矿浆计量和取样.pdf

。 32 . .. .. . .. . .. . .. . . 矿浆计,和取样 云南锡业公司梁忠民 对流动矿浆的计量和取样 , 是选矿过程 ‘ 中最基本的测试项目之一 , 称之为生产的耳 目 。 长期以来 , 我公司广大测试人员 , 为了 搞好这项测试 , 曾经作了许多努力 , 设计制 造了矿浆计量取样器 , 并先后用于原矿 、 精 矿 、 中矿以及部分尾矿的计量和取样 。 在总尾 矿取样方面也采用 了几种自动取样装置 。 实 践证明 , 所用的计量和取样方法是切实可行 的 , 使我公司选矿金属平衡编制的准确度前 进了一大步 。 本文就此作如下介绍 。 级接样斗 引人称样天平进行计量 。 一 、 二 、 三级的余量由余量桶承接 , 并经余量管进人 生产流程 。 一 、 原矿计量和取样 我公司设计的矿浆计量取样器是由缩分 机和称样天平两部分组成 。 缩分机是将欲计 t 取样的矿浆 , 按比例缩分到一定的数量; 称样夭平是将缩分试料进行计量 。 为了简化 试料制备手续 , 最好把计量取样点设置在一 段磨矿之后 。 一缩分机缩分机的结构如图 1所 示 。 它是由槽钢制成的门框式支架所支承 , 支架上部安有传动装置 , 从右至 左分别设有 一 、 二 、 三级缩分装置 , 下部通过螺丝与基 础连接 。 一 、 二 、 三级截取器 , 均 由电动机 经减速机变速后 , 通过上下皮带带动 。 欲缩分的矿浆 由给矿管进入分矿桶 , 分 矿桶的底部设有环形排列 , 并呈单数的若干 排矿嘴参见图4 , 矿浆就经排矿嘴 垂直 下落 。 这时 , 一级截取器作 等速圆周运动 , 不断地把下落矿浆按比例截取 , 所截取的试 料交给第二级进行 同样缩分 。 而第三级一则 试料少 , 二则不需要继续缩分 , 所以可将环 状排矿改为单管排矿 。 末级缩分试料 , 经三 百百 . 刁刁 注注/ . 于于 ; ; ; ; ; ; ; ; F F F F F F F 图 1 矿桨缩分机示愈图 1一支架, 2一电动机,3一减速 机, 卜皮 带, 5一一级给矿管,6一护轴套,7一分矿桶,8一排 矿嘴, 9一一级截取 器, 1 0一接样斗,n一二级 给矿管 , 1 2一二级分矿桶,1 3一二级排矿 嘴, 1 4一二级截取器,1 5一二级接样斗,1 6一三级给 矿桶 , 1 7 一余量管,1 8一一级余量桶,1 9一二级 余量桶 , 2 0一三级余量桶,2 1一三级接样 斗, 2 2一皮带 。 缩分机的工作原理如 图2所示 。 设 a 为 下落矿流的任意 一点 , 截 取口经 a 点时 , 该 点进人截取口的路程用 a,aZ表示 。 因为截取 口夹角沪的顶点重合于其转 动中心0 , 所以 * 、 。; 、J。, , 。 、 。‘ 。 ; _ a ,aZ _ 劝 该点进人截取 口的时间 t a 兰生兰业 一岑 又一 一 ’ ‘. ” ‘一‘ - 一 『一’ 一 ’一‘ ’一 ‘ ’ 一 “ n 360 “n 其 中 n 为截取口每分钟转数 。 可 以根据 33 同理求得 tb 360 On 种因所占空间较大 , 故一级和二 、 三级分开 安装 , 而后者因所占空间较小 , 故可把三级 连成一机体参见图 1 。 图2 由此可 见 , 当夹角顶点与其转动轴线相 吻 合的截取口 , 在同一取样周期m内 , 下落 矿流断面上的任何一 点 , 被截人截取口的时 间均相同 。 