CN111229475A - 基于磷矿反浮选的多参量控制系统 - Google Patents

基于磷矿反浮选的多参量控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磷矿反浮选的多参量控制系统，包括磷矿送料机构和磷矿反浮选系统，在所述磷矿反浮选系统内设置有与控制器连接的磷矿原浆生成输送模块、浮选模块、浮选剂配制输送模块；所述磷矿送料机构将磷矿输送到所述磷矿原浆生成输送模块的磷矿入口，所述磷矿原浆生成输送模块输出的矿浆经矿浆输送泵送入所述浮选模块的浮选槽内，所述浮选剂配制输送模块调配的浮选剂经浮选剂输送泵输送至所述浮选模块的浮选槽内；以含量较多的氧化镁作为检测标准进行检测目标进行自动控制并去除，提高磷矿浆品质。

Description

基于磷矿反浮选的多参量控制系统
技术领域
本发明涉及化工磷矿反浮选技术领域，具体的说是一种基于磷矿反浮选的多参量控制系统。
背景技术
结合图1可以看出，整个磷矿反浮选工艺中，由于在磷矿石中存在杂质，需要提前去除，在我国西南地区，先对球磨机出来的磷矿浆进行化验，得出磷矿浆中氧化镁的含量占比，再根据氧化镁的含量配比制备好的浮选剂量，进入浮选槽进行浮选，在浮选的过程中，要对磷矿浆进行PH调节，调节到4.6～5.0之间，有利于浮选，同时对浮选槽内磷矿浆进行搅拌和鼓风。搅拌的目的是使矿粒在液体中处于悬浮状态，鼓风的目的是使浮选剂产生大量的泡沫，并将搅拌悬浮的磷矿中的含氧化镁成份粒子带出，并富集在浮选剂泡沫上，最后利用刮料机刮走泡沫，将氧化镁除去。
但因浮选剂的溶解制备、浮选过程中加入的浮选剂量、PH值的调节、浮选槽中鼓风的风量及风压、浮选剂的搅拌速度等控制不佳，导致矿浆产生的泡沫难以产生，甚至即使有泡沫又难以去除的现象，从而矿浆中氧化镁等需要去除的杂质难以去除，浮选品质不佳，磷矿浆用于后续生产将会增加硫酸消耗、电耗、除镁过程工艺的成本增加，同时还会影响到后续产品质量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种基于磷矿反浮选的多参量控制系统，以含量较多的氧化镁作为检测标准进行检测目标进行自动控制并去除，提高磷矿浆品质。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于磷矿反浮选的多参量控制系统，包括磷矿送料机构和磷矿反浮选系统，其特征在于：在所述磷矿反浮选系统内设置有与控制器连接的磷矿原浆生成输送模块、浮选模块、浮选剂配制输送模块；所述磷矿送料机构将磷矿输送到所述磷矿原浆生成输送模块的磷矿入口，所述磷矿原浆生成输送模块输出的矿浆经矿浆输送泵送入所述浮选模块的浮选槽内，所述浮选剂配制输送模块调配的浮选剂经浮选剂输送泵输送至所述浮选模块的浮选槽内；
所述控制器获取氧化镁预设值a后输出控制信号b,该控制信号b控制所述磷矿原浆生成输送模块输出原浆流量信号c，所述输出控制信号b控制浮选剂配制输送模块输出试剂配制信号d；
所述原浆流量信号c和所述试剂配制信号d作差后得到第一作差信号e，该第一作差信号e与所述控制信号b作差得到的第二差值信号f输入至所述磷矿原浆生成输送模块；所述第一作差信号e与所述控制信号b求和后得到第一求和信号g输送至所述浮选剂配制输送模块；
所述原浆流量信号c和所述试剂配制信号d求和后得到第二求和信号h，该第二求和信号h控制所述浮选模块后输出泡沫高度信号i，所述泡沫高度信号i经泡沫去除模块后输出矿浆氧化镁含量信号j；
所述矿浆氧化镁含量信号j与所述氧化镁预设值a作差后得到第三差值信号k，所述第三差值信号k输送至所述控制器。
