CN1903442A - 半自磨球磨磨矿系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种半自磨球磨磨矿系统及其控制方法，由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接；半自磨机采用变速驱动装置，半自磨机系统装有负荷监控装置，球磨机回路中旋流器的给矿砂泵采用变速驱动装置，旋流器的给矿管设有浓度检测、流量计量，砂泵池设有液位检测，旋流器的溢流设有粒度检测，同时带有浓度检测。可有效地适应给料性质如硬度、粒度、含泥量、水分等的变化，使整个工艺系统装置更稳定，易于控制。解决了现有矿石磨碎系统运行负荷不稳定、产品的粒度和浓度不平衡、机器磨损较大、能耗较大、产品质量不稳定的技术问题。

Description

半自磨球磨磨矿系统及其控制方法

(一)技术领域

本发明涉及一种矿石碎磨系统及其控制方法。

(二)背景技术

从矿山开采出来的矿石，送到选矿厂后，必须要经过碎磨系统进行破碎、筛分、磨矿分级达到合适的粒度后才能进行浮选。现有的碎磨系统包括破碎、筛分、磨矿、分级，破碎及筛分均为干式作业，且有众多往返的物料输送皮带，众多的粉尘产生点产生大量的粉尘，对操作人员和周围环境影响大，需通风收尘。当遇到含泥量高或水分大的物料，极易造成破碎机的破碎腔和筛孔堵塞，影响运行。

由于碎磨系统给入矿石的性质(如硬度、含泥量、含水量等)的变化，会使碎磨系统运行负荷处于非稳定状态，球磨机的循环负荷、球磨机回路产品的粒度和浓度忽大忽小，变化较大，导致机器磨损大、能耗大，并使后续选别作业的设备利用率小、质量不稳定；这种不平衡生产状态，影响了矿石磨碎系统的稳定生产。

(三)发明内容

本发明要提供一种半自磨球磨磨矿系统及其控制方法，解决系统配置复杂，往返的物料输送皮带众多、磨矿效率有待进一步提高的问题；还解决干式作业产生大量的粉尘，对操作人员和周围环境影响大的问题；并解决现有矿石磨碎系统运行负荷不稳定、产品的粒度和浓度不平衡、机器磨损较大、能耗较大、产品质量不稳定的技术问题。

本发明的技术方案：

这种半自磨球磨磨矿系统，其特征在于：由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接；

(1)、在振动给料机与半自磨机之间连接有第一带式输送机；

(2)、半自磨机的排矿给到振动筛，振动筛的筛下物料给入砂泵池，振动筛的筛上物料给到第二带式输送机，由第二带式输送机给入破碎机的进料口，破碎机的排料给到第三带式输送机，由第三带式输送机给到第一带式输送机，再返回半自磨机；

(3)、渣浆泵的进口端连接砂泵池，渣浆泵的出口端经给矿管连通旋流器的进料口；

(4)、旋流器的底流给入球磨机的进料口，旋流器的溢流给到浮选工序；

(5)、球磨机排料给入砂泵池。

上述破碎机是圆锥破碎机或对辊式破碎机。

上述振动筛是圆振动筛或圆筒筛。

上述半自磨机的钢球充填率是6％-15％。

上述球磨机的钢球充填率为30％～38％。

这种半自磨球磨磨矿系统的控制方法，由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接，其特征在于：

半自磨机的给矿装置-振动给料机采用变频调速装置，其中在给矿皮带上安装有皮带秤，其称重传感器和速度传感器信号经称重现场指示变送器输出标准电信号进入控制系统；

控制系统给矿控制回路将检测到的重量与系统设定值比较，当半自磨机负荷在正常范围内波动时，通过调节振动给料机变频转速，实现半自磨机的恒定给矿；

同时，在半自磨机的给水管上安装有流量计及调节阀；

流量传感器信号经流量现场指示变送器输出标准电信号进入控制系统；

控制系统根据当前的给矿量确定半自磨机的加水流量设定值，系统将检测到的流量值与设定值比较，由控制系统流量控制回路输出控制信号自动调节给水管上的阀门开度，从而实现半自磨机的恒定给矿、比例给水；

