CN110270414A - 一种磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，首先通过离线实验，确定各种性质矿石破碎的单耗分布范围；测量并记录磨机在新更换衬板和添加钢球后开机运行时的初始状态参数；在所述磨机生产运行一定时间后，测量所述磨机的状态参数；基于步骤2和步骤3所得到的参数，获得所述磨机在磨矿生产过程中的钢球和衬板单耗，以及磨机轴承压力与重量的关系因子；通过自动化系统在线实时采集所述磨机的运行状态参数，计算得到当前矿石破碎的能量单耗，再根据计算结果在线判断当前矿石的性质。上述方法能够实现磨矿过程中矿石性质的分类检测，从而使得操作人员或自动化控制系统及时的调整控制参数，确保生产流程和设备高效、稳定的运行。

Description

一种磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法

技术领域

本发明涉及矿冶行业选矿控制技术领域，尤其涉及一种磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法。

背景技术

选矿生产过程中通常需要将大块的矿石破碎成可以解离的微小颗粒，这就需要使用磨矿设备，如自磨机、半自磨机等，这些设备的工作效率及稳定性与进入设备的矿石性质密切相关。在一定工艺条件下，要求进入磨矿设备的矿石性质尽可能稳定在合适的范围，操作人员或者自动化控制系统在此条件下进行生产过程的微调，保证磨矿流程和产品的稳定性。然而由于前端工艺的正常波动，以及矿石来源地的变化，矿石性质经常发生改变，这就增加了磨矿生产控制的难度，不同的性质的矿石需要采取不同的控制参数，如果不及时调整就会带来生产流程的大幅度波动，影响生产的连续稳定运行，严重时甚至会导致生产事故。

目前在实际生产控制过程中，一般通过操作人员现场查看给矿皮带上矿石的外观形状来估计矿石的性质，或者通过人工离线实验的方法确定矿石性质。但是，给矿性质波动规律不明显，由于不同操作人员技术水平和经验的差异，其判断的结果也不尽相同，造成生产过程不同程度的波动；而离线实验需要的时间太长，不但增加了生产成本，而且往往是实验速度无法赶上矿石性质变化的速度。自动化控制系统也因为缺乏足够的控制依据导致控制效果下降，因此磨矿过程中矿石性质的在线实时判断具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，该方法能够实现磨矿过程中矿石性质的分类检测，从而使得操作人员或自动化控制系统及时的调整控制参数，确保生产流程和设备高效、稳定的运行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，所述方法包括：

步骤1、首先通过离线实验，确定各种性质矿石破碎的单耗分布范围；

步骤2、测量并记录磨机在新更换衬板和添加钢球后开机运行时的初始状态参数；

步骤3、在所述磨机生产运行一定时间后，测量所述磨机的状态参数；

步骤4、基于步骤2和步骤3所得到的参数，获得所述磨机在磨矿生产过程中的钢球和衬板单耗，以及磨机轴承压力与重量的关系因子；

步骤5、通过自动化系统在线实时采集所述磨机的运行状态参数，计算得到当前矿石破碎的能量单耗，再根据计算结果在线判断当前矿石的性质。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法能够实现磨矿过程中矿石性质的分类检测，从而使得操作人员或自动化控制系统及时的调整控制参数，确保生产流程和设备高效、稳定的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法流程示意图；

图2为本发明所举实例中使用矿石性质检测结果进行生产控制的效果示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法流程示意图，所述方法包括：

步骤1、首先通过离线实验，确定各种性质矿石破碎的单耗分布范围；

在该步骤中，根据实际需要测量的矿石特点，选择不同性质的矿石，将矿石破碎到生产工艺要求的粒级；

再测量破碎过程中单位质量矿石消耗的能量H，并通过3次以上的实验确定其所属范围，具体表示为：

其中，h_i1为第i种矿石消耗能量的下限；h_i2为第i种矿石消耗能量的上限。

步骤2、测量并记录磨机在新更换衬板和添加钢球后开机运行时的初始状态参数；

在该步骤中，所述状态参数具体包括磨机轴承压力P_s、钢球初始重量J_s、衬板初始重量L_s；并记录生产中磨机的累计处理量W_A和钢球累计添加量J_A；

其中，磨机轴承压力、累计处理量和钢球累计添加量在磨机运行状态下测量，钢球初始重量和衬板初始重量在停机状态下测量，钢球重量根据体积法计算。

步骤3、在所述磨机生产运行一定时间(大于15天)后，测量所述磨机的状态参数；

在该步骤中，所测量的状态参数包括：

第1次测量得到的状态参数为磨机轴承压力P₁、剩余钢球重量J₁、衬板重量L₁、矿石累计处理量W_A1、钢球累计添加量J_A1；

继续生产运行一段时间后重复进行测量，第i次测量得到的状态参数为磨机轴承压力P_i、剩余钢球重量J_i、衬板重量L_i、矿石累计处理量W_Ai、钢球累计添加量J_Ai；

