Automatyczny separator magnetyczny flotacyjny

Kiedy słyszysz „automatyczny separator magnetyczny flotacyjny”, pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest to, że prawdopodobnie właśnie skrzyżowali flotację z separacją magnetyczną, umieścili to na przenośniku taśmowym i nazwali automatycznym. Wiele osób tak uważa, szczególnie tych, którym daleko do praktyki wzbogacania rud złożonych. W rzeczywistości, jeśli kopiesz głębiej, wszystko jest o wiele bardziej interesujące i kapryśne. Nie jest to mechaniczny dodatek, a raczej integracja, gdzie sukces zależy od wielu niuansów, których nie zawsze można obliczyć w teorii. Przez długi czas byłem sceptyczny wobec takich systemów hybrydowych, aż stanąłem przed konkretnym zadaniem wykończenia koncentratu w jednym z zakładów na Uralu.

Od pomysłu do sprzętu: gdzie leży główny haczyk

Koncepcja jest w zasadzie logiczna: najpierw flotacja w celu wyizolowania określonych minerałów na podstawie ich właściwości powierzchniowych, a następnie, bez usuwania pulpy z linii, separacja magnetyczna w celu wyselekcjonowania frakcji ferromagnetycznych lub paramagnetycznych. Automatyzacja miała zminimalizować czynnik ludzki w kontrolowaniu gęstości masy celulozowej, poziomu piany, natężenia pola i prędkości podawania. Brzmi idealnie. Kiedy jednak zaczęliśmy projektować pierwszą instalację dla naszego projektu, od razu pojawiło się pytanie: co tak naprawdę będzie „mózgiem” tego systemu? Czujniki to jedno. Ale algorytm, który dostosowuje parametry flotacji w czasie rzeczywistym na podstawie odczytów z sekcji magnetycznej i odwrotnie, to już akrobacja.

Pamiętam, że rozważaliśmy wtedy kilka opcji gotowych rozwiązań. Wśród nich znalazł się sprzęt zFirma LOGI(ich strona internetowa tohttps://www.ljmagnet.ru). Oni, jako producent z historią (firma działa od 1993 roku i jest uznawana za największego producenta sprzętu górniczego), przedstawili swoje spojrzenie na automatyzację właśnie takiego połączonego procesu. Ich podejście przyciągało uwagę nie obietnicami, ale naciskiem na zdolność adaptacji systemu do zmieniającego się składu surowców – a to było krytyczne dla naszych warunków.

Główny haczyk, który wówczas przeoczyliśmy, leży w styku sekcji. Wyglądałoby to na pompowanie miazgi. Ale po flotacji pozostaje w nim odczynnik, piana i zmienione środowisko jonowe. Jak to wszystko będzie się zachowywać w silnym polu magnetycznym? Czy separacja zostanie stłumiona lub odwrotnie, fałszywe alarmy czujników? To właśnie te technologiczne „drobiazgi” stają się przeszkodą. Samo wzięcie dobrego flotatora i dobrego separatora magnetycznego, ustawienie ich obok siebie i połączenie rurą to droga donikąd. Potrzebne jest ponowne flashowanie, przemyślenie całego cyklu technologicznego jako jednej całości.

Doświadczenie wdrożeniowe i prowizja, na którą nadepnięto

W tym zakładzie Ural poszliśmy drogą częściowej modernizacji. Jako podstawę wykorzystaliśmy istniejącą linię flotacyjną i zbudowaliśmy ją na jej końcuautomatyczny separator magnetycznytyp komory. Automatykę oparto na sterownikach PLC, czujnikami były gęstościomierze, przepływomierze elektromagnetyczne. Zadaniem separatora było wyłapanie magnetytu i martytu z gotowego koncentratu w celu zwiększenia całkowitej zawartości żelaza i ograniczenia zanieczyszczeń.

Pierwsze tygodnie to ciągła walka z powstawaniem piany. Bęben magnetyczny po prostu zakrztusił się pianą pochodzącą z poprzedniego etapu. Musieliśmy pilnie wspawać dodatkową komorę osadniczą z mechanicznym tłumikiem piankowym. To oczywiście obniżyło ogólną produktywność linii, którą chcieliśmy po prostu zwiększyć. Automatyka też była głupia: czujnik poziomu piany ciągle się zacinał, a system albo wyłączał dopływ miąższu, albo wręcz przeciwnie, zapewniał maksymalny przepływ. Okazało się, że jest to klasyczny przypadek, gdy istnieje lokalna automatyzacja każdej sekcji, ale nie ma jednolitej logiki procesu.

Tu przydały się doświadczenia kolegów, którzy odnieśli się do praktykiLONGI. Sądząc po opisach swoich projektów, często postępują odwrotnie: najpierw projektują układ sterowania dla całej jednostki hybrydowej, a następnie „dopasowują” do niego część mechaniczną. Na ich stronie internetowej (ljmagnet.ru) widać, że skupiają się na pełnym cyklu – od rozwoju po produkcję w swoich zakładach (powierzchnia przedsiębiorstwa to 140 000 m2). Dzięki temu mogą ściślej kontrolować dokowanie węzłów. Działaliśmy metodą „uaktualnienia”, która zawsze jest trudniejsza.