半自磨机系统装有负荷监控装置，并采用变速调节装置；通过压力变送器检测半自磨机主轴承的承载压力或采用功率变送器同时监测半自磨机小齿轮的输出功率或采用电耳检测半自磨机的工作负荷，将检测到的负荷信号与系统设定值进行比较，当半自磨机负荷波动超过正常范围时，控制系统根据系统设定值，自动调节半自磨机的转速，使半自磨机负荷恢复正常。

这种半自磨球磨磨矿系统的控制方法，由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接，其特征在于：

球磨机回路中旋流器的渣浆泵采用变频调节装置，砂泵池上设有液位计，旋流器的给矿管上设有浓度计、流量计，旋流器的溢流端设有粒度仪，同时带有浓度分析，旋流器入口设有压力变送器；

砂泵池液位传感器信号经液位变送器输出标准电信号进入控制系统，控制系统液位控制回路将检测到的液位信号与系统设定值比较，当砂泵池液位在正常范围内波动时，以控制旋流器压力为主；

压力变送器将检测到的压力信号与系统设定值比较，压力控制回路自动调节砂泵的变频转速，以维持旋流器入口压力稳定，从而也就控制住了旋流器溢流产品的粒度；旋流器溢流产品的细度由粒度仪检测得到；

当由于其它原因造成旋流器砂泵池液位过高或过低时，控制系统启动压力切换控制单元，自动从旋流器压力调节回路切换到泵池液位调节回路，自动调节旋流器渣浆泵的转速，避免砂泵池矿浆打空或外溢；当砂泵池液位在正常范围内波动时，控制系统又会自动转到旋流器压力为主的调节回路中；

旋流器的给矿浓度控制是通过调节砂泵池的加水量来实现的，旋流器给矿管上浓度传感器信号经浓度变送器输出标准电信号进入控制系统，控制系统浓度控制回路将检测到的浓度信号与系统设定值比较，由系统输出控制信号自动调节给水管上的阀门开度改变加水量，水量大小可通过砂泵给水管上的流量计测得；旋流器给矿管上浓度及流量信号进入控制系统，系统控制旋流器给矿的干矿量；球磨机负荷根据磨机供电电流来监视。

本发明的工作原理：开采出的粗矿石经破碎到0～350mm的粒度后，送入半自磨机中，利用矿石自身和添加的钢球进行磨矿。从半自磨机排出的矿石经振动筛或圆筒筛分级后，筛上粗料返回半自磨机或破碎机，破碎后的产品给到半自磨机或球磨机，筛下细料给入球磨回路，球磨机排矿经旋流器分级后，旋流器沉砂返回球磨机，旋流器溢流给到选别作业。

本发明的控制过程：通过压力探测器检测半自磨机主轴承的承载压力或同时监测半自磨机小齿轮的输出功率或采用电耳检测半自磨球磨磨矿装置中半自磨机的工作负荷，将检测的结果送到主控系统，主控系统将检测的信号与系统设定值进行比较，在扭矩及负荷条件允许的情况下，用来调整半自磨机的给矿量，使半自磨机回路运行负荷始终处于稳定控制状态。

对于装置中的球磨机控制回路采用浓度计、流量计来测定旋流器进料矿浆重度，同时通过检测球磨机加水量、泵池加水量、供电电流、产品粒度、旋流器压力等来调整球磨机的循环负荷，进而控制球磨机回路产品粒度和浓度，以满足后续选别作业的要求。然后通过调整半自磨机排矿端筛子的孔径，使装置中的两个回路处于平衡状态，达到稳定生产的目的。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、半自磨球磨磨矿系统的特点，能力适应性的改进

半自磨球磨磨矿装置与国内普遍采用的常规破碎-球磨磨矿系统相比，增加了变频给矿装置和半自磨机变速驱动装置，可有效地适应给料性质如硬度、粒度、含泥量、水分等的变化，使整个工艺系统更稳定，易于控制。

2、环保性能的改进

在半自磨球磨磨矿系统中，半自磨及筛分为湿式作业，没有粉尘产生点，不需要通风收尘，也不影响周围环境，且适合处理含泥量高、水分大的物料。

3、结构的改进

半自磨球磨磨矿系统与常规碎磨工艺系统相比，减少了两段破碎作业、两段筛分作业、多条循环往返的物料输送皮带和在各收尘点配置的收尘系统，使整个装置结构大为简化，易于操作和管理。

