CN114011588A - 一种多工艺浮选液位自动控制实训装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多工艺浮选液位自动控制实训装置，属于浮选技术领域。该装置包括搅拌桶、给矿泵、浮选柱、电磁阀门、中转池、精矿池、尾矿池、管道、液位传感器、流量传感器、控制器和计算机，其中，浮选柱为三台，浮选柱和搅拌桶、中转池、精矿池、尾矿池之间通过管道连接，搅拌桶和中转池外设置给矿泵，浮选柱下部设置电磁阀门，浮选柱上部设置液位传感器，给矿泵连接的管道上设置流量传感器，控制器对液位传感器和流量传感器数据进行采集，并控制电磁阀门，同时连接计算机。该装置可实现多种浮选工艺液位控制实训，该装置应用简单易于实现，用于多工艺浮选液位自动控制的教学及科研，提高了液位控制实训系统的专业性、演示性及实用性。

Description

一种多工艺浮选液位自动控制实训装置

本专利申请为申请号201910568563.3、申请日20190627、发明名称《一种多工艺浮选液位自动控制实训装置》的分案申请。

技术领域

本发明涉及浮选技术领域，特别是指一种多工艺浮选液位自动控制实训装置。

背景技术

目前我国信息技术与传统矿物加工技术不断深度融合，矿物加工过程作为典型的流程工业，实现矿物加工过程的在线检测与控制对于减轻劳动工人工作强度，提高生产效率意义重大；浮选法是一种矿物加工过程中应用最广泛的分选方式之一，浮选柱液位易受到外界干扰，浮选液位过高或过低影响分选产品指标及生产稳定性，因此是浮选工艺环节中需要控制的重要工艺参数，浮选液位的控制因浮选工艺不同，所需的控制策略不同。现有的液位控制系统差别大、针对性差，在实际浮选液位控制技术的研究中，缺乏典型的实际的浮选液位控制装置和系统，自行搭置的系统具有浮选工艺单一、控制策略单一、代表性不强的缺点，缺乏典型的、有系统性用于矿物加工过程检测与控制的相关的研究和教学演示和实训装置。本发明是一种多工艺浮选液位自动控制实训装置及方法，用以实现浮选工艺可切换的浮选液位自动控制装置，浮选液位控制系统程序可进行二次开发，可用于科研、教学及多种浮选工艺流程的自动液位控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多工艺浮选液位自动控制实训装置，该装置结构简单，投资少，易于实现，演示性强、浮选工艺可切换、控制系统多样且控制程序可二次开发。

该装置包括搅拌桶、给矿泵、浮选柱、电磁阀门、中转池、精矿池、尾矿池、管道、液位传感器、流量传感器、控制器和计算机，其中，浮选柱为三台，分别为第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱，浮选柱和搅拌桶、中转池、精矿池、尾矿池之间通过管道连接，搅拌桶和中转池外分别设置第一给矿泵和第二给矿泵，第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱下部分别设置第一电磁阀门、第二电磁阀门和第三电磁阀门，第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱分别设置第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器，第一给矿泵和第二给矿泵连接的管道上分别设置第一流量传感器和第二流量传感器，控制器对液位传感器和流量传感器数据进行采集，控制器控制电磁阀门，控制器连接计算机。

其中，第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱下部分别设置第一浮选柱高度调节装置、第二浮选柱高度调节装置和第三浮选柱高度调节装置。

第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱上部分别连接第一浮选柱泡沫产品管道、第二浮选柱泡沫产品管道和第三浮选柱泡沫产品管道。

第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱底部分别连接第一浮选柱尾矿产品管道、第二浮选柱尾矿产品管道和第三浮选柱尾矿产品管道。

搅拌桶中调浆过的矿浆由第一给矿泵输送至第一浮选柱，第一浮选柱的泡沫产品和尾矿产品根据选定工艺确定走向，给入第二浮选柱及第三浮选柱进行浮选；最终精矿自流到精矿池，最终尾矿自流到尾矿池。