l l l气奋奋 目目目目 图3 矿流断 面 功m 360 “n 劝T 一石画不厂 Ll OUU 式中 T 在取样周期 m 内所需要 的时 间 。 为了说明缩分比与截取口夹角的关系 , 现设 q 为下落矿流的单位流量 , 刀和R分别 为矿浆浓度和比重 。 那么 , 在m周期内给入 缩分机的矿石量Q q刀R T , 在同一周期内 所截取的矿石试料q q刀Rt 。 根据缩分比 的 定义得 图 4 Q 360 0 q 叻 2 所以 , 缩分比的大小与截取口的夹角成 反 比 , 而与下落矿流的断面形状无 关 。 为此 , 在考虑分矿桶底部排矿的时候 , 既可采用 图 3 的形状又可采用图 4的形状 。 试验证明 , 采用 图3形状可以获得连续性较好的试料 , 为下一级缩分创造有利的条件 。 如采用 图4 形状 , 最好采用双截取口和单数排列的排矿 嘴 , 使一截取口处于空隙位置时另一截取口 正在截取试料 , 从而保证试料的 连续性 。 目前 , 我公 司使用 的矿浆缩分机有大 、 中 、 小三种规格 , 相 应 的处理能力为400 1000 、 2 50 400和60 120米 “/ 时。 前两 为了获得稳定的缩分比 , 在制作和安装 时要特别注意下 列事项 1 . 截取口夹角的顶点必须玉合于其转 动轴线 。 否则 , 就不能获得稳定的缩分比; 2 . 截取口的转速以每分钟2 0 30转为 宜; 3 . 截取口的宽度要大于最大粒度直径 三倍以上 , 其长度要大于排矿口径 二倍以 上; 4 . 进人缩分机前要安装隔 碴筛 , 严格 清除矿浆中的草渣 、 砖头和铁块等杂物 , 保 证管道畅通 。 上述缩分机 , 虽然可以获得较稳定的缩 分比 , 具有良好的计量性能 , 但是需要较大 咄注‘ . 解 。 的安装落差 , 致使无自然落差的选矿厂需要 增加提升矿浆设备;在机械结构方面也有欠 紧凑之处 。 为了克服这些缺点 , 我公司个旧 选矿厂参照原用缩分机 , 制作了一台试验用 的缩分机见图5 。 一一l气 气 一一 川川 一一一, , . 司‘. . . 户户 【 } } } 口口口 . . .J困召. 目. . . . 、、、 卜卜卜 勺勺勺 溅 , 便于维护和操作 。 但缩分比的重现性比 老式缩分机略差 , 尚待进一步研究改进 。 各种缩分机所损失的流程落差 大号为 3 米 , 中号为2 . 2米 , 小号为1 . 5米 , 新试验 为 1米 。 二称样天平 称样天平为一等臂天 平见图6 , 对末级缩分试料进行计 量 。 天平横臂上安有左刀 、 中刀和右刀 。 左 刀悬 挂称样桶 , 桶内可盛八小时以上的末级缩分 矿石试料 。 右刀悬挂平衡水桶和平衡物 。 中 刀把两端重量支承在立柱上 , 而立柱的底部 通过螺丝与基础相连 。 立柱上还设有自动给 水装置 , 即从称样桶溢 出的清水经排水管入 恒水盒 。 盒内分两部分 , 其中的恒流小分量 由输水管经水杯再进人分水盒 。 分水盒分左 右两格 , 右格经输水盒后通平衡水桶 , 左 格 和恒水盒中的另一分量从余量管排出 。 . 6 断试脸缩分机示意I 1一机休,2一电动机,3一减速机,4一皮带传动 装里, 5一上轴承座,6一环形槽,7一一级截取 器, 8一分 配 桶,9一盖 子, 1 0一下轴承座, 11一二级截取 器, 1 2 一接样斗 , 1 3一排矿嘴 。 新试验的缩分机的机体是由两截不 同直 径的圆筒焊接而成 。 