离心选矿机智能给矿器及给矿方法.pdf

本发明公开一种离心选矿机智能给矿器及给矿方法，其设备包括总给矿管、给矿分矿箱、给矿管、给矿胶塞、控制阀，其特点是离心选矿机给矿分矿箱和给矿分配斗合为一体成为整体式给矿分矿箱，再加上对离心选矿机合理分组，采用自动控制程序进行给矿、冲洗卸矿；本发明通过对给矿设备及对给矿方法的改进，使给矿器能够准确完成对离心选矿机给矿、断矿、卸矿等过程的有效控制，使离心选矿机给矿系统变得更简单合理、设备运行稳定安全、降低离心选矿机的能耗及物耗、提高了离心选矿机的选矿经济指标。本发明结构简单，操作管理方便，具备推广应用价值。

1、  一种离心选矿机智能给矿器，其设备包括总给矿管、给矿分矿箱、给矿管、给矿胶塞、控制阀，其特征在于，离心选矿机给矿分矿箱和给矿分配斗合为一体成为整体式给矿分矿箱，采用控制阀对分矿的给矿胶塞动作，通过给矿管准确完成对离心选矿机给矿、断矿、冲矿与分矿过程的控制。

2、  按权利要求1所述的离心选矿机智能给矿器的给矿方法，其特征在于，同一段作业的多台、分散给矿、几何布置的离心选矿机并联，与一台离心选矿机智能给矿器形成一个给矿器组，对同一组给矿器内的离心选矿机给矿、断矿、冲矿与分矿时间进行编程，形成一个选矿程序控制组，控制阀控制给矿器对每台离心选矿机的给矿、断矿、冲矿与分矿时间，其给矿时间按下列公式计算：t₁＝T-t；每组相邻两台离心选矿机的给矿时间间隔为一台离心选矿机洗矿卸矿所用时间t；
上述公式中：t控制每台离心选矿机的卸矿时间；
            T选矿周期，每台离心选矿机从给矿到卸矿结束的时间；
            N为所选定离心选矿机的台数。

3、  如权利要求2所述的离心选矿机智能给矿器的给矿方法，其特征在于，离心选矿机的冲洗卸矿时间是根据离心选矿机入选矿性质及精度要求而定，每一组给矿器的离心选矿机台数根据给总体给矿能力而定，调整每组给矿器流量，使每台离心选矿机的给矿时间是洗矿卸矿时间的倍数，以确保每一个选矿周期给矿及冲洗卸矿的均衡稳定，其每组离心选矿机的台数为：
N＝t₁/t+1式中：t₁为每台离心选矿机的给矿时间，
t为每台离心选矿机冲洗、卸矿的时间。

离心选矿机智能给矿器及给矿方法
技术领域
本发明属于一种矿山用的选矿辅助设备，具体是一种离心选矿机智能给矿器及给矿方法。
背景技术
传统离心选矿机是近代发展起来的回收细粒矿物(矿泥)中有用矿物的新型设备。细粒矿泥在重力场中分选效果差，有时甚至难于分选。而在离心力场中所受离心力比重力大的多，并和流膜选别相结合。能够解决从74～10微米矿泥中回收细粒矿物问题。
传统离心选矿机的构造及工作过程如图1所示。它主要由主机和控制机构两大部分组成。主机的任务是选矿，控制机构是为主机服务的，它的作用是控制给矿、断矿、冲矿与分矿，使主机能够按工艺要求准确及时地工作。
如图1所示，传统离心选矿机的工作过程：矿浆经过分矿箱18，调整给矿胶塞19的上下行程大小，控制矿浆的给矿量，经给矿管1给到给矿分配器2，然后流入给矿槽3，经导管5进入离心选矿机转鼓7内，通过给矿嘴6，顺转鼓转动方向将矿浆给人转鼓小头部分内壁上，转鼓以350～500转/分旋转，在离心力与流膜作用下，重矿物沉积到转鼓内壁成为精矿，并随转鼓一起旋转。轻矿物在精矿层表面沿转鼓坡度方向被水膜冲走，并成为尾矿流入尾矿槽14中。