4、半自磨球磨磨矿系统与常规碎磨工艺系统相比，由于减少了众多的环节，因而减少了建筑面积，节省了投资；减少了中间操作和控制环节，也节省了运营成本。

5、半自磨机和球磨机的钢球充填率：

半自磨机的钢球充填率为6％～15％，球磨机的钢球充填率为30％～38％。

本发明的半自磨球磨磨矿系统的控制系统中包括半自磨机给矿装置的控制系统、半自磨机的变速驱动控制系统、振动筛、球磨机控制系统、旋流器、砂泵及其管路系统、计量、调节系统。解决了系统配置复杂，往返的物料输送皮带众多、磨矿效率有待进一步提高的问题。还解决了干式作业产生大量的粉尘，对操作人员和周围环境影响大的问题。并解决了现有矿石碎磨系统运行负荷不稳定、产品的粒度和浓度不平衡、机器磨损较大、能耗较大、产品质量不稳定的技术问题。具有适应性广、系统性强、可靠性高、经济性好的特点。

(四)附图说明

图1是半自磨球磨磨矿系统及控制方法的原理图。

1-振动给料机、2-半自磨机、3-第一带式输送机、4-振动筛、5-砂泵池、6-第二带式输送机、7-破碎机、8-第三带式输送机、9-渣浆泵、10-旋流器、11-球磨机、12-控制系统信号线、13-电流信号、14-超声波信号、15-加水管、16-供水阀门、17-给水管、18-变速调节装置、19-变频调节装置、20-溢流管、21-变频调速装置、22-负荷监控装置。

(五)具体实施方式

实施例，这种半自磨球磨磨矿系统的结构组成：

(1)、在振动给料机1与半自磨机2之间连接第一带式输送机3；

(2)、振动筛4的筛下出料口连通砂泵池5，振动筛的筛上出料口连接第二带式输送机6的一端，第二带式输送机的另一端与破碎机7的进料口连接，破碎机7的出料口料流连接第三带式输送机8的一端，第三带式输送机的另一端与第一带式输送机3相交；

(3)、渣浆泵9的进口端连接砂泵池5，渣浆泵9的出口端经给矿管连通旋流器10的进料口；

(4)、旋流器10溢流端的下端出料口的料流通向球磨机11的进料口，旋流器的溢流端料流流向浮选工序；

(5)、球磨机11出料端料流通向砂泵池5。

这种半自磨球磨磨矿系统的自动检测及控制回路结构组成：

半自磨机的给矿装置-振动给料机采用变频调速装置21，其中在给矿皮带上安装有皮带秤，其称重传感器WE和速度传感器SE信号经称重现场指示变送器WIT输出标准电信号进入控制系统。控制系统给矿控制回路WIC将检测到的重量与系统设定值比较，当半自磨机负荷在正常范围内波动时，通过调节振动给料机变频调速装置21，实现半自磨机的恒定给矿；同时，在半自磨机的给水管上安装有流量计及调节阀。流量传感器信号FE1经流量现场指示变送器FIT1输出标准电信号进入控制系统。控制系统根据工艺计算公式，由当前的给矿量按比例计算半自磨机的加水量，此计算值作为流量设定值，系统将检测到的流量值与此设定值比较，由控制系统流量控制回路FICQ1输出控制信号自动调节给水管上的供水阀门16开度，从而实现半自磨机的恒定给矿、比例给水。

半自磨机系统装有负荷监控装置22，并采用变速调节装置18。通过压力变送器检测半自磨机主轴承的承载压力或采用功率变送器同时监测半自磨机小齿轮的输出功率或采用电耳检测半自磨机的工作负荷，将检测到的负荷信号与系统设定值进行比较，当半自磨机负荷波动超过正常范围时，控制系统根据系统设定值，自动调节半自磨机的转速，使半自磨机负荷恢复正常。

这种半自磨球磨磨矿系统的控制方法，由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接，其特征在于其球磨机控制方法是：

球磨机回路中旋流器的渣浆泵采用变频调节装置19，砂泵池上设有液位计，旋流器的给矿管上设有浓度计、流量计，旋流器的溢流端设有粒度仪，同时带有浓度分析，旋流器入口设有压力变送器。

