泡沫流体翻转处理装置设计与实现.pdf

8 2 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 6 ．0 2 ．0 1 8 泡沫流体翻转处理装置设计与实现 倪文强 栾川龙宇钼业有限公司，河南栾川4 7 1 5 0 0 摘要泡沫浮选后的流体中会包含固体、液体和气泡，固体和液体之间由于存在着气泡，所以不能完全地融合在一起， 从而形成了泡沫流体，泡沫流体中的气泡和泡沫流体混合不均匀，都会对后续工艺流程中的测量和计量造成严重的影响。基 于泡沫流体的特性而设计的翻转处理装置是一种有效的处理手段。通过对泡沫流体处理技术的研究和对比，最终设计了一 套由翻转取样箱、翻转隔板、冲水装置和清理装置组成的泡沫流体翻转处理装置，在介绍处理装置基本组成的基础上，着重介 绍了．处理装置自动混合、消除气泡、自动清理等三项关键技术。 关键词泡沫流体；翻转处理；自动混合；自动清理 中图分类号T D 4 6 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 2 - 0 0 8 2 - 0 3 F o a mF l u i dT u r n i n gP r o c e s s i n gD e v i c eD e s i g na n dI m p l e m e n t a t i o n N ／W e n q i a n g L u a n c h u a nL o n g y u 舶缈d e n u mC o ．，L t d ．，L u a n c h u a nH e n a n4 7 1 5 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t A f t e rt h ef r o t hf l o t a t i o nw i l l i n c l u d es o l i d ，l i q u i da n db u b b l e si nt h ef l o w ，b e c a u s et h e r ea r ea i r b u b b l e sb e t w e e ns o l i da n dl i q u i d ，S Oc a n f u l l yf u s e si nt o g e t h e r ，t of o r mt h ef o a mf l u i d ，a i rb u b b l e si nt h ef o a m f l u i da n df o a mf l u i dm i x i n gu n e v e n l yw i l ls e r i o u se f f e c t so nt h es u b s e q u e n tp r o c e s so fm e a s u r i n g ．D e s i g n e do nt h e b a s i so ft h ec h a r a c t e r i s t i c so ff o a mf l u i df l i pt r e a t m e n td e v i c ei sa ne f f e c t i v em e a n s ．B yr e s e a r c ha n dc o n t r a s to ff o a m f l u i dh a n d l i n gt e c h n o l o g y ，f i n a l l yp u tf o r w a r da n dd e s i g n e dat u r nb yt u r no v e rs a m p l i n gb o x ，d i a p h r a g m ，f l u s h d e v i c ea n dc l e a n i n gd e v i c ec o m p o s e do ff o a mf l u i df l i pp r o c e s s i n ge q u i p m e n t ，I n t r o d u c e st h ep r o c e s s i n ge q u i p m e n t ， b a s e do nt h eb a s i co fi n t r o d u c e st h ep