碎矿、浓细度在线检测、磁吸智能加球、铜品位检测等
智能选矿设备的研发
陈国刚 黄祥辉 毛道枝
（福建南平建阳精控智能科技有限公司 福建 南平 354200 ）
摘要 本文主要就选矿过程如何建立智能在线检测进行梳理，确定检测工序点，对各个检测点用什么设备来检测，检测设备的工作原理和结构，工作流程进行详细论述，通过对碎矿的筛分检测和矿浆的浓细度检测、智能加球机的应用、矿品位检测可以实现对球磨机工艺参数的调节，准确控制，保证了工艺参数控制的稳定。
关键词 在线，碎矿粒度检测；矿浆浓细度检测；磁吸智能加球机；铜矿品位检测，硫精矿检测
Abstract This paper mainly combs to establish intelligent online detection in the mineral processing process,determines the detection process points,whatequipmentis used to detecteach detection point ,the working principle and structure of the detection equipment ,and the work flow are discussed in detail.the adjustment and accurate control of the process parameters of the ball mill can be realized through the screening test of the ore crushing and the concentration and fineness test of the pulp,the application of the intelligent ball feeder and the ore grade test to ensure the stability of the process paramenter control .
Keymoord online,crushing and screening detection;pulpfineness detection;Intelligent ball adding machine;Copper grade detection ,sulfur concentrate detection.
一、概述
1、选矿的基本过程
选矿是根据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石破碎磨细以后，进入球磨机研磨后采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等方法，将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生（伴生）的有用矿物尽可能相互分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。
2、现状
现阶段许多选矿厂设备陈旧，智能化改造滞后，对碎矿石没有实时在线筛分检测分析跟踪，没有有效掌握碎矿的粒度比例对球磨磨矿台效的影响，球磨钢球用人工一次性加球，造成球磨机功率不均，钢球自磨且消耗高，磨矿浓细度不均衡，浓细度也没有实现在线检测，无法实时掌握球磨的结果，直接影响浮选指标，且回收率也不高。
二、选矿工艺流程：
原矿--破碎--筛分--球磨--分级--浮选--浓缩--过滤
三、解决方案--在关键工序设置智能在线检测点和增加智能加球机
根据一切从源头开始的原则，遵循工艺流程从碎矿进入球磨机之前设一个在线检测点并增加一台智能加球机。在球磨机旋流器下管道设一个检测点。在浓缩后设一个检测点。
四、1，碎矿粒度检测仪
1，用途：该设备主要用于碎矿的筛分粒度检测，安装于选矿厂球磨机前端碎矿入口，对碎矿粒度百分含量进行检测，其作用在于为磨矿参数的调整提供数据支撑。
2，结构：由外框架、横扫描取样机械手、碎矿样输送带、筛网转移机械手、接样称重工位、筛分工位、称重工位、清理工位、整机运行自动控制柜等九大部分组成(如图一）。
3，外形尺寸：长4900mmX宽1600mmX高3000mm
4，工作流程：
1）.把需要目数的筛网堆叠放在接样称重工位上，启动设备，横扫取样机械手由气缸驱动取样罐至送矿皮带滚筒的前方碎矿石入口处，进行断面扫取碎矿石。
2）.扫取完碎矿石，横扫取机械手气缸回缩移动至碎矿样输送带上方，取样罐底板开关气缸动作，取样罐底板打开，碎矿样释放到输送带上。
3）.输送带输送碎矿样至层叠堆放的筛网上，进行接样称重并记录数据。
4）.筛网转移机械手转移接样称重工位上的筛网至筛分工位，进行自动筛分。
5）.由筛网转移机械手，一层一层的转移筛分完毕的筛网至称重工位，称出每层筛网的筛上物重量，并自动计算出粒级。
6）.由筛网机械手转移称重完的筛网至筛网清理工位进行自动清理，筛网清理完毕，由筛网机械手转移筛网至接样称重工位，等待下一周期的检测工作。
