粒度析仪在某选矿厂的工业应用

粒度析仪在某选矿厂的工业应用
选矿生产设备及检测技术的自动化发展促进了选矿技术的进步，主要围绕选矿两方面的难题：一是解离；二是富集，这两方面都与矿物的粒度有直接关系，但在传统的选矿技术里，测量矿物粒度需要人工筛析及水析，不能满足生产现场即时提供数据的要求。

自动化PSI-300粒度仪在选矿工艺中对磨矿粒度的在线监测发挥着重要作用，可检测矿物再磨细度保证充分解离，虽然许多选厂都在使用该套设备，但仍存在着不能正常运用的选厂，针对在现场遇到的问题，介绍粒度仪工业应用及系统的正常运行维护，以及如何提高在线测量精确度，对提高生产指标有着重大的作用。

标签：自动化；选矿技术；PSI-300粒度仪；粒度；解离
1 引言
选矿厂的磨矿系统是确保选矿指标的关键工序，其控制目标是在保证磨矿分级粒度合格，保证矿物充分单体解离，提高浮选生产指标。

为了实现这个控制目标，需要对磨机的磨矿效果進行在线监测，再磨细度不够或者出现过磨，需要对磨机操作进行控制。

影响磨机运行状态的因素有很多，包括：矿石的可磨性、磨机给料、磨矿循环负荷、磨矿介质、磨矿浓度等。

为了实现磨机运行高效化，需要实时监控磨机运行状态，当发现磨机工作状态偏离稳态时，需要实时对磨机给矿进行调整，以取得较好控制效果，因此，实时在线检测磨矿产品粒度就显得十分重要和关键。

对于矿物磨矿粒级的测定，在传统选矿领域，使用人工筛析、水力分级等方法，工作量大时间花费长，不能满足生产现场即时数据需求。

而随着选矿技术的进步，逐步实现了生产设备的自动化，在再磨细度测定方面主要有粒度仪。

但是多数选厂由于设备维护、设备精度等原因并不能成功应用该粒度仪。

本文是介绍新田选厂成功运用PSI-300粒度仪[1-3]检测磨矿粒度，能够适时反映磨矿细度，替代人工筛样，人工筛样每小时一次，运用粒度仪检测频率可达到5分钟/次，增加了粒度检测频率，减小了筛样误差，严格控制了入选前的粒度，为浮选指标的稳定打下了基础。

2 粒度分析仪器原理
PSI-300由流量稳定装置、标定取样器、测量传感器、电子控制柜和显示操作面板等部分组成。

矿浆流经一次取样器被截出有代表性的矿浆样品200L/min，然后进人稳流装置，装置中设有不锈钢筛网，可筛除过粗的颗粒，并由一个音叉开关液位计控制稳定装置中液位不变，避免矿浆的不稳定和大气泡的产生。

矿流在稳流装置和旁路之间被分割，大约20L/min 的稳定样品从稳流装置中连续流出，再进人粒度测量部分。

粒度测量部分由马达、凸轮、测量柱塞、差动变压器、测量槽组成。

通过马达、减速机构、凸轮、柱塞将马达的旋转运动换为柱塞在测量槽中的上下垂直运动，每秒钟上下一次，柱塞头由高精度耐磨、易更换的陶瓷
材料制成。

在陶瓷头撞击矿浆的瞬间，传感器读取测量到的数据经过信号转换器将信号转换成4一20mA的标准仪表信号送到PLC中，并利用PLC运算速度快的特点，短时间连续读取数据，并取其平均值作为一个有效值，通过单位时间采集120次的有效值，作为最终参与计算的数值，记为A VE。

3 粒度及荧光分析仪在新田选厂的应用
PSI-300粒度仪在生产现场累计抽测指标见表1，由表1可知原矿再磨溢流合格率91.67%、铜粗精矿再磨溢流-400目合格率为75.00%、锌粗精矿再磨溢流-400目合格率为83.33%，均达到考核要求。