分配筒安装在机体的上 方 , 把给入的矿浆变成环状排出 。 机体上部 中间焊有环形槽 , 与轴线交成4 5 “ 角的一级 截取器所截取的试料 , 进入环形槽经排矿嘴 排出 , 由二级水平截取器继续缩分 , 所得的 试料由接样斗排出 。 环形槽的内壁分别安有 上轴承座和下轴承座 , 其传动轴的一端用螺 帽与截取器连接 , 而另一端安有皮带轮 , 经 减速机变速后分别以不同的转速截取试料 。 此种缩分机的特点是把三级缩分改为二 级缩分 , 不仅机件减少而且结构紧凑 , 不用 安装基础 , 与老式缩分机相比可节省 l/ 3 的 流程落差 。 接矿容积宽余 , 减 少了矿浆飞 呈呈呈呈彗 } } } } } . 爹爹爹爹爹爹爹 } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } . . . . . . . . .1 1 1 1 1 1 1 l l l } } } } } } } } } { { { { { { { lI I I } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } } 一 l l l1 1 1 1 1 1 1}} / / / 火 火火火 盯盯I I I乙 乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙 J J J J J J J} ‘‘‘‘ 山} } } 田6称样天平示愈图 1一称样桶,2一末级缩分试 料管1 3一漏 斗 . 4一吊勾, 5一左刀, 卜中刀 , 7一右刀,8一立 柱 , 9一排水 管, 1 0一恒水盒,n一输 水管, 1 2一升降器 转盘,1 3 一余量 管,1 4一指针, 15一输水盒,16一标尺,1 7一排 水 管, 18一碰 铁 , 1 9一平衡水桶,2 0一分水环,2 1一分水盒. 2 2一平衡物, 2 3 一水位指示 管 , . 2 4一平 衡架, 2 5一水阀 , 2 6一横臂 。 称样前先在称样桶盛满清水 , 然后 旋 动 升降器转盘把天平升起 , 使溢出的清水保持 同 正常生产时的 流量 , 把天 平 调节 平衡 。 此 35 ‘ 一一 . . .. . .口曰.. .. . . 时末级缩分试料经管引入称样桶 , 矿石 沉于 桶底 , 天平左端增重而下沉 , 右端抬起 。 碰 铁触及指针的尾部 , 使指针指向下偏转 , 同 时也使固定在指针上的水杯 向右偏 , 于是从 排水管溢出的清水就自动注人平衡水桶内 。 当平衡水桶内的水量增加到 与沉降的矿石重 量相当时 , 天平恢复平衡 , 碰铁下降 , 指针 复原 , 水杯向左偏 , 注人平衡水桶的水被切 断 。 由于缩分试料不断加 入 , 天平左端不断 增重 , 迫使上述动作不 断重复出现 , 于是平 衡水桶中的水量 , 就从天平 的平 衡* 不平 衡,平衡的反复动作中而被注入 。 从阿基米 德原理得知 , 被注入的 水量恰巧 等 于该段时 间内给人称样桶中矿石试料在水 中的重 量 。 故矿量Q 仅 与平衡水位有关 , 于是可 通过自 动仪表把已经处理过的矿量 , 远距离显示到 有关岗位上 , 以 作 为指导现场均衡 生产 的参 考数据 。 三 分析试料取样一 个生 产班进入 称样天平的末级缩分干试料量 大 约 为80 100公斤 , 这些试料不便继续制备为分析用 的最终试料 。 