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对湖南锑矿选矿设备（浮选设备）节能降耗的研究

 本系统采用S7-200PLC做控制器，主要采用的电气设备及仪表包括变频器、渣浆泵、电磁流量计、电流互感器、电压互感器、数显仪表以及加药电磁阀等。本设计主要内容是用PLC做控制器，完成锑矿浮选过程浓密机底流矿浆浓度控制、浮选给矿量控制、进气流量控制、浮选液位控制、浮选药剂控制等过程控制，使得各被控变量稳定的跟踪各自的设定值，实现浮选过程的自动控制。

1  湖南锑矿选矿特点

 湖南锑矿资源丰富，最著名的就是锡矿山锑矿田。锡矿山锑矿田位于湖南省冷水江市（原属新化县）东北约15km处，是我国超大型锑矿，驰名中外。1949年以来探明锑储量85.9万l（包括希、田内的南区、北区及童家院3—6线的储量）加上1949年以前采出的矿量，共约计锑储量达200多万吨f，至今找矿还有较大的潜力。原生矿石为单一硫化锑矿石，几乎全部为辉锑矿，仅有少量黄铁矿、磁黄铁矿等。氧化矿石主要为黄锑华、锑华、锑赭石等。湖南锑矿选矿的特点有：

 (1)氧化锑矿石目前不能用浮选的方法剧收，可以用手选或者重选、重介质选矿的方法划收。

 (2)辉锑矿的可浮性与pH值有关。在酸性介质中可浮性最好；碱性介质中由于矿物表而的碱溶性而不浮；在中性矿浆中辉锑矿需要活化以后才能浮游。目前使最广范的活化剂是硝酸铅，有时也使用硫酸铜做活化剂，也可使用两种混合加药。

 (3)铅是锑精矿的有害杂质，为了保证精矿质量也可使用硫酸取代硝酸铅，在酸性介质中浮选辉锑矿。当然对设各提出了更高的要求。

 因此，湖南锑矿选矿应主要采用浮选法。

2  系统工艺流程

 主要设备和过程包括有矿浆浓密机、矿浆搅拌桶（矿浆调浆桶）、浮选柱、配药过程、药剂添加过程、进气过程、漂洗水过程、浮选液位过程、中矿处理环节、精矿收集槽和尾矿收集槽等，此外有些过程还包括有其他环节，如磁选删收环节，中矿再磨环节等。其中，浓密机是提高矿浆浓度，以备后续生产使用，同时删收水资源循环利用：矿浆搅拌桶作为连系浓密机和浮选设备的中间缓冲设备，矿浆在搅拌柄中进行充分调浆作业后，形成分布均匀、流量稳定的矿浆之后输送给浮选柱；浮选过程采用的设备为浮选柱，通过具有多种级别、多级层次的浮选流程，最终得到品位合格的精矿和尾矿；同时根据需要配备了相应的浮选药剂配制和添加装置、进气装置、浮选液位装置等；浮选过程生产出来的精矿和尾矿分别进行收集、完成整个浮选过程。系统的基本工作过程如图1所示。

 来自上铹磨矿一磁选工序矿浆经矿浆管道输送至矿浆浓密机后，通过浓密机对矿浆进行浓缩脱水作业；浓缩脱水后浓度合格的矿浆经底流渣浆泵输出至浮选车间矿浆搅拌柄，在搅拌桶中对矿浆进行充分的调浆作业，添加相应的浮选药剂，使得矿浆与浮选药剂充分作用，最大可能的增强矿物的矿化程度；调浆后的矿浆经溢流口自动流出，进入浮选柱，由于采用的是浮选泡沫为尾矿、底流矿浆为i精矿的反浮选工艺，浮选柱底流为浮选精矿，泡沫则为浮选尾矿。

3  节能降耗的控制系统

 现代工业生产过程是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。PLC在节能降耗方而具有如下特点：

 (1)抗干扰能力强，可靠性高：

 (2)控制系统结构简单，通用性强；

 (3)功能强大，成本低；

 (4)设计、施工、调试的刷期短；

 (5)维护方便。

3.1  浓密机底流浓度控制系统

 浓密机底流浓度控制系统如罔2所示，磁铁矿浆通过渣浆泵送入搅拌桶，浓度计对矿浆浓度进行检测，然后将所测浓度值送入PLC与设定值进行比较。若检测浓度值大于设定值，则PLC通过改变变频器的频率来降低渣浆泵的转速，进而降低浓密机底流浓度；着检测浓度值小于设定值，则PLC通过改变变频器的频率来提高渣浆泵的转速，进而提高浓密机底流浓度。

