1、為什么要控制磨礦粒度
磨礦分級(jí)過程是選礦廠重要的生產(chǎn)過程之一，其能耗占整個(gè)選礦過程的40%-60%，在選礦廠中起著承上啟下的作用，其穩(wěn)定性直接影響到后續(xù)浮選工序的穩(wěn)定及其選別指標(biāo)。一般情況下，磨機(jī)與水力旋流器或螺旋分級(jí)機(jī)構(gòu)成閉路磨礦分級(jí)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨礦粒度的有效控制。
磨礦粒度對(duì)浮選過程有著至關(guān)重要的影響，磨礦粒度過粗，則單體解離度低，會(huì)嚴(yán)重影響精礦品位和選礦回收率；磨礦粒度過細(xì)（過磨），則降低磨機(jī)產(chǎn)能，同時(shí)礦漿泥化會(huì)導(dǎo)致浮選藥劑消耗量增加，浮選效果差等問題。因此，在磨礦生產(chǎn)過程中，粒度是關(guān)鍵的控制指標(biāo)，粒度檢測(cè)是必不可少的關(guān)鍵步驟。
水力旋流器或螺旋分級(jí)機(jī)的溢流即原礦漿的粒度分布是檢測(cè)磨礦粒度的關(guān)鍵指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，一般的選礦廠會(huì)安排員工定時(shí)取樣、篩分，然后根據(jù)原礦漿篩分結(jié)果來(lái)調(diào)整磨機(jī)工藝參數(shù)，去改善磨礦粒度分布。這樣的磨礦粒度檢測(cè)方法簡(jiǎn)單易操作，設(shè)備成本低，但受取樣方法、篩分時(shí)間等人為影響因素較大，且篩分時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于磨機(jī)的工藝參數(shù)調(diào)整存在滯后性。隨著在科技的不斷發(fā)展，在線粒度檢測(cè)技術(shù)被逐步應(yīng)用于磨礦粒度控制中。
2、在線粒度檢測(cè)技術(shù)在磨礦粒度控制方面的應(yīng)用
常用的在線粒度檢測(cè)方法有：激光法、超聲波法和基于直接距離測(cè)量技術(shù)的方法等。
?。?）在線激光粒度檢測(cè)技術(shù)
激光法是以米氏散射和夫瑯禾費(fèi)衍射為理論依據(jù)，即用平行單色光束照射顆粒時(shí)發(fā)生衍射現(xiàn)象，大顆粒的衍射光通過傅立葉透鏡后沿小角度向前傳播，而照射小顆粒的衍射光沿大角度向前傳播。當(dāng)激光遇到顆粒群時(shí)，可以通過散射光分布，計(jì)算出顆粒尺寸分布。
激光衍射粒度儀所基于的原理是當(dāng)儀器工作時(shí)，由激光器發(fā)射出的一束一定波長(zhǎng)的激光，該光束經(jīng)過濾鏡后成為單一的平行光束。該光束照射到顆粒樣品后發(fā)生散射現(xiàn)象，而散射角與顆粒的直徑成反比。散射光經(jīng)傅立葉或反傅立葉透鏡后成像在排列有多個(gè)探測(cè)器的焦平面上，散射光的能量分布與顆粒直徑的分布直接相關(guān)。通過接受和測(cè)量散射光的能量分布，即可得出顆粒的粒度分布特性。
在線激光粒度分析儀主要包括一次取樣、二次取樣、樣品處理和稀釋、光學(xué)傳感器探頭等部分，其工作原理見圖1，其中一次取樣器安裝于水利旋流器的溢流管道上。
在線激發(fā)粒度分析儀能夠給出一個(gè)一致的體積顆粒尺寸分析結(jié)果，而不必進(jìn)行外部標(biāo)定。這與采用其他方法測(cè)量的粒度分析有所不同。而且，其重復(fù)性和精度也是工藝控制應(yīng)用中最重要的特性，在很寬的粒度范圍內(nèi)均表現(xiàn)良好。此外，該方法所具有的分析速度、非接觸和對(duì)環(huán)境條件的堅(jiān)固性，使得激光粒度分析法非常適合于在線礦漿粒度檢測(cè)。
?。?）在線超聲波粒度檢測(cè)技術(shù)
超聲波法是采用超聲波衰減測(cè)量技術(shù)，通過檢測(cè)超聲波信號(hào)在礦漿中的振幅衰減達(dá)到在線測(cè)量礦漿粒度與濃度的目的，超聲波粒度分析儀的工作原理見下圖。