采用上述方案，采用浮选剂在矿浆中产生大量泡沫，在泡沫上浮作用下，带走矿浆中大量的氧化镁等其他需要去除的杂志，以提高矿浆品质。通过对浮选剂和磷矿原矿浆进行适应性调节，解决针对浮选剂配制好后，不能长期存放且投放要准确的特性。并且本发明采用控制器对磷矿原浆生成输送模块和浮选剂配制输送模块进行同时控制，实时检测对应模块中流体的流量，并进行反馈调节，及时调整浮选剂的配制量和用量。以防浮选剂多配或者不足的情况。并且对矿浆和浮选剂的总量进行实时控制和调节，以防进入浮选模块的浮选槽内液位过高或者过低，从而影响后续产生泡沫的去除。
再进一步的技术方案，在所述磷矿反浮选系统还设置有鼓风模块，所述试剂配制信号d控制所述鼓风模块输出风速风压信号l，所述风速风压信号l与所述第二求和信号h作差后控制所述浮选模块。
鼓风量和风压对浮选也有很大的影响，风压太大和风量过量会使浮选剂产生的泡沫破掉，不利于富集，风压太小和风量不足又不能使浮选剂产生大量的泡沫。采用上述方案，根据配制的浮选剂的多少，来作为改变鼓风机的鼓风量的参考标准，即对鼓风风量和风压进行调整，从而在使用相同浮选剂的条件下，产生更多的泡沫，使生产的矿浆品质更高。
再进一步的技术方案，所述浮选模块还设置有搅拌单元、矿浆液位检测单元，所述搅拌单元根据所述矿浆液位检测单元检测的矿浆液位信号m生成搅拌输出信号n，该搅拌输出信号n用于控制搅拌单元的搅拌速度；
所述搅拌输出信号n与所述第二求和信号h作差得到的第三差值信号p后控制所述浮选模块；使其输出所述泡沫高度信号i。
作为专业技术人员，在使用浮选剂时不会对液体进行振荡，原因是由于产生了大量的泡沫，若生产液体波动和振动大时，第一，不利于氧化镁富集在泡沫上，第二，会造成已经产生的泡沫破灭。然而需要将浮选剂进行充分混合，又必须要用到搅拌机进行搅拌，则在本发明中奖搅拌机作为本控制系统的干扰单元进行控制，使本发明控制更准确。
再进一步的技术方案，所述浮选模块还设置有矿浆PH值检测控制干扰模块；所述矿浆PH值检测控制干扰模块输出PH干扰信号q；该PH干扰信号q与所述第三差值信号p作差后得到所述泡沫高度信号i信号。
采用上述方案，在浮选的过程中，要对磷矿浆进行PH调节，调节到4.6～5.0之间，有利于浮选，在加入ph调节试剂时，会对泡沫产生影响，则在本发明中利用干扰信息的模式，对整个控制系统进行控制，已达到更加准确的杂质去除。
再进一步的技术方案，所述泡沫高度信号i用于控制所述泡沫去除模块的刮板速度和频率，用于去除矿浆表面的泡沫。
采用上述方案，结合对浮选槽内液位的实时检测得到对应的泡沫高度，从而实时控制刮板速度和频率。
再进一步的技术方案，通过采集送料速度，对送料速度进行实时控制。所述控制器包括送料控制器和磷矿反浮选控制器，所述送料控制器根据所述第三差值信号k输出送料速度信号k1，该送料速度信号k1送入到所述磷矿反浮选控制器后得到所述控制信号b。
再进一步的技术方案，所述磷矿原浆生成输送模块包括依次经管道连接的球磨机、原磷矿浆槽、原磷矿浆泵、原磷矿浆流量计，所述球磨机根据所述第一作差信号e进行研磨速度调节，所述原磷矿浆泵、原磷矿浆流量计根据所述第一作差信号e对原磷矿浆输送的速度进行控制和检测。
采用上述方案，原磷矿浆依次通过球磨机、原磷矿浆槽、原磷矿浆泵、原磷矿浆流量计等设备制备而来，并且经过控制球磨机的运行速度，控制研磨速度。通过原磷矿浆流量计对加入浮选槽内的流量和总量进行计量和控制。
再进一步的技术方案，所述浮选剂配制输送模块包括粉状浮选剂计量送入器、配制槽、浮选剂输送泵、浮选剂流量计，所述粉状浮选剂计量送入器根据所述第一求和信号g进行粉状浮选剂称重并送入配制槽，所述浮选剂输送泵结合所述原磷矿浆流量计检测的原磷矿浆流速对浮选剂输送速度进行调节。