且共计进行n次测量，n≥3。

步骤4、基于步骤2和步骤3所得到的参数，获得所述磨机在磨矿生产过程中的钢球和衬板单耗，以及磨机轴承压力与重量的关系因子；

在该步骤中，所得到的钢球生产单耗表示为：

衬板生产单耗表示为：

磨机轴承压力与重量的关系因子表示为：

步骤5、通过自动化系统在线实时采集所述磨机的运行状态参数，计算得到当前矿石破碎的能量单耗，再根据计算结果在线判断当前矿石的性质。

在该步骤中，首先通过自动化系统在线实时采集所述磨机的运行状态参数，包括磨机轴承压力P_r、磨机运行功率Q_r、矿石累计处理量W_Ar、钢球累计添加量J_Ar、磨机给矿量台效F_r、磨机给水量S_r，并计算得到当前矿石破碎的能量单耗H_r，表示为：

其中，K_Q为磨机功率传递系数，取常系数0.83；Dr为磨矿浓度(质量百分比)，由所述磨机给矿量台效F_r和磨机给水量S_r计算得到；

然后，根据计算结果在线判断当前矿石的性质，表示为：

其中，h_i1为第i种矿石消耗能量的下限，h_i2为第i种矿石消耗能量的上限。

然后，操作人员或者自动化控制系统就可以通过测量得到的矿石性质分类，对不同性质的矿石采用不同的控制参数和规则，包括给矿量、磨矿浓度、旋流器开启台数等，保证生产过程的稳定和高效。

举例来说，如图2所示为本发明所举实例中使用矿石性质检测结果进行生产控制的效果示意图，可以看出使用检测结果控制后，磨矿过程的波动明显减小。长时间统计数据表明，使用本方法检测矿石性质后，磨机运行功率的波动减少5％以上。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上所述，本发明实施例所述方法具有以下优点：

1、在线实时判断矿石性质的变化，提高了判断的时效性，降低操作人员的劳动强度。

2、通过将判断结果与控制参数闭环，有效降低了磨矿生产过程中由于矿石性质波动引起的生产流程大幅度波动的动态过程时间，提高了控制系统对于不同性质矿石控制的准确程度，降低系统关键参数波动5％以上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、首先通过离线实验，确定各种性质矿石破碎的单耗分布范围；

步骤2、测量并记录磨机在新更换衬板和添加钢球后开机运行时的初始状态参数；

步骤3、在所述磨机生产运行一定时间后，测量所述磨机的状态参数；

步骤4、基于步骤2和步骤3所得到的参数，获得所述磨机在磨矿生产过程中的钢球和衬板单耗，以及磨机轴承压力与重量的关系因子；

步骤5、通过自动化系统在线实时采集所述磨机的运行状态参数，计算得到当前矿石破碎的能量单耗，再根据计算结果在线判断当前矿石的性质。

2.根据权利要求1所述磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，其特征在于，所述步骤1的过程具体为：

根据实际需要测量的矿石特点，选择不同性质的矿石，将矿石破碎到生产工艺要求的粒级；

再测量破碎过程中单位质量矿石消耗的能量H，并通过3次以上的实验确定其所属范围，具体表示为：

其中，h_i1为第i种矿石消耗能量的下限；h_i2为第i种矿石消耗能量的上限。

3.根据权利要求1所述磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，其特征在于，在步骤2中，所述状态参数具体包括磨机轴承压力P_s、钢球初始重量J_s、衬板初始重量L_s；并记录生产中磨机的累计处理量W_A和钢球累计添加量J_A；

其中，磨机轴承压力、累计处理量和钢球累计添加量在磨机运行状态下测量，钢球初始重量和衬板初始重量在停机状态下测量。

4.根据权利要求1所述磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，其特征在于，在步骤3中，所测量的状态参数包括：

第1次测量得到的状态参数为磨机轴承压力P₁、剩余钢球重量J₁、衬板重量L₁、矿石累计处理量W_A1、钢球累计添加量J_A1；

继续生产运行一段时间后重复进行测量，第i次测量得到的状态参数为磨机轴承压力P_i、剩余钢球重量J_i、衬板重量L_i、矿石累计处理量W_Ai、钢球累计添加量J_Ai；

且共计进行n次测量，n≥3。

5.根据权利要求1所述磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，其特征在于，在步骤4中，所得到的钢球生产单耗表示为：

衬板生产单耗表示为：

磨机轴承压力与重量的关系因子表示为：

6.根据权利要求1所述磨矿过程中矿石性质在线实时检测的方法，其特征在于，所述步骤5的过程具体为：

首先通过自动化系统在线实时采集所述磨机的运行状态参数，包括磨机轴承压力P_r、磨机运行功率Q_r、矿石累计处理量W_Ar、钢球累计添加量J_Ar、磨机给矿量台效F_r、磨机给水量S_r，并计算得到当前矿石破碎的能量单耗H_r，表示为：

其中，K_Q为磨机功率传递系数，取常系数0.83；Dr为磨矿浓度(质量百分比)，由所述磨机给矿量台效F_r和磨机给水量S_r计算得到；

然后，根据计算结果在线判断当前矿石的性质，表示为：

其中，h_i1为第i种矿石消耗能量的下限；h_i2为第i种矿石消耗能量的上限。