3.2  浮选给矿量控制系统

 浮选给矿量控制系统如图3所示，给矿量控制器为PLC，浮选给矿量控制叫路的电气仪表设备主要包括浓度计、流量计、数显仪表、电动调节阀和PLC等。浓度计和流量计将测得的给矿量的值传给PLC，PLC将测得的给矿量的值与设定值进行比较，若测得的值比设定值大，则PLC控制电动调节阀，使其开度减小，反之，则使电动调节阀开度增大，进而控制浮选给矿量。

3.3  浮选进气流量控制系统    。

 浮选进气流量控制系统如罔4所示，进气流量控制器为PLC，浮选进气流量控制叫路的电气仪表设备主要包括涡街流量计、电动调节阀和PLC。涡街流量计将测得的进气流量值传给PLC，PLC将测得进气流量值与设定值进行比较，着测得的值比设定值大，则PLC控制电动调节阀，使其开度减小，反之，则使电动调节阀开度增大，进而对浮选进气流量进行控制。

3.4  浮选液位控制系统

 浮选液位控制系统如罔5所示，液位控制器为PLC，浮选液位控制回路的电气仪表设各主要包括两个压力表、显示仪表、电动调节阀和PLC。压力计将测得的液位值传给PLC，PLC将测得液位值与设定值进行比较，若测得的值比设定值大，则PLC控制电动调节阀，使其开度减小，反之，则使电动调节阀开度增大。

3.5  浮选药剂控制系统

 浮选药剂控制系统如图6所示，浮选药剂控制器为PLC,浮选药剂控制删路的电气仪表设备主要包括电磁流量计、电磁调节阀和PLC。电磁流量计将测得的药剂流量值传给PLC，PLC将测得药剂流量值与设定值进行比较,PLC通过控制电磁调节阀的开和关来控制浮选药剂的流量。

4  浮选药剂和控制系统的选择

4.1  电气仪表选择

 磁铁矿浮选过程生产环境和操作条件具有选矿行业普遍存在的粉尘多、潮湿、污水多、生产环境恶劣、操作条件差等特点。根据磁够峋“浮选过程智能控制系统总体要求，结合现场工艺生产过程和设备运行情况，对现场的生产装置及现有自动化设备配置进行了调研。在设计过程中，电气仪表系统选型是依据磁铁矿浮选过程工艺及检测对象的特征、工艺介质特性及技术参数确定的，能适席磁铁矿浮选的生产环境。主要采用的电气仪表系统种类有变频器、渣浆泵、电磁流量计、电流互感器、电压互感器、数显仪表以及加药电磁阀等，仪表大多要求具有防水、防尘功能。

4.2  加药电磁阀

 图7所示为一种选矿工艺浮选加药专用电磁阀，耐腐材料制的阔体的顶部密封固定有永久磁体，阀体的中部有一位于永久磁体正下方的铁芯，铁芯密封固定于一个在阀体内可升降的酎腐材料制的铁芯外壳内，铁芯外壳上端接近永久磁体，下端接近阀体的药剂出口，电磁阀线幽连接在靠拢铁芯外壳的阀体上。该阀耐腐蚀，使用寿命长，加药中通电时间短、线幽不易发热，因而使用寿命长，加药控制精度大大提高，调节范围广，输出药剂可任意调节；直流低电压供电，不会造成人员伤害。

 浮选药剂的控制是通过控制加药电磁阀的开关来控制浮选药剂的多少，当浮选药剂大于预设值，则关闭加药电磁阔，若浮选药剂小于预设值，则打开加药电磁阀。通过电磁流量计的检测值得出浮选药剂的流量，若所得药剂流量等于设定值，电磁流量计继续检测，如果所得值与预设值不相等，进行PID运算，然后PLC将阀门开关状态输出，从而控制浮选药剂加药量。浮选药剂控制软件流程阁如图8所示。

5  结束语

 本设计选择S7-200PLC做为系统的控制器，控制系统由PLC及其扩展模块、变频器、电动调节阀、电磁阀等组成，文中简要分析了浮选自动控制系统的工作过程。在此基础上，分析并设计了浮选过程节能降耗的控制方案，希望此研究有助于湖南锑矿选矿的发展。

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