砂泵池液位传感器LE信号经液位变送器LIT输出标准电信号进入控制系统，控制系统液位控制回路LICA将检测到的液位信号与系统设定值比较，当砂泵池液位在正常范围内波动时，以控制旋流器压力为主。压力变送器PT将检测到的压力信号与系统设定值比较，压力控制回路PIC自动调节渣浆泵的变频调节装置19，以维持旋流器入口压力稳定，从而也就控制住了旋流器溢流产品的粒度。当由于其它原因造成旋流器砂泵池液位过高或过低时，控制系统启动压力切换控制单元PS，自动从旋流器压力调节回路PIC切换到泵池液位调节回路LICA，自动调节渣浆泵9的转速，避免砂泵池矿浆打空或外溢；当砂泵池液位在正常范围内波动时，控制系统又会自动转到旋流器压力为主的调节回路中。

旋流器的给矿浓度控制是通过调节砂泵池的加水量来实现的。旋流器给矿管上浓度传感器DE信号经浓度变送器DIT1输出标准电信号进入控制系统，控制系统浓度控制回路DIC将检测到的浓度信号与系统设定值比较，由系统输出控制信号自动调节给水管上的供水阀门16开度改变加水量，水量大小可通过砂泵给水管上的流量计测得。

另外，旋流器给矿管上浓度DIT1及流量FIT3信号进入控制系统，系统根据计算得出旋流器给矿的干矿量MI。

作为等同替换，上述破碎机是圆锥破碎机或对辊式破碎机，破碎机用于破碎从半自磨机排出的顽石粒子。当半自磨机的给矿矿石硬度超过设计的允许值时，由于能力的限制，半自磨机会产生过多的顽石粒子，则需要采用破碎机将顽石粒子破碎，以避免半自磨机“涨肚”，影响半自磨回路的能力和效率，也避免影响球磨机回路的能力和效率。

作为等同替换，振动筛是圆振动筛或圆筒筛。圆振动筛或圆筒筛的筛孔尺寸可根据半自磨机和后面球磨机的负荷平衡情况确定，以利于整个半自磨球磨回路的能力平衡。

半自磨机，其半自磨机是由磨机添加少量的钢球而形成的矿石碎磨装置，作为实施例，半自磨机的钢球充填率是6％-15％，球磨机的钢球充填率为30％-38％。

半自磨机回路工艺控制方法：半自磨机的给矿采用变频调速装置，其中在给矿皮带上安装有电子皮带秤，半自磨机采用变速驱动装置，半自磨机系统装有负荷监控装置，通过压力变送器检测半自磨机主轴承的承载压力或采用功率变送器同时监测半自磨机小齿轮的输出功率或采用电耳检测半自磨机的工作负荷。

当运行过程中半自磨机的负荷过高或过低时，监控装置将控制信号送至主控系统，由主控系统根据系统设定值，自动调节半自磨机的转速，使半自磨机负荷恢复正常。在半自磨机负荷恢复的同时，控制系统自动调节半自磨机的给矿量，同时按比例调整半自磨机的加水量。

球磨机回路工艺控制方法：球磨机回路中旋流器的给矿砂泵采用变频驱动装置，旋流器的给矿管设有浓度检测、流量计量，砂泵池设有液位检测，旋流器的溢流设有粒度检测，同时带有浓度分析；旋流器入口设有压力变送器。

当砂泵池液位在正常范围内波动时，以控制旋流器压力为主，自动调节砂泵的变频转速，以维持旋流器入口压力稳定，从而也就控制住了旋流器溢流产品的粒度。当由于其它原因造成旋流器砂泵池液位过高或过低时，自动从旋流器压力调节回路切换到泵池液位调节回路，自动调节旋流器给矿砂泵的转速，避免砂泵池矿浆打空或外溢；当砂泵池液位在正常范围内波动时，控制系统又会自动转到旋流器压力为主的调节回路中。旋流器的给矿浓度控制是通过控制系统自动调节砂泵池的加水量来实现的。

Claims (7)