所以通常经计重后就弃去 。 分 析试料的取样 , 用下列方法获得 。 1 . 在末级缩分机的截取器上增加分析 试料截取口见图 7 , 使它与计量截 取 日 隔 开 , 所截取的试料分别从漏斗排出 。 从 漏 q W二q一- 飞 一一 么 O 式中 W 矿石在水中的重 量公 斤; q 矿石在空气中的重量 公斤二 占矿石真比重; △水的比重 。 W占 q 咭二1 公斤3 得 Q W占i 1000占一 1 吨4 因为平衡水桶是一个规则的 圆柱体 , 桶 内的平衡水量W是 水位 H的函数 。 即W AH 其中A为每毫米的容水量 。 图了 1一接矿槽,2一分析试料截取口 , 3一给 矿 竹, 4一传动轴,5一计量试料 截 取口 , 卜漏 斗 , 7一漏斗 。 故 Q AH占i 1000占一1 11 。 匕 5 5式就是欲求 的矿量计算公式 。 因 为缩分比 i在规定的使用期间内为一 常数 。 所以只要根据当班的水位记录和当班的矿石 比重测定结果 , 就可计算出 当班的处 理量 Q 。 在同一 矿体中 , 矿石比 重变化不 大 , 可 视为常数 , 于是可把5式简化如下 Q 二KH 6 6式中K A 6i 100 06一l 为一常数 , 斗 6排出的 试料引人称样天 平进行计量;从 漏斗7排出的 试料引入 试 料缩 分 器继续 缩 分 。 试料缩分 器 见图 8山上下两截圆筒 组成 。 上筒系储矿桶 , 可以储存两小时以上 的末级缩分试料;下筒系机体 , 其中安有缩 分装置 。 缩分时先打开 水管的 开关 , 冲 动转 盘 , 经传动轴带动分矿斗 。 其转速可 通过 水 管开关加以调节 , 使其转速以侮分钟30转 为 宜 。 然后打开塞子 , 同时搅拌桶内试料尽可 能使排出的 试料混合 均匀 。 这时分矿 , 因作 圆周运动而把试料给入固定截取口 。 从截取 口排出的试料 , 就是所需要 的最终取 样试 肠 料 ‘ , , , , ,L L L 口 一一 甲甲 上上 口口口口户口 沪沪沪 哎哎哎 燕燕 . 8 试料缩分机 1一机体,2一转盘,3一水管, 卜分矿斗 ,5一储 矿 捅 , 6一塞子,7一截取器,8一传动轴 。 难做到 , 同时由于截取口的磨损等原因 , 也 会使缩分比产生变化 。 为此 , 用于计算处理 量的缩分比 , 通常不是采用理论值而是采用 实测值 。 其实测装置如图1 0所示 。 经缩分后 的矿桨在正常情况下由余量管给人断矿器 , 再经缓冲池而进人生产流程 。 测定时将断矿 器从实线位置转到虚线位置 , 矿浆被接入大 池 , 当液面升到一定位置后又从连通管进人 小池 。 待液面上升到半池时就可切断矿流 , 使矿浆进人生产流程 。 在接入和切 断缩分矿 浆余量时 , 也要 用量具同时截取欲测定该级 的缩分试料 。 实测缩分比就等 于在同一时间 内 , 进人缩分机的矿浆总容积与缩分试料容 积之 比 。 催爱礼洲洲 2 . 间歇取样法 。 在末级试料管或余料 管的适当位置上安装电磁取样装置见图 9 。 在取样的空隙时间内 , 末级缩分试料从 管经活动漏斗和固定漏斗的右室排出 。 电磁 铁由时间继电器启动 , 当铁芯被吸入时 , 活 动漏斗向右移动 , 从管排出的末 级缩 分 试 料 , 就从两漏斗的左室排出而获得最终取样 试料 。 当时间继电器的触点断开时 , 活动潺 斗复原 , 末级缩分试料从原处排出 。 