KYZ浮选柱液位测量装置的应用研究.pdf

5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第l 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 a ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 2 ．0 1 ．0 1 5 K Y Z 浮选柱液位测量装置的应用研究 崔岩 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 7 0 摘 要研究了I F M 隔膜压力传感器应用于浮选柱液位测量的可行性。通过在云南磷化集团海口磷矿浮选厂进行适 应性工业试验，将I F M 隔膜压力传感器、激光液位计、超声波液位计的测量结果进行比较，压力传感器的各项性能指标 最优，可以大大提高液位控制的稳定性。 关键词液位检测；浮选柱 中图分类号T D 4 5 6 ；T D 9 2 8 ．9 文献标识码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 2 0 1 0 0 5 6 _ 0 3 A p p H c a t i o nR e s e a r c ho nL e V e lM e 嬲u r i n gS e n s o ri nK Y ZF l o t a t i o nC o l u m n C Ⅲ‰ B e 跏wG e n e m fR e s e 啪hI 以蹴M 钯。厂施n z 叼口n d 地t n Z Z l l 卿，B e 扰叼I D D D 7 D ，饥讥n A b s t r a c t T h ef e a s i b i l i t yo fI F Md i 印h r a g mp r e s s u r es e n s o rt h a th a sb e e na p p l i e di nK Y ZP h o s p h a t e F l o t a t i o nC o l u m ni ss t u d i e di nt h i sp a p e r ．T h em e a s u r e m e n tr e s u l t so fI F Mp r e s s u r e 晶n s o r ，B F L C _ l a s e rl e v e l m e t e r ， u l t r a s o n i cl e v e lm e t e ri nn o t a t i o nc o l u m n sa r ec o m p a 肥db va d a p t i v ei n d u s t r i a lt e s t si nH a i k o u P h o s p h a t eF l o t a t i o nP l a n to fY u n n a nP h o s p h a t eG r o u pC o r p o r a t i o n ．I ti s c o n c l u d e dt } l a tt h ep r e s s u r es e n s o r a c h i e v e st h eb e s tp e r f o r m a n c ei n d e x e sa n dc a nr e m a r k a b l yi m p m v et h es t a b i l i t yo fl e v e lc o n t r 0 1 ． K e yw o r d b l e v e lm e a s u r i n g ；n o t a t i o nc o l u m n 2 0 0 9 年4 8 月采用浮选柱单反工艺进行磷矿 的适应性工业试验，在云南磷化集团海口磷矿浮选 厂取得成功。 该项工业性试验所选用浮选柱型号为 K Y z 2 0 1 2 和K Y Z 2 0 1 0 ，试验目的是通过对设备的 分选性能、技术经济指标进行考察，分析试验数据 和现象，为新建4 5 0 万t ／a 项目磷矿的浮选柱，找 出最优化结构性能和最优化的操作参数。 由于矿区位于高海拔地区，气候条件多变，在 试验过程中主要针对浮选柱液位自动控制系统，选 用不同传感器进行了对比试验。 试验中分别采用了I F M 隔膜压力传感器、 B F L C 激光液位计和超声波液位计，通过对比试验 数据，分析了3 种传感器在试验中各自的优缺点，笔 者认为隔膜压力传感器各项性能指标数据最优，为完 善B F L c 液位控制系统性能提供了准确参考依据。 收稿日期2 0 1 1 0 6 1 5 作者简介崔岩 1 9 8 2 一 ，男，北京人，助理工程师。 1 浮选液位测量基本原理 国内采用的浮选液位自动控制系统主要由浮选 液位专用测量装置、气动调节阀和控制器三部分组 成。控制系统框图如图l 。 图1 液位控制系统原理 F i g ．1 T h ep r i n c i p l eo fl e v e lc o n t r o ls y s t e m 国内对于浮选液位专用测量装置已经进行了深 入地研究和探索，如差动电容式转角传感器、超声 万方数据 2 0 1 2 年第1 期崔岩K Y z 浮选柱液位测量装置的应用研究 5 7 波液位计、激光液位计等。北京矿冶研究总院 B F L C 液位计采用的是间接测量方法，液位传感器 选用的是激光液位计或超声波液位计。在试验过程 中发现，露天条件下激光液位计和超声波液位计易 受天气因素的影响。 目前由北京矿冶研究总院设计、生产的K Y z 系列浮选柱均为无机械搅拌浮选设备，其原理是以 空气压缩机作为气源，将矿浆由顶部给人，通过给 矿器分配后，下降的矿粒与上升的气泡在柱体中逆 流碰撞，有用的矿物随泡沫刮出，在这种状况下的 矿浆液位可以保持相对稳定状态。综上考虑选用压 力传感器应用在本试验中，用于液位的测量。 采用压力测量液位计算公式为 嘲 式中卜液体压力值，P a ； p 一液体密度，k ∥m ； g 标准重力加速度，“s ； 一液体高度，m 。 