采用上述方案，粉状浮选剂计量送入器、配制槽进行配制成液体，再经浮选剂输送泵、浮选剂流量计送入浮选槽。原磷矿浆流量计检测的原磷矿浆流速对浮选剂输送速度进行调节。浮选剂配制输送模块、磷矿原浆生成输送模块相互配合检测，相互跟踪和检测，调节精度高，氧化镁等物质去除效果好，矿浆品质高。
本发明的有益效果：通过本方案的控制，能使浮选槽的液位控制达到稳定，波动小；而转速控制，使液位面平稳，对液位检测精确有利；同时还有利于磷矿富集浮选，精确的计量配比控制，让整个自动控制中浮选剂不浪费，又能让氧化镁的选除达到所需的效果，可使4.5％或更高的氧化镁含量降低至1.5％以下，也能除去一部份其他富集的杂质，为后续生产提供品质优良的精矿浆，提高产品质量，以及减少生产成本。
附图说明
图1是现有技术中磷矿反浮选流程示意图；
图2是本发明磷矿浮选生产工艺流程示意图；
图3是磷矿浮选框图一；
图4是磷矿浮选框图二；
图5是磷矿浮选框图三；
图6是磷矿浮选框图四；
图7是磷矿浮选框图五；
图8是液位自动控制原理图；
图9是矿浆与浮选剂配比计量控制原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
结合图2和图3可以看出，一种基于磷矿反浮选的多参量控制系统，包括磷矿送料机构和磷矿反浮选系统，在所述磷矿反浮选系统内设置有与控制器连接的磷矿原浆生成输送模块、浮选模块、浮选剂配制输送模块；所述磷矿送料机构将磷矿输送到所述磷矿原浆生成输送模块的磷矿入口，所述磷矿原浆生成输送模块输出的矿浆经矿浆输送泵送入所述浮选模块的浮选槽内，所述浮选剂配制输送模块调配的浮选剂经浮选剂输送泵输送至所述浮选模块的浮选槽内；
结合图3可以看出，所述控制器获取氧化镁预设值a后输出控制信号b,该控制信号b控制所述磷矿原浆生成输送模块输出原浆流量信号c，所述输出控制信号b控制浮选剂配制输送模块输出试剂配制信号d；所述原浆流量信号c和所述试剂配制信号d作差后得到第一作差信号e，该第一作差信号e与所述控制信号b作差得到的第二差值信号f输入至所述磷矿原浆生成输送模块；所述第一作差信号e与所述控制信号b求和后得到第一求和信号g输送至所述浮选剂配制输送模块；所述原浆流量信号c和所述试剂配制信号d求和后得到第二求和信号h，该第二求和信号h控制所述浮选模块后输出泡沫高度信号i，所述泡沫高度信号i经泡沫去除模块后输出矿浆氧化镁含量信号j；所述矿浆氧化镁含量信号j与所述氧化镁预设值a作差后得到第三差值信号k，所述第三差值信号k输送至所述控制器。
具体的，根据磷矿浆化验结果，得到磷矿浆中氧化镁的含量，然后根据单位体积量(流量计所计的是休积体积)中氧化镁的含量，配比相应的浮选剂量(纯量)，那么浮选剂量(纯量)＝溶解后的浮选剂量浓度×100，根据反推计算，就可以得出，单位休积体积量的磷矿浆配比多少浓度量的体积量的浮选剂。以磷矿中氧化镁含量为4.5％为例，固含量为25％的磷矿浆单位体积量，要配比浮选剂浓度为1.5％的0.0047单位体积量。
所以，磷矿浆流量配比浮选剂流量控制是，设置矿浆输送流量计MF1单位体积1时，浮选剂流量计MF2设置为0.0047，并用浮选槽的矿浆液位检测单元即液位控制仪TIC为目标值，进行液位PID控制；同时液位反馈还要用于控制浮选后磷矿浆输送闸阀VS-4的开度，如图2所示。
在本实施里中，浮选槽内的液位控制仪TIC采用浮球滑动式液位计，因为浮选槽有大量的泡沫。在浮选槽内设置有浆液液位线和泡沫区，用于对槽内液位进行标定。经处理后的浆液从浮选槽侧壁的浆液输出管道输出，并通过阀门VS-4进行控制。
作为进一步的实施方式，结合图4可以看出，在所述磷矿反浮选系统还设置有鼓风模块，所述试剂配制信号d控制所述鼓风模块输出风速风压信号l，所述风速风压信号l与所述第二求和信号h作差后控制所述浮选模块。
