浮选是回收有色金属资源的关键选别工艺流程。入选矿石经过充分研磨后,矿物单体解离度达到浮选要求,在一定的流体动力学和化学环境条件下,浮选药剂与矿物颗粒有效混合和碰撞,使有价矿物被捕捉并形成气泡,然后由空气运动推送到浮选矿浆表面,形成泡沫层。浮选机设计有刮板或者其他助力装置推动泡沫层向溢流堰外流动,形成泡沫产品,通过进一步选别或经浓缩脱水后形成最终精矿产品。
浮选泡沫图像分析处理
采用高速摄像机在稳定的光源条件下摄取浮选泡沫运动的图片,通过千兆以太网传输到计算机系统,利用图像分析算法识别出泡沫的色差、位移、大小的变化趋势,然后以数字信号形式传输到集散控制系统(DCS)的技术。
- 英文名称
- flotation froth image analytical processing
- 所属学科
- 矿业工程
浮选泡沫形态直接反映了浮选效果,即有价金属的富集程度,能直观地反映浮选生产状况。传统的浮选生产操作,是操作工肉眼观察泡沫的颜色、亮度、大小、流动速度,结合操作工个人的经验积累,对浮选生产状况做出判断,进而决策如何调整浮选操作参数。这种操作模式,由于人工经验的差异性、发散性和不可实时性,往往导致生产操作的滞后调整,进而造成生产波动大、产品质量稳定性差等后果。利用图像分析技术实时采集泡沫图像并进行特征分析,根据泡沫特征值的变化与液位控制、充气量控制和药剂添加量调节形成闭环控制,成为选矿智能化技术的主要内容和课题之一。
浮选泡沫图像分析处理技术研究历史悠久,主要的应用方向有:①根据泡沫图像的特征参数预测浮选过程的技术指标,在线监控浮选过程的变化趋势。②矿浆中颗粒的凝聚或分散状态分析,在线预测分级粒度的变化趋势。③识别不同矿物的色差,诊断矿物组成变化趋势,或监控精矿产品质量。
浮选泡沫图像分析处理技术是实现浮选生产过程自动化、智能化的主要手段,但是工业推广应用一直进展不大,主要是由于浮选工艺的复杂性和泡沫特征参数的多样性。①泡沫特征是由入选矿浆的浓度、粒度、品位,以及浮选设备的结构、搅拌强度、空气分散程度、药剂添加量和混合均匀程度等因素综合起来形成的,产生泡沫特征的输入条件多变且多样;对应的泡沫特征值,如颜色、气泡尺寸、形状、纹理、结构、气泡的运动方向及速度、气泡的生存期、稳定性、破裂性等输出变量也是多变且多样的,而且很难从输入与输出变量之间寻找到稳定的线性关系。②矿物种类千变万化,泡沫图像处理技术与选矿工艺的结合只能因矿而宜,即使在某一个工业场合或者某一时间段应用成功,仍然需要定期根据不同的工业场合或者原料的变化进行控制策略的调整。
浮选泡沫图像分析处理应用技术是实现矿山生产变革和技术提升的关键技术之一,应该采取以应用促开发的思路,加大工业推广和应用力度。其创新开发的主导思想是以工艺矿物学分析和矿浆在线品位分析等生产数据为基础,主动吸纳和提炼生产先验知识,合理应用于生产实践之中。