里 l 余 圈10缩分比洲 定装t 示惫图 1一沟,2一塞子.3一标尺,4一小 池, 5一连通 管 , 6一大池,7一余量管,8一断矿器,9一缓 冲池 。 l 垠终试料 口9 间歇取样示愈圈 1一弹簧,2一活动漏 斗,3一末 级 缩 分料管, 4一电磁铁,5一固定漏斗 。 四编分比的洲定 缩分比i 360 0 / 吵为理论值 , 只当截取口夹角的顶点重合于 转动轴线时 , 其比值才不变 。 但在制作时很 为了减小测定误差 , 要求 测定池的容积 能容纳三分钟以上的正常矿浆流量 , 并尽可 能缩小测 定池的断面 。 用生产矿浆来检测缩分机的缩分比 , 虽 然比较切合实际 , 但是检测时却影响了生产 的连续性 。 检测的次数越多 , 切 断矿流的时 间越长 , 对生产的影响就越大 。 为了克服这 个矛盾 , 有的厂改用清水进行 测 定 , 其装置 与矿浆法相 同 。 五计t 误差分析 造成计量误差的 因素很多 , 如截取口制作精度 差 , 检测 设备 量具不标准 , 检测过程中粗枝大叶 , 计量管 道阻塞和通漏以及生产不 正常等 。 概括起来 . 37 一 一 一一 . - 曰. . .. . .. .. .. . .. . .. 口 大体有如下几种误差 。 1 . 过失误差 。 经常表现在操作中缺乏 经验 , 检测时粗枝大叶 。 但只要认真操作 , 精心测定 , 完全可以避免 。 2 . 系统 误差 。 首先反映在金属平衡差 值发生明显的反常现象 , 这种反常可 能是负 值也可能是 正值 。 当出现正值时 , 其差值已 超出 金属损 失范围之外 。 经调查证实 , 此种 误差是循着一定的规律性重复出现 , 其大小 和正负几乎是相同的 。 经常是由于检测设备 和器具不标准 , 计量管道阻塞和通漏 , 以及 缩分机超负荷等原因所造成 。 例如某厂曾因 检测器具不标准 , 使计量偏差6 . 5;某厂 曾因计量管道通漏 , 使计量偏差9 . 5;某厂 曾因进人缩分机前的作业不正常 , 使计量偏 差 1 . 3 。 对这些误差 , 只要经常对缩分比 进行校准 , 注意对缩分机的前后作业进行检 查也可以避免 。 另外 , 由于截取口宽的逐渐变化 , 也会 使缩分比产生系统误差 。 由于截取口逐渐磨 损 , 使缩分比逐渐变小 , 如 图n所示; 由于 截取口内壁被粘结 , 使缩分比逐渐变大 , 见 图1 2所示 。 为全周期的计量常数 。 实际上缩分比是逐渐 发 生变化的 , 到 了周期末已经产生了一 个增 值 。 假使截取口上 的刀片 , 从安装 到 更新共 使用了 n 周期 , 那么在图n的情况下 , 缩分 。匕偏高 ,“s一F一 { “d,;。图‘2 t J情况 下 , 缩分卜匕偏低值 S一 {; ‘f,,d t一F 。 图 12 S , 之, , S , F . F Z 图 11 图n和图1 2中的 i 为缩分比; t 为缩分 比使用周期天; S为曲边三角形S , 、 5 2 ⋯ ⋯S 。面积 之 和; F矩形F , 、 F Z ⋯ ⋯F 。面 积之和 。 在习惯使 用的缩分比均 以 周期初量值作 缩分比的变化是与处理对象 的性质 、 刀 片的材质有关 。 这种变化有时又 被检 测 误差 所掩盖 , 要准确找出其规律是有 困难的 。 为 了减小这种变化而造成的系统误差 , 要选川 耐磨材质做刀片 , 要相应缩短缩分比的使川 周期 。 3 . 偶然误差 。 这是 在检测中无 法消除 _ .