4 粒度仪的维护
4.1 常规维护
①每日对PSI 300粒度仪装置，进行卫生清理一次，冲洗设备时，防止水进入控制单元操作主板内，保证粒度发送器（PSTS），标定取样器（PCAA），空气过滤器单元（PAFS）控制单元（触摸屏控制柜PCCS），矿流稳定槽（PFSA），阀门箱装置（VBS）等设备应清洁干净。

②每时应观察数据变化状态，保证分析数据传输无误，如通信故障及时叫电工来处理。

③检查多路器结垢情况，垢多时用草酸清洗，清洗时防止进入探头内，清洗完毕后要用水冲洗干净。

每个班应对传感器头自动清水冲洗并进行零校验。

④设备运行时，检查各仪表、阀门、气压应工作正常，如有异常损坏应及时处理或更换。

⑤步进电机工作时，应检查温度、声音、运行参数正常，如有异常请电工来处理。

⑥设备运行故障报警，根据报警情况，按故障报警程序进行处理。

⑦每天检查二次取样，水喷洗-冲刷-排放阀系统，清洗过滤网，如果有磨损，应进行更换。

⑧每周检查仪表、气源、过滤器，检查冲洗水过滤器，清洗过滤器.保证粒度仪清洁，如果有矿浆，应冲洗.冲洗标定取样，班取样刮刀等。

⑨每半年应检查测量头的保护橡胶，如密封不好，请更换密封橡胶。

⑩转动部分需润滑的定期加油。

根据电池应用情况，定期更换备份电池。

4.2 开启和停止使用分析仪注意事项
开启之前要检查底座组件和二次采样。

要确保二次采样罐，主要进样，样品返回管和取样刀具是干净的如有必要，需用水冲洗。

可从下而上冲洗试样刀管，仪表空气过滤器和水分离器应是干净的。

开启粒度仪：①将旁路开关达到开启位置；②打开水源；③打开气源（若第一次开启或者气压有变动，要检查气压表达到4kpa 以上）；④检查是否有气压和水压；⑤开启取样流道矿流；⑥把电源开关达到（ON）；⑦电机测量探头是否运行；⑧仪器加载组件需要一段时间；⑨主操作界面在本地显示；⑩零点检测，若零点检测报警需检查原因；?最后开始自动测量样品。

停止分析仪：停止时间小于一个星期，要求只停止样品测量，使流道保证在
旁路状态。

以避免重启分析仪时导致管道堵塞。

①将探测控制装置的备用开关设置为待机状态。

保证样品测量完成。

流量罐和测量探头会自动排水冲洗。

冲洗完成后系统会自动停止；②分析仪被保持待机状态。

自动功能保持停止，直到待机开关恢复正常位置；③如果初级采样器不由分析仪自动控制（选择），应手动停止。

确保样品进入/返回管用水冲洗以便重新启动；④确保在机座组件样品检测头是否干净。

如果需要的话，用水冲洗；⑤确保快速排水阀开启；⑥若停止时間大于一周，把电源主开关达到“0”位置，电机停止后关闭水源，气源。

4.3 粒度仪常见报警处理及注意事项
①出现“Alarm Blockage”是量大堵塞报警，检查矿流是否过大溢出或检查多路器下端矿流阀及管道是否堵塞。

②出现“Alarm no flow”是无流量报警，通过调节矿流处理。

③出现”Zero check too high”是零点检查过高，主要是由于水中含有颗粒物，要观察是否有矿流溅入到箱体内导致检测水含有颗粒，或者检查流入测量盒的管道是否堵塞。

④出现“water pressure”是水压报警，要检查水阀是否打开。

⑤出现”Alarm the motor stopped”是电机停止报警，需电工处理。

⑥若数据出现负值或者超过100需取标定样，要检查是否無矿流或者全部是水。

⑦原矿-200目含量一般在65%—73%，-400目含量40%—50%，铜再磨-400目含量65%—85%，锌再磨-400目含量60%—75%，超出范围取标定样。