浮选柱中的浮选产品自流用管道连接，如果输送至下一浮选柱则自流到中转池，再由第二给矿泵将矿浆给入下一浮选柱。

控制器控制信号调节电磁阀门开度，使浮选柱液位稳定在给定值。

该装置根据工艺需求确定三台浮选柱高差及连接管道连接排布方式，能够实现一段浮选、一粗一精、一粗一扫、一粗一精一扫、一粗二扫、一粗二精、一粗一扫中矿再选、一粗一精中矿再选、二粗一扫浮选工艺中的任一种。

浮选柱为逆流浮选柱、微泡浮选柱、充填介质浮选柱中的任一种，所述液位传感器为浮力式液位计、静压式液位计、电容式液位计、电阻式液位计、超声波式液位计、微波式液位计中的任一种。

第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱的液位控制由第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器控制器检测所述三个浮选柱的液位值，与给定值的信号比较后，转换为电信号输入控制系统，控制系统根据控制规律计算输出控制信号，控制系统连接浮选柱电磁阀门，控制信号调节电磁阀门开度，使浮选柱液位稳定在给定值，控制器连接计算机，计算机的组态软件具备选择工艺模式、选择控制规律、实时显示检测液位和流量数据、保存液位检测数据、查询液位历史数据、报警、修改控制参数、打印报表的功能。

控制器能够实现液位自动控制，液位自动控制根据浮选工艺选择控制方式及控制规律，其中，控制规律包括PID控制和模糊控制，控制方式包括单回路控制、串级控制、前馈控制和均匀控制。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，实现了多工艺浮选液位自动控制实训装置，不同浮选工艺之间可以通过改变软管的连接方式来相互灵活转换，同时实现了可选择多种自动控制方式和控制规律进行液位的控制，实现了单台、两台、三台浮选柱组合的工艺流程中浮选柱液位的控制，可进行研究及教学的演示、实训及研究目的，节省了选择并更换合适设备和保持液位稳定而进行调节时所耗费的人力物力，也减少了建设不同连接方式管道的成本，同时该系统控制程序可进行二次开发，适用多种适用目的和需求，所述的装置结构简单，易于实现，投资少，适用性强、效果好，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明的多工艺浮选液位自动控制实训装置结构示意图。

其中：1-搅拌桶；2-第一浮选柱；3-第二浮选柱；4-精矿池；5-中转池；6-第三浮选柱；7-尾矿池；8-控制器；9-计算机；1/1-第一给矿泵；2/1-第一浮选柱泡沫产品管道；2/2-第一电磁阀门；2/3-第一浮选柱尾矿产品管道；2/4-第一浮选柱高度调节装置；3/1-第二浮选柱泡沫产品管道；3/2-第二电磁阀门；3/3-第二浮选柱尾矿产品管道；3/4-第二浮选柱高度调节装置；5/1-第二给矿泵；6/1-第三浮选柱泡沫产品管道；6/2-第三电磁阀门；6/3-第三浮选柱尾矿产品管道；6/4-第三浮选柱高度调节装置；S1-第一流量传感器；S2-第三液位传感器；S3-第一液位传感器；S4-第二液位传感器；S5-第二流量传感器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种多工艺浮选液位自动控制实训装置。

如图1所示，该装置包括搅拌桶1、给矿泵、浮选柱、电磁阀门、中转池5、精矿池4、尾矿池7、管道、液位传感器、流量传感器、控制器8和计算机9，其中，浮选柱为三台，分别为第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6，浮选柱和搅拌桶1、中转池5、精矿池4、尾矿池7之间通过管道连接，搅拌桶1和中转池5外分别设置第一给矿泵1/1和第二给矿泵5/1，第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6下部分别设置第一电磁阀门2/2、第二电磁阀门3/2和第三电磁阀门6/2，第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6分别设置第一液位传感器S3、第二液位传感器S4和第三液位传感器S2，第一给矿泵1/1和第二给矿泵5/1连接的管道上分别设置第一流量传感器S1和第二流量传感器S5，控制器8对液位传感器和流量传感器数据进行采集，控制器8控制电磁阀门，控制器8连接计算机9。

第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6下部分别设置第一浮选柱高度调节装置2/4、第二浮选柱高度调节装置3/4和第三浮选柱高度调节装置6/4。

