮选机浮选的过程中，是根据矿物可浮性的差异来分选矿物的。可以这样说在实际应用中浮选药剂的应用很重要，之所以这样说是因为它可以让浮选机要浮的矿物附着于气泡。另外经过笔者的分析总结得出，矿物的浮选与矿物的密度没有一点关系，而是与水圆盘给料机的亲和力有很大关系。因此我们可以说，浮选是一种以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。

具体说到它的浮选工作原理是，矿用浮选机在实际工作时，等到药剂和矿粉充分混合后，它就会主动地送入第一室槽底，这个时候浮选机的电动机就会启动，从而带动三角带、叶轮不断运动，旋转产生一定的负压，这样就会使空气和矿浆、药物均匀混合产生大量的可利用泡沫，把矿粉进一步细化，让矿粉附着在泡沫上，最后出现矿浆。矿浆再次进入第二室的槽底，重复进行上述步骤，直至最后从尾矿箱排除。

4 矿用浮选机的工艺参数

图2

说到矿用浮选机的工艺参数，在实际浮选工作中，浮选机的药用含量要把握好，它的比例和数值范围要适度。再有就是它的药剂比。一般来说，浮选药剂各有各的作用，在实际生产过程中一定要保持药剂的最佳配置比例，这样才能起到浮选的最佳效果。最后就是浮选的矿浆浓度，浮选中矿浆浓度不得超过规定值，多了少了都会导致浮选效率下降或浪费浮选药剂，起不到作用。

5 浮选机的设计原则

浮选机的设计原则一定要满足目前我们所使用的中小型浮选机设计原则的基础上另外再具有的特殊设计原则，那就是高效，节能等首要特点。其次要保证叶轮能在较低压头条件下产生矿浆流量，同时定子应有利于叶轮产生的旋转矿流变成径向矿流，形成细微的空气泡，稳定液面，再有就是要保障浮选机的浮选槽内能冲入足量的空气，能够促使空气在矿浆中充分地分散成大小适中的气泡，保证槽内有足够的气-液分选界面，增加矿粒与气泡碰撞，接触和粘附的机会。笔者要提醒的是，不要因大型浮选机横截面积扩大而使空气分散度减小，要尽量提高空气分散度。

另外就是浮选机的自动控制系统方面的设计。一般来说我们的大型浮选机的自动化配套装置主要是用于对浮选槽液位的自动调节、充气量的自动控制和甘油的自动添加等功能。笔者认为，现在的大型浮选机的控制系统使用高可靠性、高性价比的小型PLC控制系统，并且带有通讯功能，配套触摸屏显示器，安装在现场的控制柜内，可对大型浮选机的电气控制回路所有元器件进行故障显示，所有仪器仪表的检测值和各种设备的工作状态都有显示，但同时需要注意的是生产操作人员可通过触摸屏来控制大型浮选机的操作。同时控制柜上设计有紧急启动、停止按钮，以备在自动运行发生故障的情况下使用。现场控制器可以与控制室PLC通讯，以实现集中监控的目的。这是在实际应用中比较多的。

结语

通过上文的综合阐述，笔者分析认为浮选机的浮选控制系统自动化的实现，再加上材料和化学物质的分离和精度要求越来越高的背景下，浮选自动化控制逐渐显示出特性优于其他矿物加工技术和加工方法，它不仅能有效地强化在浮选阶段的控制，而且还可以节约矿选成本，提高现代技术的浮选效率，总的来说是选矿设备中应用前景最好的工艺，更加值得推广，应该成为应用最广泛和最有前途的选矿设备。

[1]李会新.PLC在矿用浮选泵的应用[J].煤炭技术，2012（02）.

[2]程宏志.我国选煤技术现状与发展趋势[J].选煤技术，2012（02）.