作为再进一步的实施方式，结合图5可以看出，所述浮选模块还设置有搅拌单元、矿浆液位检测单元，所述搅拌单元根据所述矿浆液位检测单元检测的矿浆液位信号m生成搅拌干扰信号n，该搅拌干扰信号n与所述第二求和信号h作差得到的第三差值信号p后控制所述浮选模块；使其输出所述泡沫高度信号i。
作为再进一步的实施方式，结合图6可以看出，所述浮选模块还设置有矿浆PH值检测控制干扰模块；所述矿浆PH值检测控制干扰模块输出PH干扰信号q；该PH干扰信号q与所述第三差值信号p作差后得到浮选控制信号w，该浮选控制信号w输入到所述浮选模块。在本实施例中，结合图2可以看出，采用稀释硫酸进行调节。
作为再进一步的实施方式，所述泡沫高度信号i用于控制所述泡沫去除模块的刮板速度和频率，用于去除矿浆表面的泡沫。
作为再进一步的实施方式，结合图7可以看出，所述控制器包括送料控制器和磷矿反浮选控制器，所述送料控制器根据所述第三差值信号k输出送料速度信号k1，该送料速度信号k1送入到所述磷矿反浮选控制器后得到所述控制信号b。
结合图2可以看出，所述磷矿原浆生成输送模块包括依次经管道连接的球磨机、原磷矿浆槽、原磷矿浆泵、原磷矿浆流量计，所述球磨机根据所述第一作差信号e进行研磨速度调节，所述原磷矿浆泵、原磷矿浆流量计根据所述第一作差信号e对原磷矿浆输送的速度进行控制和检测。
结合图2可以看出，所述浮选剂配制输送模块包括粉状浮选剂计量送入器、配制槽、浮选剂输送泵、浮选剂流量计，所述粉状浮选剂计量送入器根据所述第一求和信号g进行粉状浮选剂称重并送入配制槽，所述浮选剂输送泵结合所述原磷矿浆流量计检测的原磷矿浆流速对浮选剂输送速度进行调节。
结合图8可以看出，为液位控制图；由浮选槽的液位控制仪TIC反馈的4～20mA，作为矿浆输送泵电机变频器的频率给定值，从而控制矿浆输入到浮选槽的量，以及液位反馈还要用于控制浮选后磷矿浆输送闸阀VS-4的开度，使液位控制在一定范围内，根据浮选工艺必须使液位控制在浮选槽的80％～90％。
并且让鼓风机鼓起的泡沫到达图2所示的泡沫区，才有能使刮板将泡沫刮走到渣矿中去。同时，当矿浆流量变化，浮选剂流量将随其配比自动控制加入的量，控制原理如图9所示。
根据矿浆与浮选剂配比计量控制来看，浮选剂的量用得不多，但是为了使配比更为精确，浮选剂的浓度不能太大，浓度大，其配比的量体积量就更小，不利于配比控制，所以这里制备的是1.6％浓度的浮选剂，即1.6kg粉状浮选剂配比约100kg的热水(0.1m3)，结合图2可以看出，粉状浮选剂由计量称计量，然后配比水流量加入，由流量计MF4计量。在本实施例中，以粉状浮选剂单位1为基准，配比水流量62.5。
风量不足不能使浮选剂产生大量的泡沫，使更多的富集氧化镁被泡沫所带走，但也不能太大，因为风量太大，矿浆量太少，那么风压更大，使泡沫被吹破，所以控制这个风量风压与浮选槽内的矿浆量有关系，即浮选槽的大小(容量)有关，而实际所盛装的矿浆量就与浮选槽内矿浆液位有关。在本实施例中，根据浮选槽体为3500×3500×3000计算，在保证浮选槽的液位稳定在80％～90％时(液位必须保证在这个范围，同①中所述一样，否则所鼓吹的泡沫达不到泡沫区高度，鼓风也就没有任何意义)，所需的风量是100～120m3/h，所需风压是0.035Mpa，风压一般是在选定鼓风机时其风机最大出口压力不能大于生产所需的压力，所以这里主要是控制风量。所以以浮选槽液位反馈的4～20mA信号，作为鼓风机变频器频率给定，控制鼓风机的鼓风量。
搅拌机速度与其他工艺参数无联锁，因此，只需通过工艺生产条件计算出搅拌机转速范围，然后直接向搅拌机变频器手动给定频率即可。在本实施例中，将其转速控制在140～150r/min，使浮选槽内磷矿浆液位面保持平稳，又能使浆粒处于悬浮状态。并作为干扰信号