4.4 更换测量头的保护橡胶操作注意事项
①首先将维护开关打到ON 位置，切断电源，打开测量头盖；②将测量头上的接线端子拔下来，注意，不要将接线碰松了；③拆下传感器和步进电机的螺拴，向上提，拆下传感器和步进电机，请小心放至房间内；④拆下测量通道的螺拴；⑤找一个支承物将测量头承住，移走上部的测量组件；⑥检查保护橡胶，如需要，更换；⑦清洗传感器，检查测量杆，如果需要，更换测量杆，安装保护橡胶；⑧检查上下部测量组件，如果需要，更换。

再次支承测量头，将上部测量组件上紧；⑨最后安装测量头，连接电缆，盖上测量头盖。

5 精确度的提高
PCL 在软件引用“先进先出”技术，即PLC 每一段时间采集一个有效值，同时更新一次A VE。

计算数据采用的数学模型为um % = A0 +A1 *A VE +A2*SD + A3/ A VE式中，A VE 为测量值；SD为标准偏差；A1 ～A3为回归系数。

A VE 和Sd 是粒度仪数据，A1 ～A3回归系数是通过标定取样时得到的测量数据和进行试验室筛分结果在奥托昆普公司研发的回归分析软件Outocal计算出来的。

我们对于标定时用于实验室筛分化验的样品进行二次取样的过程严格要求，取样时间和粒度仪上测量显示的数据都必须分布均匀，在短时间内采集过多样品或者在测量数据变化范围不大的情况下频繁取样都是没有意义的，只有反映出矿浆粒子在各个粒度范围的测量和化验数据才能更好的对数学模型进行标定。

一般粒度较粗和较细各占1/4，中间粒级占1/2，这样做出的回归方程才能更准确的计算出对应的粒级含量，使数据更具有指导意义。

对粒度分析仪进行二次取样时，
采用每天2次，上午和下午各一次，而特殊情况下如矿浆粒度在l d内变化过小则选择放弃1个样品，而如果在短时间内矿浆粒度波动很大，则额外视情况添加样品。

筛分化验时要精细操作，筛分时尽量多筛几次去掉残留在筛子上的小粒度矿物，尽量使筛分的数据接近真值，以准确表现出测量与化验的数据偏差。

筛析经烘干称重，计算出相对应粒级含量，使用Outocal软件进行标定时，按规定填入数据，在模型斜线图上分析数据时，尽量选择能代表某个粒度范围的点，去除不稳定偏差太大以及在一个小范围内过多的点，并按软件要求，标定参数上的值达到规定范围内。

必要时可放弃某个标定参数，提高了线性回归方程的回归性。

6 结论
①PSI-300粒度仪在云南新田选矿车间成功工业应用，在线监测粒度合格率达到技术要求，提高了磨矿浮选工艺控制自动化程度及经济效益。

②PSI-300粒度仪在生产现场累计抽测指标合格率：原矿再磨溢流合格率
91.67%、銅粗精矿再磨溢流-400目合格率为75.00%、锌粗精矿再磨溢流-400目合格率为83.33%，均达到考核要求。

③PSI-300粒度仪日常维护及提高测量精度都进行了标准化规范，可推广到其他相关领域应用研究。

参考文献：
[1]胡志平.PSI-200粒度仪简介与应用[J].有色金属（选矿部分），2003（2）：30-32.
[2]于代林，李春光.PSI-300型粒度仪在调军台选矿厂的应用[J].金属矿山，2010（8）：748-751.
[3]孙勇，胡泊，祝智宏，王泽霞.在线激光粒度仪PSI500[J].冶金制动化，2005（6）：672-673.
王硕（1990- ），男，汉族，河南项城人，本科学历，云南华联锌铟股份有限公司选矿助理工程师，研究方向：有色金属选矿工艺研发。