Węzeł kluczowy: system sterowania i sprzężenie zwrotne

Po naszym rake'u stało się jasne, że serceautomatyczny separator magnetyczny flotacyjny- to nawet nie magnes czy komory flotacyjne, ale algorytm sprzężenia zwrotnego. Który parametr przyjąć jako podstawę korekty? Zawartość żelaza w końcowym koncentracie? Jednak jego analiza nie jest zadaniem szybkim. Oznacza to, że potrzebujemy wskaźników pośrednich, ale operacyjnych.

Eksperymentowaliśmy z czujnikami podatności magnetycznej dla przepływu opuszczającego maszynę flotacyjną. Pomysł był taki, że jeśli podatność wzrasta, oznacza to, że coś poszło nie tak podczas flotacji i do pulpy przedostaje się więcej minerałów magnetycznych. Można byłoby regulować dopływ odczynników lub napowietrzanie. To działało na papierze. W praktyce czujnik zatykał się cząsteczkami i wymagał czyszczenia co kilka godzin. Automatyka znów szwankowała.

Ciekawostką jest to, że w opisach opracowywanego sprzętuFirma LOGI, często pojawia się sformułowanie o „algorytmach adaptacyjnych dla niestabilnych surowców”. Myślę, że ich inżynierowie (jest ich ponad 1200, z czego ponad 60% z wyższym wykształceniem) przechodzili przez podobne problemy w swoich ośrodkach testowych w Fushun. Ich rozwiązanie najwyraźniej polega na połączonej analizie danych z kilku typów czujników, a nie tylko z jednego. Oznacza to nie tylko podatność magnetyczną, ale także gęstość optyczną, pH, temperaturę przepływu. Bliżej nam to do analityki predykcyjnej niż do zwykłej stabilizacji.

Ekonomika procesów: kiedy automatyzacja się opłaca

Wprowadzenie tak złożonej jednostki to kosztowna historia. Dlatego zawsze pojawia się pytanie: czy warto? W naszym przypadku zwrot nie liczył się ze wzrostem uzysku (wzrósł nieznacznie, o 2-3%), ale z redukcją kosztów operacyjnych i strat koncentratu.

Ręczne sterowanie oddzielnymi procesami często prowadzi do ostrożności: operator utrzymuje bardziej intensywną flotację lub silniejsze pole magnetyczne niż to konieczne, „na wszelki wypadek”. Jest to nadmierne zużycie odczynników, energii elektrycznej i utrata użytecznych składników do odpadów poflotacyjnych. Dobrze dostrojonyautomatyczny separatormusi pracować na granicy optymalnych parametrów. Kiedy w końcu mniej więcej debugowaliśmy system, zaobserwowaliśmy oszczędności na odczynnikach - około 15%. To już poważna liczba.

Tutaj znowu czas przypomnieć sobie producentów na dużą skalę. JeśliLONGIprodukuje do 4000 sztuk sprzętu rocznie, to z pewnością stać ich na testowanie takich rozwiązań na stoiskach, przywołując na myśl wskaźniki ekonomiczne, a nie tylko technologiczne. Dla nich jest to kwestia konkurencyjności produktu na rynku. Dla nas, operatorów, oznacza to, że kupując gotowy kompleks, możesz kupić także tę właśnie optymalizację, sprawdzoną testami innych osób. Chociaż oczywiście nadal będziesz musiał to zaakceptować dla własnej rudy.

Patrząc w przyszłość: dokąd zmierza wzbogacanie hybrydowe?

Teraz, patrząc wstecz na to doświadczenie, rozumiem toautomatyczny separator magnetyczny flotacyjny- to nie jest punkt końcowy, ale raczej krok. Przyszłość moim zdaniem leży w modułowych, elastycznych systemach, w których nie dwa, a kilka procesów (być może z separacją grawitacyjną i elektryczną) zostanie połączonych pod kontrolą jednej platformy AI. Platforma, która nie tylko stabilizuje parametry, ale uczy się na danych, przewiduje zmiany w składzie surowców na podstawie geologii i sama sugeruje tryby.

Wymaga to jednak zupełnie innej kultury produkcji. Potrzebujemy czujników nowej generacji, które są niezawodne i samoczyszczące. Potrzebujemy inżynierów, którzy myślą nie wąskimi łańcuchami technologicznymi, ale całymi metaprocesami. Duże przedsiębiorstwa deweloperskie, takie jakLONGI, ze swoją bazą badawczą i produkcyjną, mają tutaj przewagę. Stać ich na inwestowanie w takie badania i rozwój.

Dla przeciętnego koncentratora główny wniosek jest prosty: automatyzacja połączonych procesów nie jest procesem typu „ustaw i zapomnij”. To ciągłe dostrajanie, dialog ze sprzętem i głębokie zrozumienie fizyki każdego etapu. I tak, lepiej zacząć nie od rękodzielniczego montażu z kawałków, ale od analizy gotowych rozwiązań od tych, którzy już zrobili duże zdjęcia. Ale nie możesz ślepo ufać danym paszportowym - swojemu ogonowi, swoim warunkom, swoim niuansom. Jak zawsze prawda leży gdzieś pośrodku, na skrzyżowaniu doświadczenia dostawcy i wiedzy technologa na miejscu.