孫立新

(首鋼通鋼集團板石礦業(yè)有限責任公司)

尾礦自動取樣機的研制和應用

孫立新

(首鋼通鋼集團板石礦業(yè)有限責任公司)

板石礦業(yè)公司選礦廠由于尾礦漿液面高度變化不確定，下層尾礦砂淤積不確定，采用普通機械取樣機取樣具有局限性，人工取樣間隔時間長，且取樣代表性不強的情況，板石礦業(yè)公司根據(jù)實際情況自主研制了一種新型自動取樣機。經(jīng)現(xiàn)場實踐表明：該自動取樣機具有較好的應用效果，且投資少、安裝簡單、取樣頻次高、年工作時限長，起到現(xiàn)場實時監(jiān)控的作用，經(jīng)濟效益顯著。

尾礦漿 自動取樣機 實時監(jiān)控 人工取樣 尾礦品位 低溫

尾礦品位是選礦生產(chǎn)作業(yè)的一個重要指標。目前，隨著板石礦業(yè)公司的生產(chǎn)經(jīng)營任務的不斷加大和管理水平的提高，降低金屬流失，提高金屬回收率顯得更為重要。板石礦業(yè)公司選礦廠尾礦漿原有取樣手段為人工取樣，取樣間隔時間為2h，取樣頻次很少，不能做到對生產(chǎn)情況的實時監(jiān)控，即使生產(chǎn)出現(xiàn)跑礦現(xiàn)象，選礦廠操作人員也不能及時發(fā)現(xiàn)，或因樣品代表性不強，造成取樣點間隔時間內(nèi)金屬流失狀況無法反映出來，這些均會給選礦生產(chǎn)造成極大的損失。

板石礦業(yè)公司選礦廠以往使用的是簡易自動取樣裝置，受冬季室外低溫影響，長達5～6個月都不能使用。為了延長取樣設備的年工作時限，不受溫度影響冬夏、季都能取樣，更好地起到現(xiàn)場實時監(jiān)控的作用，為此根據(jù)現(xiàn)場實際，設計研制了自動礦漿取樣機，并應用于現(xiàn)場生產(chǎn)，取代了人工取樣，達到了較好的是實時監(jiān)控尾礦品位的效果。

1 尾礦自動取樣機組成及工作原理

1.1 尾礦自動取樣機總體設計思路

目前，市場上自動取樣機多數(shù)為管道式自動取樣機，為成型產(chǎn)品，安裝需要高差，且受室外低溫限制。鑒于板石礦業(yè)公司選礦廠主廠房尾礦通過地面溜槽排出且處在室外的特殊性，只能設計制作溜槽式非標準取樣設備。由于溜槽處于室外，深度為 1 200 mm，寬度為800 mm，尾礦漿最高深度可達800 mm，加上采樣點下端有閘門控制，經(jīng)常造成液面高度有很大變化，時高時低，下層的最厚淤積層可達250 mm。經(jīng)過分析，決定主體部分采用機械結(jié)構(gòu)垂直提升，使之成為適合現(xiàn)場需要的自下而上的垂直打撈式取樣機，在選礦主廠房1#尾礦溝處現(xiàn)場安裝制作和調(diào)試，控制部分采用西門子PLC。取樣機示意見圖1。

圖1 取樣機示意

1.2 克服低溫措施

由于是室外取樣，因此克服冬天的低溫是此次取樣機設計的難點。板石礦業(yè)公司廠區(qū)冬天室外溫度可達零下20～30 ℃，且低溫時間往往持續(xù)數(shù)月，需要取樣機能夠在持續(xù)低溫的情況下不間斷正常工作。由于液壓推桿無法在持續(xù)低溫下工作，所以主體裝置選擇齒條傳動，主體部分選用齒條，由低速電機傳動，勻速升降，配以行程開關來控制取樣管的行程。低速電機功率為400 W，所需電源為380 V。

1.3 取樣管設計

為解決提升問題，及保證將提升上來的尾礦漿準確的倒入到取樣桶，經(jīng)綜合考慮，純機械結(jié)構(gòu)能更好的適應低溫環(huán)境，取樣管工作原理示意見圖2。

由圖2可見，將礦漿提升上來后，到達圓鋼位置，圓鋼擋住取樣管，取樣管開始翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)過程促使取樣管橫向延伸將礦漿倒入取樣桶，下降時由于取樣管下部填充鐵塊，會自然傾斜，到達指定深度取樣。

1.4 自動控制設計

首先，由于尾礦液位變化較大，為了取樣均勻，每個取樣周期均采用4種不同行

圖2 取樣管原理示意

程，依次加深。其次，設置若干時間檔位，使取樣頻率可調(diào)，手動、自動任意切換，且可隨時手動取樣。另外，增加了過載保護電路，可防止意外過載。

1.5 自動取樣機技術(shù)參數(shù)

(1)控制器為西門子S7-200系列中的CPU 222 CN。

(2)過載保護為電流檢測，加入模擬量模塊。

(3)低速電機額定電壓為380 V，功率為 0.4 kW。

(4)控制柜大小為400 mm×400 mm×150 mm。

2 實際應用效果

自主設計的尾礦自動取樣機通過試驗運行，該取樣機不但克服了低溫環(huán)境影響(在超低溫環(huán)境下，需加強對取樣管的維護和檢查)，而且施工簡單，節(jié)約功耗，不易損壞，可靠性高，大大節(jié)約了人力物力。其主要優(yōu)點有：①延長了取樣設備的年工作時限，重點解決了冬季取樣存在的問題，冬、夏季均能取樣；②操作簡單，可隨時進行取樣深度和頻率的設置(系統(tǒng)默認頻率為10 min，還可根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié))，試樣代表性強，起到了實時監(jiān)控的作用；③取樣管不存在泄露問題；④采用低速電機，沒有減速機構(gòu)，重量輕，節(jié)約空間。該取樣機應用以來，選礦廠尾礦品位降低了0.1個百分點，年多回收鐵精礦0.47萬t，創(chuàng)造經(jīng)濟效益352.5萬元。

3 結(jié) 語

板石礦業(yè)公司選礦廠根據(jù)現(xiàn)場實際情況自主設計的尾礦自動取樣機在技術(shù)上先進可行，經(jīng)濟上合理，安裝、維護簡單，運行穩(wěn)定可靠，能夠較好地適應室外復雜環(huán)境下的自動取樣工作，達到了降低金屬流失、降本增效的目的，有著明顯的技術(shù)優(yōu)勢，且經(jīng)濟效益顯著。

2015-01-27)

孫立新(1968—)，男，工程師，134302 吉林省白山市。