、_、._ 二_ iw占 二 , __ _ 二 _ 的一种误差 。 从Q 于户乡 卜式中可看出 , 影 ”J ,‘ 叭 。 夕 、 气 d一l 少、 ‘ ’ 一J ‘ 目曰 ,’ 柑 响计量准确性的是缩分比 i 、 天平称重W 、 矿石比 重d等三个因素 。 对这些 因素进行反 复检测时 , 就可 发现它们的误 差时大时小 、 时正时负 , 而且完全服从于正 态分布规律 。 这样就可以在多次检测的基础上 , 根据标准 误差的计算方法 , 近似地求 出其误差 的大小 来 。 根据调查 , 其误差相对数大 约为缩分 比1 、 天平称重0 . 25 、 矿石比 币0 . 2 。 故综合误差略大于l 。 就是说 , 在 消除过 失 误差 和 系统误差 以 后 , 采用矿浆计量取样器进行 计 量 , 可获得 相对误差为l左右的计量精度 。 . ‘ 幼 诊 二 、 尾矿自动取样 目前对尾矿取样有两种方法 。 一种是由 往复取样机和伞盘缩分器组成的自动取样装 里;另一种是由分流槽和 自动缩分机组成的 自动取样装置 。 前者要用电力驱动 , 后者不 需要用电力驱动 。 本文仅介绍后一种取样装 置 。 二二二 { { { 寒寒寒 琴琴琴 泣泣泣 流槽后 , 以同 一矿浆层厚度通过分 流槽 隔 板 , 流人尖头隔板内的矿浆依然返回尾矿自 流沟 , 其余通过下一级隔板继续缩分 。 矿浆 每经过一级分流隔板 , 其流出量即缩减为进 入量的1/2 , 如分流槽设有 n 级分流隔板 , 则其矿样为全量的 1/2 ”, 缩分比为2 n 。 自动缩分机用两截不 同直径的 圆筒焊接 成机体 , 上截圆筒 内焊接有环形槽 , 槽下连 接排矿嘴 。 给矿管和分矿筒连成一体 , 并用 螺丝固定在机壁上 。 一级截取器和漏斗 , 分 别固定在传动轴的两头 , 其轴承座固定在环 形槽的内环 。 设有若干曲片的转盘安在截取 器上 。 二级截取器固定在机体下部 , 并可根 据需要安装一个或多个 。 分流槽的末级缩分试料 , 经给矿管进人 分矿筒成环状排出 。 矿浆经曲片后便产生反 作用 力矩 , 从而驱动截取器和旋转漏斗作圆 周运动 。 一级所截取的试料被接 入环 形 槽 后 , 经排矿嘴入漏斗 。 漏斗又把一级试料交 下一级继续缩分 。 从固定漏斗排出的便是最 终取样试料 。 缩分机的一级缩分比是根据截取口的宽 度 b与其转动周长 c 之 比来计算;而二级缩 分比则是 由圆周角与固定截取 器夹 角劝之 比 。 故最终试料的缩分比为分流槽与缩分机 缩分比之积 。 360 “2” C A一A剖面 b沪 7 .1 3几矿自动取样袭,平面配里圈 1一进矿管,2一盖子,3一进矿 分 配桶,4一机 休. 5一截取器,6一叶片,7一轴承架,8一旋 转 翻斗, 9一固定截取器, 1 0一环形接矿槽 , 1 1一总 尾矿沟 , 1 2一排矿嘴 , 1 3一方形排矿管.1 4一转盘 在尾矿自流沟的A B落差处安装分流槽 见图1 3 。 分流槽上设有若干级分流隔板 , 尖头隔板内与尾矿自流沟相通 。 矿浆进入分 此种取样装 置的特点 试料代表性好 , 设备结构简单 , 不用电力驱动 , 运转可靠 , 操作方便 。 只需1 . 3 0米的落差 , 就足以安 装 负荷为2000米 ”/ 小时 的尾矿 自动取样装 置 。 但此种取样装置 , 要 求有 一定的 沟宽 和 有1 0 米以上的直线道 , 才能为分流槽缩分创 造 良好的 条件 。