第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6上部分别连接第一浮选柱泡沫产品管道2/1、第二浮选柱泡沫产品管道3/1和第三浮选柱泡沫产品管道6/1。

第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6底部分别连接第一浮选柱尾矿产品管道2/3、第二浮选柱尾矿产品管道3/3和第三浮选柱尾矿产品管道6/3。

在实际应用中，根据工艺需求确定三台浮选柱高差及连接管道连接排布方式，可实现一段浮选、一粗一精、一粗一扫、一粗一精一扫、一粗二扫、一粗二精浮选、一粗一扫中矿再选、一粗一精中矿再选工艺、二粗一扫浮选工艺；可根据浮选工艺选择控制方式及控制规律，实现多种浮选工艺液位控制实训，液位传感器检测到浮选柱液位偏离给定值的信号转换为电信号输入控制，控制器根据控制规律计算输出控制信号，控制器连接浮选柱电磁阀门，控制信号调节电磁阀门开度，使浮选柱液位稳定在给定值，控制器连接计算机，浮选液位控制系统程序可进行二次开发。

当设计为一粗一精一扫工艺时，调节第一浮选柱高度调节装置2/4，使第一浮选柱2的泡沫产品可通过第一浮选柱泡沫产品管道2/1自流入第二浮选柱3给矿口，将第一浮选柱泡沫产品管道2/1与第二浮选柱3的给矿口连接，第一浮选柱泡沫产品管道2/1连接中转池5，第二浮选柱泡沫产品管道3/1连接精矿池4，第二浮选柱尾矿产品管道3/3连接搅拌桶1，第二给矿泵5/1连接第三浮选柱6的给矿口，第三浮选柱泡沫产品管道6/1连接搅拌桶1，第三浮选柱尾矿产品管道6/3连接尾矿池7；搅拌桶1中调浆过的矿浆由第一给矿泵1/1输送至第一浮选柱2，第一浮选柱2的泡沫产品和尾矿产品根据选定工艺确定走向，给入第二浮选柱3及第三浮选柱6进行浮选，浮选产品自流用管道连接，输送至下一浮选柱则自流到中转池5，由给矿泵将矿浆给入下一浮选柱，最终精矿自流到精矿池4，最终尾矿自流到尾矿池7；第一液位传感器S3、第二液位传感器S4及第三液位传感器S2分别检测到第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6的液位值输入控制器8，第一流量传感器S1、第二流量传感器S5分别检测到第一给矿泵1/1和第二给矿泵5/1的流量输入控制器8，控制器8连接浮选柱第一电磁阀门2/2、第二电磁阀门3/2和第三电磁阀门6/2和计算机9，控制信号调节第一电磁阀门2/2、第二电磁阀门3/2和第三电磁阀门6/2的开度，使第一浮选柱2、第二浮选柱3和第三浮选柱6的液位稳定在给定值，控制器8连接计算机9。

实施例1

以单台浮选柱的分选工艺流程为例，选用逆流浮选柱，将第一浮选柱的泡沫产品管道连接精矿池，第一浮选柱的尾矿连接尾矿池，搅拌桶的矿浆由给矿泵给入第一浮选柱，泡沫产品进入精矿池，尾矿产品进入尾矿池，第一浮选柱的液位传感器检测液位值输入控制器，控制器完成测得液位信号和给定值的差值，选择单回路控制方式，控制规律为经典控制PID算法，计算输出信号由控制器连接输入第一浮选柱电磁阀门，调整电池阀门开度，完成浮选柱液位的控制，控制器连接计算机，组态软件具有选择工艺模式、选择控制规律、实时显示检测液位和流量数据、保存液位检测数据、查询液位历史数据、报警、修改控制参数、打印报表的功能。

