PDPC過程決策與線性回歸法在磨礦工藝的應(yīng)用

陳 海

（百色百礦集團(tuán)，廣西 恭城 533000）

1 概述

氧化鋁廠原料工序的主要任務(wù)是為溶出工序提供合格的成品原礦漿，主要生產(chǎn)原料是鋁土礦、石灰和循環(huán)母液。主體設(shè)備有球磨機(jī)、棒磨機(jī)、旋流器等。成品原礦漿細(xì)度是原料磨的重要指標(biāo)，對鋁土礦的溶出率及溶出進(jìn)料隔膜泵高效運(yùn)行有很大影響，因此保證成品原礦漿細(xì)度質(zhì)量是優(yōu)化氧化鋁后續(xù)生產(chǎn)的有效措施。

2 影響成品原礦漿細(xì)度指標(biāo)的因素以及應(yīng)對措施

2.1 過程決策程序圖法（PDPC）

結(jié)合原料磨工藝棒磨、球磨、旋流器、排砂返磨等工藝步驟，利用PDPC圖法從磨礦的全局角度進(jìn)行考慮，能夠針對性地制定了每一個(gè)步驟的控制方法和預(yù)防措施，然后再根據(jù)每一個(gè)措施再抓好現(xiàn)場管理和落實(shí)，可以有效地減少細(xì)度“跑粗”現(xiàn)象。

圖1 防止成品原礦漿細(xì)度合格率低的PDPC圖

上圖中PDPC循環(huán)各項(xiàng)措施具體解釋如下：

（1）由于磨機(jī)處理量有限，而磨機(jī)的下礦量往往是維持在接近磨機(jī)產(chǎn)能的上限，甚至是超負(fù)荷運(yùn)行，因此，如稍有不慎就會出現(xiàn)下礦過量現(xiàn)象，在這種情況下細(xì)度很難得到保證。

采取的措施：加強(qiáng)下礦量抽測和電子秤抽稱，及時(shí)糾正下礦偏差，對皮帶稱部件的磨損要提高警惕，固定鋁礦倉出料口閥門的開度，使電子稱下礦誤差不超過±1t/h。

（2）棒磨機(jī)的填充率與磨礦效果存在統(tǒng)一辯證的關(guān)系，從磨礦力學(xué)的角度考慮，介質(zhì)越多磨礦效果越好。一般棒磨機(jī)的填充率控制在38%左右。磨內(nèi)液固比大，礦漿在磨內(nèi)的流速快，停留時(shí)間短，被沖擊、磨剝的概率小，磨礦效果就差；相反液固比小，固含高，則礦漿在磨內(nèi)流動過程中的粒度分離效果就差，研磨不充分，從而影響磨礦效果。

采取的措施：合理控制磨機(jī)填充率（棒磨機(jī)以棒面高出出口100mm），并及時(shí)清理碎棒。一般情況下，磨內(nèi)液固比的控制以目測為準(zhǔn)，以觀看棒磨機(jī)出端喇叭口附著的礦漿呈黃豆大小顆粒狀為宜，液固比大概在0.5～0.7之間。

（3）泵池液位的影響主要是臨界于空槽狀態(tài)運(yùn)行而造成流速波動，而流速的波動造成礦粒在水旋器內(nèi)形成的離心力不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致分離效果不理想。

采取的措施：安裝中間泵泵池液位報(bào)警裝置，設(shè)置1m低報(bào)、4m高報(bào)，操作人員得到警示，打空泵現(xiàn)象得以杜絕。

（4）水旋器排砂嘴磨損，會造成不同礦粒在水旋器內(nèi)的運(yùn)動不規(guī)則，離心分層遭到破壞，因而影響粒度分級。

采取的措施：避免超負(fù)荷運(yùn)行（流速快則磨損快）、制作水旋器排砂嘴的運(yùn)行時(shí)間電子表格，崗位即時(shí)查閱并加強(qiáng)檢查力度，發(fā)現(xiàn)砂嘴直徑超過95mm及時(shí)更換損壞的水旋器。

（5）由于球磨機(jī)磨內(nèi)介質(zhì)少，磨內(nèi)礦漿研磨不充分，不能達(dá)到需要的磨礦要求，從而降低了成品原礦漿細(xì)度的合格率。

采取的措施：經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和實(shí)驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)，球磨機(jī)電流與細(xì)度有較強(qiáng)的線性關(guān)系。通過球磨機(jī)電流與細(xì)度的線性曲線關(guān)系，以此來確定鋼球的加入量，從而保證球磨機(jī)電流達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