图一 碎矿粒度检测仪
矿石自动取样制样机
1， 用途：该设备主要用于矿石的自动取样制样，安装于选矿厂球磨机前端碎矿入口，为矿石的品位化验提供一套自动取样制样装备。
矿样的破碎、研磨、装袋一体化。其作用在于为实验室提供精确的来样信息及来样制作成粉状样品，节约人员及实验室制样时间。
2，结构：主要由外框架、来料破碎、研磨过筛、喷码装袋、电器柜等五大部分组成。
外形尺寸：长5500mmX宽2050mmX高2350mm
3， 工作流程：
取样机构自动取样—进入样盒—一次鄂破—二次高压辊—混样—缩分—包装—打码
五、磁吸式智能加球机
1. 用途：该加球机主要用于球磨机加钢球，实现自动，均匀，连续，可以计重，可以根据球磨机的矿浆浓细度变化调整加球量，实现智能化，对改善球磨机功率均衡性、矿浆的浓细度一致性以及提升回收率有很大帮助，还可以减少钢球自磨，节约钢球消耗。
2. 结构（如图二）：
图二 智能加球机
结构主要由加球仓、振动器、球仓传感器、电磁吸球移动小车、轨道、球称重传感器、主控电器柜、数字显示屏、工作设定显示屏、摄像头等组成，还可以通过手机APP实现远程监控及控制。
3. 外形尺寸：5000*2500*2500mm(不包括巡检平台）
4. 工作流程（如图三）：
吊装钢球--设定加球量和时间--开机--监控加球量--检查累计数
图三 智能加球机工作流程图
六、矿浆浓细度检测仪
1. 用途：该设备主要用于矿浆的浓细度检测，特点是做一个样品可以同时出两个数据即一分为二，对球磨机加球及给矿量提供数据。
2. 结构：取样器（如图四），浆样称重装置，预加热装置，烘干装置，筛分装置，筛分后称重装置，筛网清理装置，筛网等待装置，超声波清洗装置，浆样移动机械手，筛分机械手，控制柜，喷水清洗装置（如图五）。
图四 取样器
图五 浓细度检测仪
3. 外形尺寸：4300*1800*1800mm
4. 工作流程：
以500克待测矿浆检测矿浆浓度及100目、200目细度为例。
a,机械手抓取两个取浆盆到取浆称重工位取浆，到一定克数（如250g）矿浆时阀门自动关闭，机械手转移两个取浆盆到预热工位预热和烘干工位烘干，再移至称重工位（如80g，82g)，分别得出浓度是32%和32.8%。
b, 机械手把称重后的矿粉进行打散完毕,转移取浆盆到筛分工位，将两份矿粉分别倒入100目和200目筛网内进行筛分，然后机械手把100目筛网和200目筛网转移至称重工位称重，称出筛上物重量（如20g，45g)自动求出100目的过筛率75 %,200目的过筛率43.75 %,筛网清理完毕通过机械手返回筛分工位。还可设置一段时间用超声波自动清洗筛网。这样一份浆三个数据的检测时间只需15-20分钟。
七、铜品位检测仪
1，用途：该设备主要用于检测铜精矿的品位。
2，结构（如图六）：加元素溶解摇晃机构，烧杯加热机构，滴定机构，烧杯输送机构，元素颜色视觉识别机构，自动清洗装置，元素液标液储存区，
图六 铜品位检测仪结构图
铜品位检测仪外形图
3，外形尺寸：5000*1200*2300mm （如图七）
4，工作流程（如图八）：图八 铜品位检测仪工作流程图
图八 铜品位检测仪工作流程图
八、硫精矿检测仪
1. 用途：该设备主要用于硫精矿的硫含量检测
2，结构（如图九）：加热炉及控制器，自动送瓷舟，钩瓷舟，真空泵，定量泵，吸收液，氢氧化钠液，蒸馏水，视觉摄像头,控制柜。
图九 硫精矿结构图
图十 硫精矿检测仪外形图
3，外形尺寸：2000*1000*1600mm（如图十）
4，工作流程（如图十一）：
图十一 硫精矿检测仪工作流图
九、结束语
上述智能设备应用于江铜某铜矿选矿厂磨浮工段使用，配合我们公司生产的智能磁吸式加球机的使用，在稳定球磨机功率、改善磨矿效果、降低钢球单耗、提升球磨机台效及经济技术指标方面都有显著的效果，每年增加效益300万元以上，同时减少现场作业人员，为矿山智能化数字化提供有效的数据采集和保障。
下一步工作计划：
（1）持续跟踪上述在线检测机的使用状况，从功率、台效、磨矿细度、技术指标等方面积累生产数据。
（2）计划大面积推广上述在线检测仪和智能加球机在其他选矿厂球磨机的配套运用，并配合做好前期安装的准备工作。
（3）在现有在线检测的基础上，结合球磨机功率、磨矿细度、给料碎矿粒度等因素，适时调整球磨加球周期及钢球配比，朝选矿智能化、精细化方向发展。
（4）欢迎行业专家和工程师以及管理人员提出宝贵意见（毛道枝13859477235 ），以便不断完善。
参考文献 ：
（1） 刘旭，郝成，基于机器视觉的球磨机智能加球机研制（J）工业控制计算机，2018，31（1）：108-109，112.
（2） 陈辉，智能加球机的研制与应用（J).黄金，2015，36（5）：43-46.
（3） .刘滔滔,汪贵华,张锦涛,张天宇,杨栩.管道叁维检测仪的激光光斑位敏探测技术[J].激光与红外.2019
作者简介：陈国刚，籍贯江西上饶，毕业于江西理工大学，原系江西铜业选矿工程师，主要研究方向为选矿加工，发明了多种选矿过程检测设备。现在为南平建阳精控智能科技有限公司副总经理，总工程师，公司地址在福建省南平市建阳区人民路269号悦城中心。