实施例2

以3台浮选柱组成的一粗一精一扫分选工艺流程为例，选用逆流浮选柱，通过计算机组态软件选择一粗一精一扫工艺，第一和第二浮选柱选择单回路控制方式，采用PID控制规律，第三浮选柱的液位控制选择均匀控制，采用PID控制规律，将第一浮选柱的泡沫产品进入第二浮选柱，第一浮选柱的尾矿由中转池的给矿泵给入第二浮选柱，第二浮选柱的泡沫产品为最终精矿进入精矿池，第二浮选柱的尾矿返回搅拌桶，第三浮选柱的泡沫产品自流入搅拌桶，第三浮选柱的尾矿产品为最终尾矿进入尾矿池，第一液位传感器、第二液位传感器和第三传感器检测三台浮选柱的液位，并输入控制器，第二浮选柱和第三浮选柱的泡沫产品和尾矿产品管道连接精矿池，第一浮选柱的尾矿连接尾矿池，搅拌桶的矿浆由给矿泵给入第一浮选柱，泡沫产品进入精矿池，尾矿产品进入尾矿池，三台浮选柱的液位传感器检测液位值输入控制器，控制器完成测得计算输出信号由控制器连接输入三台浮选柱的电磁阀门，调整电池阀门开度，完成浮选柱液位的控制，控制器连接计算机，组态软件具有选择工艺模式、选择控制规律、实时显示检测液位和流量数据、保存液位检测数据、查询液位历史数据、报警、修改控制参数、打印报表的功能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多工艺浮选液位自动控制实训装置，其特征在于：包括搅拌桶(1)、给矿泵、浮选柱、电磁阀门、中转池(5)、精矿池(4)、尾矿池(7)、管道、液位传感器、流量传感器、控制器(8)和计算机(9)，其中，浮选柱为三台，分别为第一浮选柱(2)、第二浮选柱(3)和第三浮选柱(6)，浮选柱和搅拌桶(1)、中转池(5)、精矿池(4)、尾矿池(7)之间通过管道连接，搅拌桶(1)和中转池(5)外分别设置第一给矿泵(1/1)和第二给矿泵(5/1)，第一浮选柱(2)、第二浮选柱(3)和第三浮选柱(6)下部分别设置第一电磁阀门(2/2)、第二电磁阀门(3/2)和第三电磁阀门(6/2)，第一浮选柱(2)、第二浮选柱(3)和第三浮选柱(6)分别设置第一液位传感器(S3)、第二液位传感器(S4)和第三液位传感器(S2)，第一给矿泵(1/1)和第二给矿泵(5/1)连接的管道上分别设置第一流量传感器(S1)和第二流量传感器(S5)，控制器(8)对液位传感器和流量传感器数据进行采集，控制器(8)控制电磁阀门，控制器(8)连接计算机(9)。

2.根据权利要求1所述的多工艺浮选液位自动控制实训装置，其特征在于：所述第一浮选柱(2)、第二浮选柱(3)和第三浮选柱(6)底部分别连接第一浮选柱尾矿产品管道(2/3)、第二浮选柱尾矿产品管道(3/3)和第三浮选柱尾矿产品管道(6/3)。

3.根据权利要求1所述的多工艺浮选液位自动控制实训装置，其特征在于：所述搅拌桶(1)中调浆过的矿浆由第一给矿泵(1/1)输送至第一浮选柱(2)，第一浮选柱(2)的泡沫产品和尾矿产品根据选定工艺确定走向，给入第二浮选柱及第三浮选柱进行浮选；最终精矿自流到精矿池(4)，最终尾矿自流到尾矿池(7)。

4.根据权利要求3所述的多工艺浮选液位自动控制实训装置，其特征在于：所述浮选柱中的浮选产品自流用管道连接，如果输送至下一浮选柱则自流到中转池(5)，再由第二给矿泵(5/2)将矿浆给入下一浮选柱。

5.根据权利要求1所述的多工艺浮选液位自动控制实训装置，其特征在于：所述浮选柱为逆流浮选柱、微泡浮选柱、充填介质浮选柱中的任一种，所述液位传感器为浮力式液位计、静压式液位计、电容式液位计、电阻式液位计、超声波式液位计、微波式液位计中的任一种。

6.根据权利要求1所述的多工艺浮选液位自动控制实训装置，其特征在于：所述控制器(8)能够实现液位自动控制，液位自动控制根据浮选工艺选择控制方式及控制规律，其中，控制规律包括PID控制和模糊控制，控制方式包括单回路控制、串级控制、前馈控制和均匀控制。

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