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矿浆粒度在线测量

/on-line slurry particle size distribution analysis/
条目作者周俊武

周俊武

最后更新 2022-01-20
浏览 143
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综合物理检测方法与回归建模技术,检测矿浆所含有的固体矿石颗粒的粒级组成技术。又称矿浆粒度分布分析。

英文名称
on-line slurry particle size distribution analysis
又称
矿浆粒度分布分析
所属学科
矿业工程

目的是检测矿石通过研磨后是否达到一定的矿物解离度,满足后续矿物分离或者选别的条件。因此,矿浆粒度在线测量是检查磨矿产品质量的主要手段。

按照测量原理划分,在线测量矿浆粒度主要有机械位移、超声波吸收、激光衍射3种类型的分析仪器。按照分析仪器与选矿工艺的结合方式,这3种原理的分析仪器都属于载流型分析仪器,即需要从选矿工艺流程中取得具有代表性的矿浆样品输送到仪器里进行测量,测量完毕的矿浆再返回工艺流程中。因此,矿浆的取样技术十分重要,只有具有代表性的矿浆样品,才能保证仪器测量的可靠性。

工作原理:矿浆样品被输送到分析仪器的稳流箱,通过稳流箱的液位检测保证满足测量需要的矿浆样品量,并使得样品以相对稳定的速度自上而下流经机械位移测量头。在测量头内部设计有专用的测量通道,通道正下方为一静态测量触头,通道正上方为一动态测量触头,两个触头垂直对中。当被测矿浆样品通过该通道时,上下运动的动测量触头触及矿浆颗粒,与静触头形成一定距离,该距离经位移传感器变换成标准的测量信号,由专用的测控系统采集、存储,并进行回归分析,进而计算出矿浆中颗粒大小的分布情况。该类型粒度分析仪器不受矿浆黏度、温度、浓度、含气量、磁性等参数的影响。

工作原理:矿浆样品流经超声波测量探头时,一侧的超声波发生端发出一定频率和强度的超声波,穿过测试区域,到达信号接收端。当颗粒通过测试区域时,由于不同大小的颗粒对声波的吸收程度不同,在接收端得到的声波衰减程度也不一样。根据颗粒大小同超声波强度衰减之间的关系,得到颗粒的粒度分布,同时还可测得矿浆的固含量。

工作原理:矿浆样品需要经过一次和二次取样器在稀释单元内用水稀释到一定浓度,以保证激光能够有足够量穿过样品,然后样品再流经测量探头部分。激光粒度的检测部分由固态二极管激光发射器、样品流槽、透镜、环状光束接收器组成。被稀释的样品流过两侧装有平行钢化玻璃窗的矿浆流槽,该流槽使矿浆呈紊流状态,以使样品的最大粒度很好地显露出来。发射器发出一组相关光束穿过样品,经透镜放大后被环状光学探测器接收,以检测被散射的激光分布状况,从而判断粒度的分布情况。

影响载流型分析仪器工业应用效果的因素很多,一方面是仪器测量性能的稳定性和可靠性,决定了原始物理信号测量、采集、存储的实时性和可靠性。这方面的因素比较容易量化和调整。另一方面是生产工况对分析模型的影响,包括矿物性质、取样代表性、矿浆样品输送能力和稳定性,以及生产工艺参数调整、设备磨损等。生产工况的变化有着很强的不确定性,因此对模型的代表性影响很大,而且无法预判。当新的粒度组成与建模时的粒度组成发生较大差异时,分析模型失去了代表性,此时就需要重新取样筛分,获得一组新的有代表性的样品数据,对分析模型进行修正。中国矿产资源性质复杂多变,生产工艺波动频繁,是载流型分析仪器工业应用需要克服的主要瓶颈。

随着对工艺、设备机理的深入研究和数学建模技术的不断发展,矿浆粒度的软测量技术得到了发展和应用。可以从碎磨机理建模仿真和分级设备建模仿真入手进行研究和开发粒度软测量仪器,前者重点预测磨矿设备的排矿浓度和粒度,后者重点预测水力旋流器的分级粒度。

矿浆粒度在线测量仅仅是解决了检测的问题,还需要通过选矿过程的优化控制使之与磨矿生产的处理量、负荷平衡等指标结合起来,才能发挥更大的工业价值。

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