在本实施例中，浮选槽内设置有两台搅拌机。
应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于磷矿反浮选的多参量控制系统，包括磷矿送料机构和磷矿反浮选系统，其特征在于：在所述磷矿反浮选系统内设置有与控制器连接的磷矿原浆生成输送模块、浮选模块、浮选剂配制输送模块；所述磷矿送料机构将磷矿输送到所述磷矿原浆生成输送模块的磷矿入口，所述磷矿原浆生成输送模块输出的矿浆经矿浆输送泵送入所述浮选模块的浮选槽内，所述浮选剂配制输送模块调配的浮选剂经浮选剂输送泵输送至所述浮选模块的浮选槽内；
所述控制器获取氧化镁预设值a后输出控制信号b,该控制信号b控制所述磷矿原浆生成输送模块输出原浆流量信号c，所述输出控制信号b控制浮选剂配制输送模块输出试剂配制信号d；
所述原浆流量信号c和所述试剂配制信号d作差后得到第一作差信号e，该第一作差信号e与所述控制信号b作差得到的第二差值信号f输入至所述磷矿原浆生成输送模块；所述第一作差信号e与所述控制信号b求和后得到第一求和信号g输送至所述浮选剂配制输送模块；
所述原浆流量信号c和所述试剂配制信号d求和后得到第二求和信号h，该第二求和信号h控制所述浮选模块后输出泡沫高度信号i，所述泡沫高度信号i经泡沫去除模块后输出矿浆氧化镁含量信号j；
所述矿浆氧化镁含量信号j与所述氧化镁预设值a作差后得到第三差值信号k，所述第三差值信号k输送至所述控制器。
2.根据权利要求1所述的基于磷矿反浮选的多参量控制系统，其特征在于：在所述磷矿反浮选系统还设置有鼓风模块，所述试剂配制信号d控制所述鼓风模块输出风速风压信号l，所述风速风压信号l与所述第二求和信号h作差后控制所述浮选模块。
3.根据权利要求1或2所述的基于磷矿反浮选的多参量控制系统，其特征在于：所述浮选模块还设置有搅拌单元、矿浆液位检测单元，所述搅拌单元根据所述矿浆液位检测单元检测的矿浆液位信号m生成搅拌干扰信号n，该搅拌干扰信号n与所述第二求和信号h作差得到的第三差值信号p后控制所述浮选模块；使其输出所述泡沫高度信号i。
4.根据权利要求3所述的基于磷矿反浮选的多参量控制系统，其特征在于：所述浮选模块还设置有矿浆PH值检测控制干扰模块；
所述矿浆PH值检测控制干扰模块输出PH干扰信号q；该PH干扰信号q与所述第三差值信号p作差后得到浮选控制信号w，该浮选控制信号w输入到所述浮选模块。
5.根据权利要求1所述的基于磷矿反浮选的多参量控制系统，其特征在于：所述泡沫高度信号i用于控制所述泡沫去除模块的刮板速度和频率，用于去除矿浆表面的泡沫。
6.根据权利要求1所述的基于磷矿反浮选的多参量控制系统，其特征在于：所述控制器包括送料控制器和磷矿反浮选控制器，所述送料控制器根据所述第三差值信号k输出送料速度信号k1，该送料速度信号k1送入到所述磷矿反浮选控制器后得到所述控制信号b。
7.根据权利要求1所述的基于磷矿反浮选的多参量控制系统，其特征在于：所述磷矿原浆生成输送模块包括依次经管道连接的球磨机、原磷矿浆槽、原磷矿浆泵、原磷矿浆流量计，所述球磨机根据所述第一作差信号e进行研磨速度调节，所述原磷矿浆泵、原磷矿浆流量计根据所述第一作差信号e对原磷矿浆输送的速度进行控制和检测。
8.根据权利要求7所述的基于磷矿反浮选的多参量控制系统，其特征在于：所述浮选剂配制输送模块包括粉状浮选剂计量送入器、配制槽、浮选剂输送泵、浮选剂流量计，所述粉状浮选剂计量送入器根据所述第一求和信号g进行粉状浮选剂称重并送入配制槽，所述浮选剂输送泵结合所述原磷矿浆流量计检测的原磷矿浆流速对浮选剂输送速度进行调节。
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