r o c e s s i n gd e v i c et oe l i m i n a t ea i rb u b b l e s ，a u t o m a t i cm i x i n g ，c l e a n i n ga n dS Oo n t h r e ek e yt e c h n o l o g i e s ． K e yw o r d s f o a mf l u i d ；f l i pp r o c e s s i n g ；a u t o m a t i cm i x e d ；a u t o m a t i cc l e a n i n g 栾川龙宇钼业有限公司主要以选钼为主，其最 终产品为4 5 ％左右的钼精矿，准确计量每个班组钼 精矿的产量，既是公司管理的需要，也是考核班组工 效的需要，更是现场操作人员调整工艺、合理添加药 剂的需要。为了满足准确计量钼精矿产量的需要， 结合现场实际设计了一套由超声波液位测量、超声 波流量测量、核辐射浓度测量和V 型偏心调节阀门 组成的计量装置。然而在运行过程中，泡沫流体⋯ 中的气泡和泡沫流体混合不均匀，对计量的精度产 生了一定的影响，甚至造成测量数据严重偏差，这在 一定程度上也影响到了操作人员对工艺流程的调整 和班组的产量。泡沫流体翻转处理装置旧。是一种有 效的除泡和混合装置，安装于计量装置流程前面，该 装置利用泡沫流体的自身重力，通过翻转取样箱、翻 转隔板、冲水装置和清理装置的配合使用，实现了对 泡沫流体的前期处理，确保了计量装置连续、稳定、 准确、高效的运行。同时，该装置还可应用于取样系 统、分析系统等需要对泡沫流体进行前期处理的连 续自动控制系统。自动控制功能可以通过现有的 D C S 、P L C [ 3 ] 、单片机等现场控制系统完成，接人简 单，兼容性强。所以本装置具有较大的发展前景。 1 翻转处理装置简介 翻转处理装置主要由图1 所示的几部分组成， 即由进料管、喷淋水、翻转取样箱、翻转隔板、冲水电 磁阀、冲水管、气动放空阀、出料管、进料仓和出料仓 组成。其中，翻转隔板焊接在翻转取样箱进料仓和 出料仓的中间位置，并且离进料仓底部斜面有大约 投稿日期2 0 1 4 1 2 1 0修回日期2 0 1 6 - 0 1 1 6 作者简介倪文强 1 9 8 1 - ，男，重庆北碚人，工程师，从事选矿厂机电一体化工作。 万方数据 垫1 6 年第2 期倪文强泡沫流体翻转处理装置设计与实现 8 3 5 0m m 的缝隙，这样既能隔离进料仓和出料仓，也能 使进料仓的泡沫流体顺利通过。另外进料管、喷淋 水、翻转处理装置、翻转隔板、冲水电磁阀、冲水管组 成自动翻转混合除泡系统；冲水电磁阀、冲水管、气 动放空阀组成自动清理系统。泡沫流体翻转处理装 置实物效果如图2 所示。 图1泡沫流体翻转处理装置系统框图 F i g ．1 F o a mf l u i df l i pp r o c e s s i n ge q u i p m e n t s y s t e mb l o c kd i a g r a m 1 一进料管；2 一喷淋水；3 一翻转取样箱；4 一进料仓；5 一进水管； 6 一冲水电磁阀；7 一冲水管；8 一安装支架；9 一翻转隔板； 1 0 一出料仓；1 l 一出料管；1 2 一气动放空阀；1 3 一放空管 2 泡沫流体自动混合 泡沫流体通过管道输送到计量装置的缓冲池后 会形成沉淀，沉淀之后一方面会堵塞计量装置的管 道，另一方面沉淀会导致泡沫流体混合不均匀，从而 造成计量误差。所以要想提高钼精矿的计量精度， 泡沫流体混合均匀是关键技术之一。泡沫流体的混 合按照常规的方法就是利用搅拌装置来完成，然而 增加搅拌装置之后，一方面会增加电能消耗，另一方 面在搅拌装置的作用下，缓冲池内部和计量管路内 部会产生一定的波动，从而影响超声波流量计和核 辐射密度计的测量精度。 泡沫流体翻转处理装置能有效地解决以上两个 方面的问题。当泡沫流体利用自身重力沿进料管进 入翻转处理装置之后，在翻转处理装置内部形成了 一定的冲击力，该冲击力迫使泡沫流体在翻转处理 装置内部形成自动翻转、自动混合。为了减小冲击 力的损耗，提高自动混合的效果，通过长期的观察、 总结和改造，先后将进料仓的底部由0 0 、3 0 。和6 0 0 改 进到了4 5 。，将出料仓的底部由0 。和3 0 。改进到了 1 5 。。