全尾矿浓缩系统工艺优化及自动控制的研究

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本文采用“旋流器-浓密机”两段分级浓缩工艺对某铁矿尾矿进行了浓缩工艺优化研究,为高浓度尾矿的制备奠定了基础。为了保证全尾矿分级浓缩系统的高效稳定的运行,对全尾矿分级浓缩系统进行了自动控制技术研究。在系统分析浓缩型旋流器给矿压力、进料浓度、溢流口直径、底流口直径等对旋流器浓缩效果的影响规律的基础上,提出了影响旋流器浓缩效果的关键因素及其影响规律。在实际操作中,可通过调节旋流器底流口和给矿压力的大小来控制底流浓度。为保证较高的底流浓度和底流产率,旋流器底流的排放状态应处于大角度伞状与拧绳状之间的过渡状态。当旋流器给料浓度为20%左右时,旋流器底流浓度可达到65~70%、底流产率可达到63~67%。进一步采用正交回归试验方法,得出了旋流器的底流浓度、底流产率、处理量与旋流器的底流口直径和给矿压力之间的回归方程,为旋流器浓缩系统的自动控制提供了理论依据。采用无耙高效浓密机对微细粒旋流器溢流进行了浓缩试验。研究表明,采用絮凝沉降的方法能够显著提高微细颗粒的沉降速度,絮凝剂的最佳用量为20-30g/t。通过对给料浓度、给料流量和底流流量对无耙高效浓密机底流浓度的影响规律研究,提出了通过控制浓密机底流流量来控制底流浓度的方法,得出了底流浓度与底流流量之间的回归方程,为无耙高效浓密机的底流浓度的控制提供了依据。结合全尾矿分级浓缩系统的特点,首次提出了浓缩型水力旋流器和无耙高效浓密机的自动化控制方法。采用三段“液位闭路反馈”控制给料泵池液位、两段PID控制输出调节给料变频器频率的方法,控制浓缩型水力旋流器的浓缩效果和工作状态稳定;采用调节底流流量的方法控制无耙高效浓密机的底流浓度。选用PLC为控制系统的控制器,结合液位、压力、流量等检测变送器和变频器、电动阀等执行器完成控制系统的检测、控制和执行功能。采用STEP7-Micro/WIN32编程软件实现了PLC控制程序的编程、下载和运行等功能;采用组态王KingView监控软件实现了上位机与PLC的通讯、系统自动启停、在线检测与执行、人机对话和系统报警等功能。对25t/d尾矿分级浓缩中试系统进行自动控制的设计和应用。结果表明:采用自动控制后,当给料浓度20.47%时,旋流器的底流浓度达到68.46%、底流产率达到66.31%;旋流器溢流经过一段浓密机浓缩后浓度达到36.33%,尾矿最终的浓缩浓度达到52.75%。在保证浓缩系统稳定工作的前提下,实现了全尾矿的高效浓缩。
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