给矿时间结束，控制机构k1通电动作，将给矿分配器2偏转到回流槽4上，矿浆回到给矿泵池，经泵重新打回离心选矿机给矿分矿箱。离心选矿机待尾矿排放结束后，控制机构k2通电动作，接着转鼓下面的排矿分配器13便偏转移到精矿槽15一侧。这时高压水阀控制机构k3通电动作，高压水阀门16自动打开，把转鼓壁内的精矿冲入精矿槽15内。待精矿冲洗干净后，高压水阀控制结构k3停电动作，冲矿高压水阀水门16自动关闭，控制机构k1、k2停电动作，给矿分矿器2及排矿分矿器13也自动复位，离心选矿机又自动给矿，开始下一个周期的选别。所以离心选矿机的工作过程是间断式的，一个选矿周期时间根据入选矿石性质而定。
其离心选矿机优点是：(1)对微细粒矿泥的处理比较有效，对37～19微米的粒级回收率高度90％左右，其他重选设备无法达到；(2)离心力的作用，强化了重选过程，缩短分选时间，处理能力到达自动流槽的10倍；(3)占地面积小，自动化程度高。
这种离心选矿机其缺点：(1)生产过程间断作业，不能连续生产；(2)耗水量比平面流槽大；(3)有一部分矿浆在冲矿时必须走回流，造成能耗及管道消耗增高；(4)控制系统的执行机构较多，事故率较高，影响选矿指标。
发明内容
本发明针对传统离心选矿机部分给矿矿浆在冲矿时必须走回流循环、执行机构较多等缺点，在不改变离心选矿机主机的结构及选矿过程条件下，采用离心选矿机智能给矿器，解决离心选矿机必须走回流增加能耗、物耗及控制系统执行机构事故率高的问题。
本发明的技术方案是将同一段作业的多台、分散给矿、几何布置的离心选矿机并联，几台并联的离心选矿机用一台给矿器联结，形成一个给矿器组，其每台给矿器的设备包括总给矿管、给矿分矿箱、给矿管、给矿胶塞、控制阀，其特点是，将离心选矿机给矿分矿箱和给矿分配斗合为一体成为整体式给矿分矿箱，采用控制阀对分矿的给矿胶塞动作，准确完成对离心选矿机给矿、断矿、冲矿与分矿的控制。
由于本发明离心选矿机选矿过程是周期循环式的，离心选矿机每一个周期洗矿卸矿时的回流量被缓冲存放在给矿分矿箱内，为了保证给矿分矿箱内矿浆体积量的稳定，确保给矿分矿箱不冒矿，根据离心选矿机功率、入选矿石性质及指标要求确定选矿周期，对同一组给矿器内的离心选矿机给矿、冲矿与分矿时间进行合理编程，形成一个选矿程序控制组，由控制阀控制给矿器对每台离心选矿机的给矿、断矿、冲矿与分矿时间，其每台离心选矿机控制器开关控制阀的给矿时间按下列公式计算：t₁＝T-t；每组相邻两台离心选矿机的给矿时间间隔为一台离心选矿机洗矿卸矿所用时间t；这样就能保证当其中一台离心选矿机在洗矿卸矿矿时，其它几台离心选矿机在给矿状态，这样给矿分矿箱的矿浆液位就能够稳定；
式中：t每台离心选矿机的洗矿卸矿时间(包括断矿、复位时间)，
T选矿的周期，每台离心选矿机从给矿到冲洗卸矿结束的时间。
每一组给矿器控制离心选矿机的台数与离心选矿机的选矿技术要求及给矿的总体能力有关，一般来讲，离心选矿机的功率是一定的，本发明根据不同的矿石及选矿精度的要求，确定离心选矿机的冲洗卸矿时间t，再根据总体给矿能力，适当调整总给矿管的流量，使每台离心选矿机的给矿时间t₁是洗矿卸矿时间t的倍数，从而确定每台给矿器所配离心选矿机的台数及选矿周期，以确保每一个选矿周期给矿及冲洗卸矿的均衡稳定；
N＝t₁/t+1式中：N为每一组给矿器控制离心选矿机的台数，
t₁为每台离心选矿机的给矿时间，
t为每台离心选矿机冲洗、卸矿的时间(包括断矿、复位时间)。
综合考虑一组离心选矿机的台数为4～8台。