浮选柱为敞口容器，在矿浆浓度一定的情况 下，通过测量传感器安装位置的液体 矿浆 压 力，即可推算出液面距离压力传感器的高度。 2B F L C 浮选液位测量系统设备 2 ．1 现场系统设备及工艺 试验浮选柱由以下设备组成浮选柱共有2 台 直径2m 浮选柱，分别为粗选浮选柱 1 2m 高 和精选浮选柱 1 0m 高 ；搅拌桶4 个，分别为1 号搅拌桶添加Y P 4 硫酸 和Y P 3 磷酸 、2 号 搅拌桶添加Y P 2 捕收剂 、3 号搅拌桶添加Y P 2 、 4 号搅拌桶添加Y P 4 改造后增加，实际试验中未 添加药剂 ；2 个泵池，分别为粗精泵池和精矿泵 池；1 台空压机及储气罐等；变频器3 台，分别为 粗选和精选精矿泵控制及3 号搅拌桶控制。 试验采用单反工艺，工艺流程及现场见图2 、 图3 。 2 ．2 液位测量系统 试验中选用的是带有陶瓷探测片的德国I F M P L 2 0 系列传感器，采用无导压管的平嵌安装方式。 考虑到矿浆流对压力测量造成的影响，并且便于与 激光液位计或超声波液位计测量结果进行对比，因此 选择距离溢流堰下1 ．5m 的位置安装压力传感器。 3 试验过程 在试验过程中，超声波液位计和激光液位计都 图2 工艺流程 F i g ．2 P r o c e s sn o wd i 蜡m m 图3 试验现场 F i g ．3E x p e r i m e n tf i e l d 曾出现测量不稳定的异常情况。如图4 所示，图中 可以清楚地看出液位测量值发生跳变，但是很快就 恢复到正常值。首先对滤波算法进行了调整，在增 强滤波系数后现象有所改善，但液位测量值的实时 性降低，影响浮选柱液位控制效果，因此该问题并 没有得到根本解决。 现场连续观察激光液位计的工作状况，未发现 测量点 光斑 偏离反射盘区域。在对比了连续2 周的曲线数据后，发现白天现象相对集中，现象集 中时段基本与中午阳光直接照射到反射盘的时间吻 合，查找仪表资料发现该型激光液位计允许被测物 体 反射盘 受外来光线最大照度80 0 0l u 【，夏 季中午太阳可达到1 0 00 0 0l u x ，超过激光液位计 参数范围，造成测量不稳定；夜间偶然出现时间段 与下雨的时间吻合，与仪表厂家的技术人员共同分析 初步判定雨天测量不稳定的原因为较大雨滴经过 测量通道时，出现激光束被折射或反射等复杂情 况，因为光束聚焦后光斑直径仅6m m 。因此在露天 条件下，天气因素对激光液位计的测量造成较大影响。 万方数据 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第1 期 对于超声波液位计，虽然不受太阳光及大雨的 影响，但在早晚气温较低时，在反射盘与液位计之 间易产生较大雾气，影响回波的接收，从而导致测 量不准确。 1 6 0 0 1 4 0 0 1 2 0 0 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 0 O 1 2 5 5 1 5 1 2 5 6 5 5 1 2 5 8 3 51 3 0 0 1 5 1 3 0 l 5 5 1 3 0 3 3 51 3 0 5 1 5 时间／} l 图4 液位异常情况曲线截图 F i g ．4 A b n o 咖a l l e v e lc u Ⅳe 从图4 曲线中可以看出，压力传感器测得的液 位值与另两种液位计测得的液位值基本一致。压力 传感器是安装在柱壁上，受到天气因素影响非常 小。在激光液位计出现异常波动时，压力传感器测 量的液位值未出现明显波动。另外压力传感器测量 的灵敏度优于其它两种液位计。如图5 、6 所示， 可比激光提前2 ～3m i n 检测出液位变化。 0 5 3 4 51 2 3 4 5 1 5 3 4 52 2 3 4 52 5 3 4 53 2 3 4 53 5 3 4 54 2 3 4 54 5 3 4 5 时间／} l 图5 液位曲线截图 F i g ．5 L e V e lc u n r eo fp r e s s u r es e n s o r 通过试验得出 1 B F L c 激光液位计在露天条件下的应用存在 一定的局限陛，易受天气因素的影响。 2 一体化超声波液位计因其仪表自身的特性， 雾气易对测量结果造成影响。 3 压力液位变送器测量的液位值稳定准确， 并且较前两种仪表有更高的灵敏度，这非常有利于 图6 液位曲线截图 F i g ．6 L e V e lc u r v eo fp r e s s u r es e n s o r 浮选液位的自动控制。 4 结论 此次在云南磷化集团海口磷矿浮选厂进行适应 性工业试验，到试验结束时磷精矿指标已经达到磷 精矿2 9 ％以上、氧化镁降至1 ％左右，符合国家标 准。通过此次对比试验，显示了3 种浮选液位测量 方式各自的特性，证明了压力液位测量技术在浮选 柱液位控制系统中应用的可行性。 此次试验虽然证明压力液位变送器在浮选柱液 位测量上的可行性，但受到单一压力测量点的限 制，矿浆浓度通过工艺给定，因此当矿浆浓度变化 较大时，压力变送器输出液位值与B F L C 激光液位 计输出值出现较大偏差。 因此在下一阶段的研究中还要解决如下问题 1 选择压力传感器安装点的理论依据； 2 如何消除矿浆浓度的变化对液位测量的 影响； 3 泡沫层较厚时，对液面产生的压力值。 参考文献 [ 1 ] 杨万国，贾延刚．多种液位仪表的应用对比[ J ] ．石油 工程建设，2 0 0 4 ，3 0 1 3 8 - 4 3 ． [ 2 ] 李映根，周俊武，徐宁．K Y F _ 2 0 0 型浮选机液位自动控 制系统的研究与应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 4 2 3 3 6 [ 3 ] 骆冬玲．5 0 立方米浮选机矿浆液位自动控制系统[ J ] ． 有色金属，2 0 0 5 ，5 7 4 8 1 8 3 ． [ 4 ] 沈政昌，史帅星，卢世杰．K Y Z B 型浮选柱系统的设计 研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 6 4 2 0 2 4 ． ∞∞∞如∞∞∞ 6 5 5 4 4 3 3 万方数据