某選鐵廠選用的浮選機(jī)采用的傳統(tǒng)的人工手動(dòng)加藥裝置，不僅生產(chǎn)效率低、浮選成本較高，而且藥劑消耗量大，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也超荷，嚴(yán)重制約著該鐵選廠的經(jīng)濟(jì)效益。因此，該鐵選廠委托紅星機(jī)器廠對(duì)其浮選加藥控制系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)化改造。

一、改造方案

目前，浮選系統(tǒng)加藥方式有兩種，一種是在一次浮選入料泵的入口處集中加藥，第二種是在礦漿預(yù)處理器上方分點(diǎn)加藥。根據(jù)該鐵選廠的實(shí)際情況和其他鐵選廠的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，第二種加藥方式更合理。在確定加藥方式的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)浮選系統(tǒng)自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)，并安裝相應(yīng)的設(shè)備與儀器。在礦漿入浮選機(jī)總管道上安裝濃度計(jì)，測(cè)量入浮礦漿濃度；在每臺(tái)礦漿預(yù)處理器入料管道上安裝礦漿流量計(jì)和循環(huán)水流量計(jì)，測(cè)量管內(nèi)流體流量；在每臺(tái)浮選機(jī)的礦漿預(yù)處理器上安裝兩臺(tái)計(jì)量泵，實(shí)現(xiàn)即時(shí)定量加藥。

該系統(tǒng)可根據(jù)每臺(tái)浮選機(jī)的入浮礦漿量（以鐵礦計(jì)算）單獨(dú)加藥，調(diào)控精確，且能夠消除入浮鐵礦性質(zhì)差異帶來(lái)的偏差；加藥點(diǎn)靠近浮選機(jī)，加藥管路較短，系統(tǒng)靈敏度高，有利于消除控制系統(tǒng)的滯后性；可以計(jì)算出每臺(tái)浮選機(jī)的入浮礦漿流量和濃度，生產(chǎn)數(shù)據(jù)全面，有助于總結(jié)分析生產(chǎn)工藝和崗位司機(jī)操作。

二、浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)

浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)是通過(guò)檢測(cè)浮選機(jī)的入浮礦漿濃度與流量，并計(jì)算出鐵礦量，進(jìn)而建立浮選藥劑添加量與鐵礦量、入浮礦漿濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)流量計(jì)和濃度計(jì)對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以控制核心PLC對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)跟蹤入浮礦漿濃度和流量變化，及時(shí)調(diào)整浮選藥劑添加量的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1、控制原理

浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，即浮選藥劑添加量由入浮礦漿量、噸煤藥耗量等參數(shù)決定，藥劑添加量與各參數(shù)的關(guān)系可表達(dá)為：Q0i=K1×m+K0i，（1）式中：Q0i為藥劑添加量，i=1、2，L/h；K1為鐵礦藥耗量，L/t；m為鐵礦量，t/h；K0i為修正值，i=1、2，L/h。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于每臺(tái)浮選機(jī)的工況和入浮礦漿的性質(zhì)不同，其藥劑添加量也存在差異，通過(guò)修正值可以對(duì)藥劑添加量進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的目的。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該鐵選廠浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由PLC模塊、觸摸屏、計(jì)量泵、濃度計(jì)、電磁流量計(jì)等組成。其中一臺(tái)濃度計(jì)安裝在一次浮選機(jī)的DN600入料管道上，10臺(tái)電磁流量計(jì)分別安裝在5臺(tái)礦漿預(yù)處理器的礦漿入料管和循環(huán)水管上。利用檢測(cè)到的入浮礦漿濃度和流量數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出每臺(tái)浮選機(jī)的入浮礦漿中所含的鐵礦量。為了避免藥劑罐內(nèi)液面變化對(duì)計(jì)量泵輸出流量的影響和管路虹吸現(xiàn)象，在管道上安裝了背壓閥；同時(shí)在管道上加裝了脈沖阻尼器，以穩(wěn)定流體壓力和流量，消除管道振動(dòng)現(xiàn)象，確保背壓閥正常工作。

3、系統(tǒng)功能

（1）測(cè)量與控制功能。PLC通過(guò)檢測(cè)儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)以太網(wǎng)與觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)經(jīng)CPU計(jì)算與處理后，通過(guò)輸出模塊輸出控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵工作。該系統(tǒng)不但能夠?qū)崟r(shí)跟蹤入浮礦漿中的干煤量，而且能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的流量；其控制方式有兩種，分別為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，浮選司機(jī)可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況選擇。

（2）操作、顯示、記錄功能。這些均是基于觸摸屏的人/機(jī)交互界面的功能，包括實(shí)時(shí)顯示浮選系統(tǒng)工藝流程和動(dòng)態(tài)參數(shù)（包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖和歷史趨勢(shì)圖）、自動(dòng)/手動(dòng)控制方式選擇、計(jì)量泵遠(yuǎn)程啟停、工藝參數(shù)設(shè)置、歷史記錄查詢(xún)、累積量顯示（包括日累積和月累積）等。

三、應(yīng)用效果

2014年11月該鐵選廠浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)正式投入使用，在系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定后，于2014年12月23-25日對(duì)4011#一次浮選機(jī)進(jìn)行了單機(jī)試驗(yàn)。不同加藥方式時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果顯示：采用自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)后，浮選精煤灰分比較穩(wěn)定，在11.06%～12.29%之間；浮選精煤產(chǎn)率由64.14%提高到65.15%，提高1.01個(gè)百分點(diǎn)；鐵礦藥劑消耗總量下降0.122kg/t，浮選生產(chǎn)成本降低。

該鐵選廠月綜合數(shù)據(jù)顯示：2014年1-10月，鐵礦石的捕收劑、起泡劑消耗量分別為0.88、0.55kg/t，藥劑消耗總量為1.43kg/t；11月鐵礦石的捕收劑、起泡劑消耗量分別為0.73、0.57kg/t，藥劑消耗總量為1.30kg/t。由此可見(jiàn)，該系統(tǒng)投入使用后，浮選藥劑消耗總量下降0.13kg/t。按照藥劑入浮量為原鐵入選量的18%、藥劑價(jià)格為1.08萬(wàn)元/t計(jì)算，每年可節(jié)約藥劑成本151萬(wàn)元。

該浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)在選鐵廠應(yīng)用實(shí)施后，運(yùn)行非常可靠，控制精度也達(dá)到一定的高度，有效提高了浮選工藝的生產(chǎn)指標(biāo)，而且大大降低了浮選操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低藥劑消耗，為選鐵廠帶了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。