本发明通过对给矿设备及对给矿方法的改进，将原离心选矿机给矿分矿箱和给矿分配器合二为一，采用智能给矿控制，使给矿器能够准确完成对离心选矿机给矿、断矿、冲洗、卸矿；离心选矿机给矿系统变得更简单合理，设备运行稳定安全，降低离心选矿机的能耗及物耗，提高了离心选矿机的选矿经济指标。本发明结构简单，操作管理方便，具备推广应用价值。
附图说明
图1为原给矿器及离心选矿机的结构示意图；
图2为本发明给矿器及离心选矿机的结构示意图；
图3为图2给矿器部分的俯视图；
图4单台离心选矿机选矿周期示意图；
图5给矿器配备与离心选矿机的配置示意图；
图6给矿器控制离心选矿机给矿智能分矿器控制程序电路图。
图中，1-给矿管；2-给矿分配器；3-给矿槽；4-回浆槽；5-给矿导管；6-给矿嘴；7-转鼓；8-底盘；9-转动轴；10-滚动轴承；11-电动机；12-接矿槽；13-排矿分配器；14-尾矿槽；15-精矿槽；16-高压水阀门；17-冲洗水鸭嘴；18-给矿分矿箱；19-给矿胶塞；20-给矿总管；21-分矿总管；22-接手；k1，k2，k3-控制阀组。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图2、3所示，本发明每台给矿器的设备包括总给矿管、给矿分矿箱、给矿管、给矿胶塞、控制阀，其特征在于，把原离心选矿机给矿分矿箱和给矿分配斗合为一体成为整体式给矿分矿箱，采用控制阀对分矿的给矿胶塞动作，准确完成对离心选矿机给矿、断矿，使离心选矿机给矿系统变得更简单合理。
如图4所示，每台离心选矿机的给矿及洗矿周期时间为T，T＝给矿时间t₁+冲洗、卸矿时间t(包括断矿、复位时间)。
如图5所示，本发明的技术方案是将原同一段作业的多台、分散给矿、按几何方式布置的离心选矿机并联，几台并联的离心选矿机用一台给矿器给矿，形成给矿器组；每一组给矿器控制离心选矿机的台数与离心选矿机的选矿技术要求及给矿的总体能力有关，一般来讲，离心选矿机的功率是一定的，本发明根据不同的矿石及选矿精度的要求，确定离心选矿机的冲洗卸矿时间t，再根据总体给矿能力，适当调整总给矿管的流量，使每台离心选矿机的给矿时间是洗矿卸矿时间的倍数，以确保每一个选矿周期给矿及冲洗卸矿的均衡稳定，从而确定每台给矿器所配离心选矿机的台数N，N＝t₁/t+1，并根据现场的实际情况，将原有平面按几何方式布置的离心选矿机就近分组，并联到一个给矿器上。
式中：N为离心选矿机的台数，综合考虑一组离心选矿机的台数为4～8台。
t₁为每台离心选矿机的给矿时间，
t为每台离心选矿机冲洗、卸矿的时间(包括断矿、复位时间)。
为了保证矿浆给矿分矿箱矿浆体积量的稳定，给矿分矿箱不冒矿，当这台离心选矿机开始冲洗卸矿时，其它离心选矿机处于给矿状态，其控制阀控制每台离心选矿机给矿时间按下列公式计算：t₁＝T-t
式中t₁每台离心选矿机的给矿时间，
t控制每台离心选矿机的冲洗、卸矿时间(包括断矿、复位时间)，
T选矿的周期，每台离心选矿机从给矿到冲洗卸矿结束的时间，
N为所选定离心选矿机的台数。