在線超聲波粒度分析儀主要由取樣裝置、空氣消除器、傳感器（高、低頻雙探頭）、電子處理裝置以及現(xiàn)場(chǎng)指示器記錄儀等部分組成。
來(lái)自水力旋流器溢流管道的礦漿經(jīng)取樣裝置進(jìn)入空氣消除器，除去混入礦漿中的空氣泡后，流進(jìn)傳感器進(jìn)行檢測(cè)，被檢測(cè)過的礦漿再返回工藝流程。為了克服礦漿濃度的影響，傳感器配置了高、低頻雙探頭，由傳感器檢測(cè)得到的頻率衰減信號(hào)經(jīng)過電子處理裝置，轉(zhuǎn)換成代表粒度和濃度的4-20mA直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送至現(xiàn)場(chǎng)指示器、記錄儀和過程控制中心，從而對(duì)磨礦過程進(jìn)行監(jiān)視或控制。
實(shí)現(xiàn)超聲波檢測(cè)礦漿粒度的關(guān)鍵，在于根據(jù)不同礦漿的特性，選擇合適的超聲波頻率，使超聲波通過介質(zhì)后的頻率衰減值同礦漿的粒度有相關(guān)性，從而用衰減值的表現(xiàn)值反映礦漿粒度的變化。
（3）基于直接距離測(cè)量技術(shù)的在線檢測(cè)方法
該粒度檢測(cè)設(shè)備主要包括流量穩(wěn)定裝置、標(biāo)定取樣器、粒度探頭、電子控制柜等，其中粒度探頭是核心部件，該探頭由交流馬達(dá)、減速機(jī)構(gòu)、凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、柱塞和差動(dòng)變壓器等組成。通過馬達(dá)-減速機(jī)構(gòu)-凸輪傳動(dòng)使柱塞按每秒鐘一次，一上一下垂直運(yùn)動(dòng)。測(cè)量槽與清水槽相連，當(dāng)清水流過時(shí)，因水中無(wú)顆粒，可認(rèn)為粒度為零，以便做零校驗(yàn)；而當(dāng)原礦漿平穩(wěn)流過測(cè)量槽時(shí)，柱塞撞擊礦漿中的顆粒，撞擊的顆粒大小不同，柱塞運(yùn)動(dòng)的距離也不同，柱塞與差動(dòng)變壓器磁芯相連，從而將距離信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)送入信號(hào)處理器變成標(biāo)準(zhǔn)4-20 mA輸出，樣品礦漿通過泵打回到原來(lái)取樣的礦漿管中。
該類粒度分析方法不受礦漿中氣泡的影響，無(wú)需設(shè)置除氣機(jī)械裝置；不受礦漿磁效應(yīng)影響，不需要去磁裝置；直接測(cè)量，精度高；自動(dòng)完成零校驗(yàn)、自動(dòng)報(bào)警監(jiān)護(hù)；顯示功能強(qiáng)，容易標(biāo)定；分析范圍寬，應(yīng)用范圍廣。
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及粒度分析技術(shù)的不斷提高，在線粒度檢測(cè)技術(shù)必將會(huì)在選礦生產(chǎn)過程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。由于選礦生產(chǎn)過程的復(fù)雜性和特殊性，如性質(zhì)多變的物料流，復(fù)雜礦物加工工藝流程，及其中物理化學(xué)過程的復(fù)雜性和物料本身的腐蝕性、磨損性等，依靠人工取樣、篩分等檢測(cè)礦漿粒度將會(huì)逐漸被在線粒度檢測(cè)技術(shù)取代。在線粒度檢測(cè)技術(shù)在選礦企業(yè)的推廣使用，大大推動(dòng)了選礦過程的自動(dòng)化進(jìn)程，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和選礦技術(shù)指標(biāo)，改善了工作環(huán)境，對(duì)提高選礦廠經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步起到了不可估量的作用。
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