鐵礦選礦過程中采用變頻器節(jié)能探析

朱立剛，郭 川，趙中陽，李雪生

（河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司司家營北區(qū)分公司，河北 唐山 063700）

隨著現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展速度越來越快，節(jié)能已經(jīng)成為了我國任何一個(gè)工藝中的重要內(nèi)容，鐵礦選礦也是如此。只有不斷的對工藝流程進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，才能保障鐵礦選礦設(shè)備符合現(xiàn)代化的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制和自動(dòng)化控制。本文闡述了鐵礦選礦中的一些工藝技術(shù)，在任何一個(gè)工藝流程中想要達(dá)到節(jié)能的目的，主要是采用改變自動(dòng)控制系統(tǒng)完成的。這就需要對水力旋流器的分級、濃縮、脫泥、第一段選礦磨礦機(jī)給礦過程等進(jìn)行有效的控制。在選礦工作中第二階段和第三階段中，水力旋流器的分級工作是第一步工序，其工作原理就是將本段和上一段中的顆粒合格產(chǎn)品分離出來，一起送往下一階段進(jìn)行選礦[1-4]。

1 鐵礦選礦技術(shù)

1.1 反浮選工藝

目前反浮選工藝在鐵礦選礦中應(yīng)用的比較廣泛，尤其是含硅質(zhì)的礦產(chǎn)資源中使用反浮選工藝效果比較明顯。我國鐵礦選礦中使用的是陰離子反浮選工藝技術(shù)，有效的將鐵礦中的硅分離出來，鐵礦開采效率得到了一定程度的提升，反浮選工藝技術(shù)在鐵礦選礦中有著十分重要的作用。傳統(tǒng)進(jìn)行鐵礦開采時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)捕收劑誘發(fā)泡沫的現(xiàn)象發(fā)生，造成鐵礦開采效率下降。反浮選工藝技術(shù)中，采取了新型的耐低溫陽離子捕收劑，有效的解決了捕收劑誘發(fā)泡沫的問題，進(jìn)一步的提高了鐵礦開采效率。在12℃～22℃之間使用反浮選工藝技術(shù)，能夠?qū)㈣F礦采礦指標(biāo)提高到70%，回收率達(dá)到90%以上。我國的鐵礦資源中，磁鐵礦粒度和普通的鐵礦粒度相比比較細(xì)，依靠單一的反浮選工藝技術(shù)不能有效的保障鐵礦的開產(chǎn)效率，因此還要結(jié)合磁選法，將兩種工藝技術(shù)有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合，才能進(jìn)一步的提升鐵礦開采的效率和質(zhì)量，降低鐵礦資源中硅的含量。鐵礦選礦中反浮選工藝技術(shù)的流程主要包括濃縮、脫水、磨礦、磁選精品、多次拋尾、反浮再選等，將開采出的鐵礦精品度進(jìn)一步的提升。

1.2 磨礦技術(shù)

大型的選礦廠在進(jìn)行鐵礦石的磨礦技術(shù)中采取兩段磨礦流程，而一些中小型的選礦廠采取一段磨礦流程，隨著科技的不斷進(jìn)步，目前的一些選礦廠已經(jīng)將磨礦技術(shù)提升為三段磨礦，優(yōu)先選擇使用一些小型的磨礦機(jī)械設(shè)備，例如礫磨機(jī)、最大自磨機(jī)等，先進(jìn)行磨礦處理后，在使用螺旋分級機(jī)，實(shí)現(xiàn)二次磨礦處理。

1.3 含鐵磁礦生產(chǎn)鐵精礦粉干法

在礦粉中使用該技術(shù)進(jìn)行三級磁選，磁選的強(qiáng)度在400GS到1250GS范圍之內(nèi)，磁力滾筒在磁選的過程中轉(zhuǎn)速一般在六十轉(zhuǎn)到三百轉(zhuǎn)之間。經(jīng)過使用干磁基礎(chǔ)處理后，三分之一的磁鐵礦礦粉含量增加，利用率得到提升，同時(shí)干法技術(shù)中不需要使用水，很大程度的節(jié)約了水資源。磁選過程中的粉塵需要使用干法技術(shù)中配置除塵器進(jìn)行補(bǔ)集，避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生污染。干法磁選能夠有效的提升鐵精礦粉的成品含量，對鐵礦選礦技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

2 鐵礦選礦過程中采用變頻器節(jié)能措施

我們目前對水力旋流器的分級過程進(jìn)行研究和探討，分級工藝流程的順序分為三部，分別為礦漿槽、砂泵、水力旋流器組。將上一段選礦中的磨礦和工業(yè)用水利用水力旋流器輸送到礦漿槽中，分級過程中主要是對給水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，保障礦漿面在礦漿槽中保持平穩(wěn)，礦漿的流量通過控制砂泵輸出管路中的節(jié)流閥開度，一定要保障旋流工藝參數(shù)需求。自動(dòng)調(diào)節(jié)旋流工藝參數(shù)，使用的基本傳感器為分級溢流粒度傳感器。一般使用礦漿密度計(jì)作為溢流傳感器，能夠解決粒度計(jì)缺乏可靠和精度不足的問題。水力旋流器的分級情況主要通過以上參數(shù)反應(yīng)出來，同時(shí)水力旋流器的分級控制算法還有很多種，無論是那種算法，都是對水力旋流器中的礦漿流量通過砂泵輸出進(jìn)行控制。水力旋流器分級過程中，泵驅(qū)動(dòng)裝置中異步電動(dòng)機(jī)是無效損耗電能的主要來源。通常情況下選礦廠中一般有10～25個(gè)工段，每個(gè)工段中配置3～5臺泵，每個(gè)泵的電動(dòng)機(jī)功率為50～120千瓦。想要有效控制砂泵電動(dòng)機(jī)的耗電量，就要控制砂泵輸出管路上的節(jié)流閥開度，最終控制水力旋流器的礦漿流量，目前控制水力旋流器礦漿流量的方法主要為改變砂泵葉輪轉(zhuǎn)速。