本发明的给矿控制过程是这样的，以其中一组给矿器为例，如图2、3、5所示，图2为其中一台给矿器与一台离心选矿机的联结示意图，其给矿器设备包括总给矿管20、给矿分矿箱18、给矿管1、给矿胶塞19、控制阀，本发明将原离心选矿机给矿分矿箱和给矿分配斗合为一体成为整体式给矿分矿箱18，采用控制阀K1₁对分矿的胶塞动作进行控制，完成离心选矿机准确给矿、断矿的要求。离心选矿机待处理的矿浆，经过矿浆给矿管20、分矿总管21均匀发布在给矿分矿箱18内，给矿时，控制阀k1通电工作，带动接手22、胶塞连杆提起给矿胶塞19，矿浆通过给矿胶塞19通过给矿管1、给入离心选矿机导管5进入离心选矿机，通过给矿嘴6给入转鼓7内进行选矿；在第一台离心选矿机给矿时间为t₁(一台离心选矿机的洗矿卸矿时间)结束时，控制阀k2通电工作给第二台离心选矿机给矿，以此类推，当第最后一台离心选矿机开始给矿时，控制阀k1断电，第一台离心选矿机给矿结束，开始冲矿卸矿。当控制阀k1断电，第一台离心选矿机断矿，结束给矿时，控制阀k2通电动作，控制转鼓下面的排矿分配器13便偏转移入精矿槽15一侧，这时高压水控制阀k3通电动作，高压水阀门16自动打开，把转鼓壁内的精矿冲入精矿槽15内。待精矿冲洗干净后，高压水控制阀k3₁断电，停止动作，冲矿高压水阀水门16自动关闭；同时，控制阀k2停电动作，控制阀k1通电工作，给矿器给第一台离心选矿机给矿，开始下一个周期的选矿。
例如：某赤铁矿选矿工艺离心选矿机的洗矿卸矿时间为30秒，(断矿时间2秒，冲矿时间27秒，复位时间1秒)。如图5所示，每组给矿器给5台离心选矿机(1^#～5^#)给矿，离心选矿机一个选矿周期为150秒，其中：给矿时间120秒，30秒完成一台离心选矿机的冲洗卸矿，5台离心选矿机的冲洗卸矿过程分5个时间段进行，5台离心选矿机逐台进行动作，相隔时间为30秒，一个分矿器始终保持有4台处于给矿状态，一台处于洗矿状态，150秒一个周期后，完成一次给矿、断矿、冲矿卸矿的自动控制执行动作过程。
上述实施例的电气控制原理如图6所示。每台离心选矿机配一组给矿、卸矿、给水电磁阀，以一组给矿器为例，当智能给矿器的第一台离心选矿机给矿时间结束时，J6开关断电，线圈CF1停止工作，控制阀K1控制胶塞断矿；断矿时间2秒结束时开关J7、J8通电，线圈CF2、CF3吸合开始工作，控制阀K1₂动作控制接着转鼓下面的排矿分配器13便偏转移到精矿槽15一侧。这时高压水阀控制机构K3通电动作，高压水阀门16自动打开，把转鼓壁内的精矿冲入精矿槽15内；离心选矿机冲矿卸矿时间27秒结束时，开关J7、J8断电，线圈CF2、CF3停止开始工作，控制阀K3停电动作，冲矿高压水阀水门16自动关闭，控制阀K2停电动作，排矿分矿器13也自动复位，时间1秒，此时J6开关通电，线圈CF1闭合工作，控制阀K1控制胶塞开始自动给矿，开始下一个周期的选别，当离心选矿机给矿时间达到120秒后，J6开关断电，开始下一个周期的冲矿选矿，以此类推。五台离心选矿机同一种动作按时间差30秒顺序动作工作，始终保持一台离心选矿机在给矿，其余四台离心选矿机在冲洗、卸矿。离心选矿机给矿、冲矿、卸矿由PLC按时间要求进行编程逻辑控制，从而实现PLC控制对离心选矿机系统的智能给矿。
通过上述的控制方法给矿，就能到达分配器的矿浆液位稳定，原设计时的占给矿量的20％回流矿浆就没有了，既简化了离心选矿机的操作执行过程，而且，消灭了离心选矿机的回流矿浆量，减少了20％的给矿泵的能源消耗及物耗。
本发明主要把离心选矿机原给矿分矿箱和给矿分配器合二为一，再加上离心选矿机合理分组进行给矿、冲洗卸矿的自动控制程序设计，实现离心选矿机给矿的稳定及简化，降低离心选矿机的能耗及物耗，使离心选矿机的操作管理进一步简单化，提高离心选矿机的选矿经济指标。本发明结构十分简单，操作管理方便，并且在生产上已经试验使用，具备推广应用条件。