改造之后，当泡沫流体利用自身重力形成的冲 击力进入4 5 。斜面的进料仓时，泡沫流体所受的阻力 较小，能量损失较少，再加上出料仓底部为1 5 0 斜面， 也可以让泡沫流体在上升的过程中能量损失减小， 从而使泡沫流体在翻转处理装置内部实现连续稳定 的混合。 图2 泡沫流体翻转处理装置实物效果 F i g ．2 F o a mf l u i df l i pp r o c e s s i n gp l a n tp h y s i c a le f f e c t 另外，在翻转取样箱进料仓的底部斜面上安装 了三根冲洗水管，该冲洗水管通过与电磁阀和P L C 控制器配合，根据实际需要，给翻转取样箱底部进行 定时定量的冲洗，冲洗之后，一方面可以提高混合的 效果，另一方面可以减轻翻转取样箱底部的沉淀。 3 泡沫流体消除气泡 泡沫流体中的气泡会影响超声波流量测量和核 辐射浓度测量的精度，从而导致钼精矿计量误差，所 以消除气泡是提高计量精度的第二个关键技术。 通过长期的试验和总结，翻转取样装置配合喷 淋水能很好地实现消除气泡的目的。当泡沫流体在 翻转处理装置内部进行翻转混合时，由于翻转隔板 的作用，泡沫流体的翻转混合只能在出料仓进行，这 样一来，泡沫流体就会在出料仓内不断翻滚，形成漩 涡，从而将泡沫流体中的气泡溢出，溢出的气泡在高 压喷淋水的冲刷下去除。 结合图1 我们可以发现，出料管离翻转取样箱 顶部的高度是4 0 0m m ，这样设计之后，即使溢出的 气泡没有被全部去除，气泡也只是漂浮在出料仓的 上部，而不至于顺着流体沿出料管流进计量装置，影 万方数据 8 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 期 响计量精度。 4 泡沫流体自动清理 在实际生产过程中，球磨机跑粗 固体颗粒相对 较大 时有发生，当出现跑粗现象时，由于泡沫流体 利用自身重力形成的动力相对较弱，并且翻转处理 装置底部离出料口相对较深 3 5 0m m ，运行一段时 间之后，较粗的固体颗粒就会在翻转处理装置底部 沉淀。所以防止沉淀，实现计量装置连续运行，也成 了需要解决的关键技术之一。 在前面设计的基础上增加了自动冲水装置，利 用冲水管和冲水电磁阀对翻转处理装置底部进行定 时定量的冲洗。同时还设计了一套自动清理装置， 清理装置通过P L C 与冲水电磁阀、冲水管和气动放 空阀配合，实现对翻转处理装置底部沉砂进行定时 定量的自动清理，从而实现了计量装置连续稳定的 运行‘4 。5 ] 。 5 翻转处理装置运行效果 翻转处理装置投人之前，计量装置的缓冲池基 本上每个班次都会出现一次严重的沉淀，每次沉淀 之后都需要人工将沉砂挖出。同时计量装置的计量 误差一般在1 0 ％以上。完全不能满足公司管理、班 组考核和工艺调整的需要。 翻转处理装置自2 0 1 3 年1 2 月投入运行以来， 运行情况良好，至今计量装置未出现过因沉淀而堵 塞的现象。并且计量误差明显降低，2 0 1 4 年1 1 2 月的计量误差分别为1 ．8 4 ％、1 ．5 3 ％、1 ．6 1 ％、 1 ．7 4 ％、1 ．6 2 ％、1 ．7 8 ％、1 ．8 9 ％、1 ．9 6 ％、2 ．2 1 ％、 1 ．9 2 ％、1 ．8 5 ％和1 ．7 6 ％。计量误差均在3 ％以内， 达到了预期的效果，满足了指导生产的需要，实现了 计量装置连续稳定运行的目的。 6结论 翻转处理装置成功地实现了除泡、混合和自动 清理的三重功能。利用泡沫流体的自身重力和翻转 处理装置的倾斜地面配合，实现了自动混合的目的； 利用翻转隔板和喷淋水的配合，实现了清除气泡的 目的；利用冲水管、冲水电磁阀和气动放空阀的配 合，解决了底部沉砂的难题，实现了计量装置连续稳 定的运行。 从实际的运行效果来看，该装置是一种可行的、 有效的除泡和混合手段，可以进一步推广应用到其 他需要解决同类问题的范围。同时，该装置的自动 控制功能可以通过现有的D C S 、P L C 或单片机等现 场控制系统来完成，接入简单，兼容性强。 参考文献 [ 1 ] 王资．浮游选矿技术[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 6 1 - 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