1.一种半自磨球磨磨矿系统，其特征在于：由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接；

(1)、在振动给料机与半自磨机之间连接有第一带式输送机；

(2)、半自磨机的排矿给到振动筛，振动筛的筛下物料给入砂泵池，振动筛的筛上物料给到第二带式输送机，由第二带式输送机给入破碎机的进料口，破碎机的排料给到第三带式输送机，由第三带式输送机给到第一带式输送机，再返回半自磨机；

(3)、渣浆泵的进口端连接砂泵池，渣浆泵的出口端经给矿管连通旋流器的进料口；

(4)、旋流器的底流给入球磨机的进料口，旋流器的溢流给到浮选工序；

(5)、球磨机排料给入砂泵池。

2.根据权利要求1的半自磨球磨磨矿系统，其特征在于：所述破碎机是圆锥破碎机或对辊式破碎机。

3.根据权利要求1的半自磨球磨磨矿系统，其特征在于：所述振动筛是圆振动筛或圆筒筛。

4.根据权利要求1或2或3的半自磨球磨磨矿系统，其特征在于：所述半自磨机的钢球充填率是6％-15％。

5.根据权利要求1或2或3的半自磨球磨磨矿系统，其特征在于：所述球磨机的钢球充填率为30％～38％。

6.一种半自磨球磨磨矿系统的控制方法，由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接，其特征在于：

半自磨机的给矿装置-振动给料机采用变频调速装置，其中在给矿皮带上安装有皮带秤，其称重传感器和速度传感器信号经称重现场指示变送器输出标准电信号进入控制系统；

控制系统给矿控制回路将检测到的重量与系统设定值比较，当半自磨机负荷在正常范围内波动时，通过调节振动给料机变频转速，实现半自磨机的恒定给矿；

同时，在半自磨机的给水管上安装有流量计及调节阀；

流量传感器信号经流量现场指示变送器输出标准电信号进入控制系统；

控制系统根据当前的给矿量确定半自磨机的加水流量设定值，系统将检测到的流量值与设定值比较，由控制系统流量控制回路输出控制信号自动调节给水管上的阀门开度，从而实现半自磨机的恒定给矿、比例给水；

半自磨机系统装有负荷监控装置，并采用变速调节装置；通过压力变送器检测半自磨机主轴承的承载压力或采用功率变送器同时监测半自磨机小齿轮的输出功率或采用电耳检测半自磨机的工作负荷，将检测到的负荷信号与系统设定值进行比较，当半自磨机负荷波动超过正常范围时，控制系统根据系统设定值，自动调节半自磨机的转速，使半自磨机负荷恢复正常。

7.一种半自磨球磨磨矿系统的控制方法，由振动给料机、半自磨机、振动筛、破碎机、渣浆泵、旋流器、球磨机顺序连接，其特征在于：

球磨机回路中旋流器的渣浆泵采用变频调节装置，砂泵池上设有液位计，旋流器的给矿管上设有浓度计、流量计，旋流器的溢流端设有粒度仪，同时带有浓度分析，旋流器入口设有压力变送器；

砂泵池液位传感器信号经液位变送器输出标准电信号进入控制系统，控制系统液位控制回路将检测到的液位信号与系统设定值比较，当砂泵池液位在正常范围内波动时，以控制旋流器压力为主；

压力变送器将检测到的压力信号与系统设定值比较，压力控制回路自动调节砂泵的变频转速，以维持旋流器入口压力稳定，从而也就控制住了旋流器溢流产品的粒度；旋流器溢流产品的细度由粒度仪检测得到；

当由于其它原因造成旋流器砂泵池液位过高或过低时，控制系统启动压力切换控制单元，自动从旋流器压力调节回路切换到泵池液位调节回路，自动调节旋流器渣浆泵的转速，避免砂泵池矿浆打空或外溢；当砂泵池液位在正常范围内波动时，控制系统又会自动转到旋流器压力为主的调节回路中；

旋流器的给矿浓度控制是通过调节砂泵池的加水量来实现的，旋流器给矿管上浓度传感器信号经浓度变送器输出标准电信号进入控制系统，控制系统浓度控制回路将检测到的浓度信号与系统设定值比较，由系统输出控制信号自动调节给水管上的阀门开度改变加水量，水量大小可通过砂泵给水管上的流量计测得；  旋流器给矿管上浓度及流量信号进入控制系统，系统控制旋流器给矿的干矿量；球磨机负荷根据磨机供电电流来监视。

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