（6）生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，由于礦漿槽放料管管徑過小，礦漿槽粗砂不能及時(shí)返回流程進(jìn)行二次研磨，降低了成品原礦漿細(xì)度的合格率。

采取的措施：通過加大礦漿槽排砂管管徑，縮短了管道長度，并且確保了崗位人員操作的輕便和安全。

2.2 建立球磨機(jī)電流與成品原礦漿細(xì)度的線性回歸模型

在原料磨生產(chǎn)控制實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)球磨機(jī)運(yùn)行電流與球磨機(jī)磨內(nèi)介質(zhì)兩者之間緊密聯(lián)系，球磨機(jī)磨內(nèi)鋼球介質(zhì)的多少均不同程度上影響著球磨機(jī)的填充率，進(jìn)而影響成品原礦漿細(xì)度指標(biāo)。

我們研究收集的成品原礦漿細(xì)度-63μm指標(biāo)與球磨機(jī)電流的關(guān)系，經(jīng)過分析和整理后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸的擬合分析，步驟如下：

（1）收集數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)并轉(zhuǎn)換。將成品原礦漿固含在172～339g/l之間，數(shù)據(jù)分布按中間部分50%的數(shù)據(jù)（即226.5～266.5g/l之間的數(shù)據(jù)）進(jìn)行整理，我們剔除異常點(diǎn)樣后對56個(gè)樣本做進(jìn)一步的正態(tài)性檢驗(yàn)如圖1所示。

（2）確定細(xì)度-63μm指標(biāo)與球磨機(jī)電流的擬合關(guān)系。使用整理后成品原礦漿細(xì)度-63μm指標(biāo)的線性項(xiàng)與球磨機(jī)運(yùn)行電流執(zhí)行回歸，如圖2所示。

圖2

圖3

回歸曲線相關(guān)性R2為80.5%，按直線回歸為下圖所示：

圖4

回歸曲線相關(guān)性R2為80.5%，每1A電流影響成品原礦漿細(xì)度-63μm指標(biāo)0.3645%。

（3）確定適合的球磨機(jī)電流并給崗位人員提供數(shù)據(jù)支持。球磨機(jī)電流每提高1A，則細(xì)度合格率升高0.3645%以上。為此我們經(jīng)過計(jì)算，在確保氧化鋁利潤空間的前提下，本著成本可控的原則，根據(jù)加球量與球磨機(jī)電流為2：1的比例（即每增加2噸鋼球，球磨機(jī)電流相應(yīng)提升1A）以確定適當(dāng)?shù)匿撉蚴褂昧?，將球磨機(jī)鋼球填充率維持在36～40%之間，并且要求操作人員按照以上標(biāo)準(zhǔn)合理控制球磨機(jī)運(yùn)行電流，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化成品原礦漿細(xì)度合格率指標(biāo)的目的。

3 結(jié)論

通過使用過程決策程序法（PDPC）在原料磨礦的應(yīng)用，我們對生產(chǎn)流程進(jìn)行了全面的質(zhì)量過程控制，對每一個(gè)影響成品原礦漿細(xì)度降低的影響因素進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查和認(rèn)真分析，從經(jīng)濟(jì)性、可操作性找到最優(yōu)解決問題的方案，通過對這些方案的成功實(shí)施，成品原礦漿細(xì)度合格率得到了相應(yīng)的提高，生產(chǎn)指標(biāo)得到優(yōu)化。由于球磨機(jī)運(yùn)行電流得到具體的量化，操作人員在日常的加球、補(bǔ)球作業(yè)中更顯得有理可依、有章可循。上述統(tǒng)計(jì)工具的應(yīng)用還為我們在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析和掌握數(shù)據(jù)的分布狀況和動態(tài)變化指明了思路，使我們在生產(chǎn)管理活動中找到了歸納、分析問題和顯示事物客觀規(guī)律的方法，為我們在生產(chǎn)過程中提高配料Rp合格率、配鈣C/S、石灰分解率等其他關(guān)鍵指標(biāo)提供了改進(jìn)的方向。