水泵的調(diào)速主要有兩種方法，分別為①對安裝在電動(dòng)機(jī)和水泵之間的液力變扭器進(jìn)行調(diào)節(jié)；②對水泵工作葉輪機(jī)械連接電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行改變。其中第二種方式有效較高的傳遞效率，有著結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。通過對異步電動(dòng)機(jī)電源頻率進(jìn)行改變而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。在改變電動(dòng)機(jī)電源頻率的同時(shí)電動(dòng)機(jī)的角速度也發(fā)生變化，想要異步電動(dòng)機(jī)的使用性能最佳，電動(dòng)機(jī)的電源電壓在開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)整成頻率線性函數(shù)，電源電壓在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中需要對負(fù)載函數(shù)和頻率進(jìn)行調(diào)整。異步電動(dòng)機(jī)供電電源的電壓和頻率可以通過變頻裝置實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)整。這就是當(dāng)今由IGBT絕緣柵雙極晶體管制成的電壓型變頻器。有關(guān)晶體管電壓型變頻器逆變器在工藝調(diào)節(jié)系統(tǒng)中運(yùn)用的特性與主要優(yōu)點(diǎn)。

脫泥機(jī)和濃縮機(jī)的排料節(jié)能問題和上述的情況比較類似，也可以通過調(diào)整其砂泵轉(zhuǎn)速解決問題。傳統(tǒng)的解決方式就是對排料管中的尾砂流量利用節(jié)流法調(diào)節(jié)，通過對控制氣動(dòng)閥和橡膠調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。通常情況下每個(gè)工段分布5到10個(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)上都有15KW以上的異步電動(dòng)機(jī)。將有帶式給礦機(jī)安裝在第一階段磨礦機(jī)入口位置，采用異步電動(dòng)機(jī)變頻傳動(dòng)裝置對進(jìn)入到第一階段磨礦機(jī)的原礦進(jìn)行給礦量調(diào)節(jié)。給礦機(jī)的啟動(dòng)、停車、調(diào)速在這種情況下得到了簡化，水利旋流器分級過程通過使用變頻器調(diào)節(jié)起到了很好的節(jié)能效果。

3 鐵礦選礦發(fā)展

3.1 設(shè)備簡單化

設(shè)備簡單化、智能化是目前鐵礦選礦技術(shù)的主要發(fā)展方向，傳統(tǒng)的選礦工藝和技術(shù)比較復(fù)雜，直接影響鐵礦選礦的開采效率，設(shè)備簡單化、智能化有效的提高了鐵礦選礦的效率，將選礦設(shè)備的作用充分的發(fā)揮出來，為鐵礦選礦過程節(jié)能奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 選礦環(huán)保化

鐵礦選礦技術(shù)和工藝會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生污染，目前我國對于環(huán)境保護(hù)問題關(guān)注的越來越多，因此鐵礦選礦技術(shù)和工藝環(huán)保化設(shè)計(jì)顯得越來越重要，避免對周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞。鐵礦選礦技術(shù)和工藝環(huán)保的主要措施就是降低鐵礦石中的有害物質(zhì)含量，例如其中的鉀、氟等，實(shí)現(xiàn)環(huán)保的要求。

3.3 中外相結(jié)合

我國鐵礦選礦技術(shù)也要不斷的學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)和引進(jìn)國外的先進(jìn)設(shè)備，建立符合我國國情的鐵礦選礦技術(shù)，提高選礦技術(shù)效率。

3.4 技術(shù)自動(dòng)化

鐵礦選礦技術(shù)未來的發(fā)展趨勢就是自動(dòng)化，鐵礦選礦技術(shù)和設(shè)備的自動(dòng)化顯得尤為重要，自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢就是能在惡劣的環(huán)境下代替人工操作，有著一定的安全性，避免安全事故的發(fā)生，鐵礦選礦技術(shù)自動(dòng)化有著良好的發(fā)展前景，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

4 結(jié)束語

我國鋼鐵行業(yè)在最近的幾年中發(fā)展速度越來越快，其中鐵礦選礦技術(shù)顯得尤為重要，因此我們需要加強(qiáng)鐵礦選礦技術(shù)和工藝，不斷的提高工藝方法和技術(shù)水平，滿足日益增長的鐵礦選礦需求，了解和掌握鐵礦資源的分布，提高鐵礦選礦工作整體水平，促進(jìn)鐵礦選礦資源的利用率。