一种煤用浮选机药剂计量、调节、添加的装置及方法与流程

本发明涉及一种煤用浮选机药剂计量、调节、添加的装置及方法，属于煤用浮选机设备及方法技术领域。

背景技术：

浮选是在药剂的作用下，依据矿物表面性质的差异，实现有用矿物和无用矿物分离的方法。浮选精矿附着在浮选机内矿浆表层的泡沫层，通过溢流或者精矿泡沫刮板实现泡沫层和矿浆的分离，因此浮选生产过程对浮选药剂的精确计量及药剂量控制在合理用量范围非常关键。

浮选药剂中的起泡剂是一种表面活性物质，主要是在气-水界面上降低界面张力，促使空气在煤浆中形成小气泡，扩大分选界面，防止气泡兼并，提高气泡在矿化和上浮过程中的稳定性，保证气泡上升形成泡沫层。浮选过程中起泡剂添加量过低无法形成有效的泡沫层，不能将矿浆中的精矿充分浮出；如果浮选过程中起泡剂添加量过高会使浮选机内泡沫性质虚浮，降低了精矿的附着能力，并且过于虚浮的泡沫极易破碎使得浮起的精矿回落到矿浆中，无法被精矿刮板刮出，造成精矿损失。

浮选药剂中的捕收剂在浮选过程中改变矿物表面的疏水性，使欲浮游的矿物粘附在气泡表面上浮起，以达到矿物分选的目的。浮选生产过程中捕收剂添加量过低使得煤泥精矿在泡沫表面附着力差，在上浮过程中回落到矿浆内，无法充分浮出；浮选生产过程中捕收剂添加量过高矿浆中矿物质在气泡中附着力太强，精矿产品中带出更多的矸石等杂质使得精矿产品灰分过高，达不到产品质量要求。

因此浮选药剂能否精确计量、调节、添加是影响精矿产品产率、质量等级的关键因素。

现在应用于煤用机械搅拌式浮选机药剂计量、调节、添加主要是通过变频器配合计量泵计量与调节方式和手动调节加药点的手动阀门两种方式，实现浮选药剂在机械搅拌式浮选机加药点进行药剂添加。由于通过变频器调节计量泵工作频率与加药量并非严格的线性关系，并且由于分室加药量较小从而使得计量误差很大，并且计量泵进行药剂量添加属于开环控制，没有在计量泵出口与加药点之前再进行浮选药剂流量测量，计量泵磨损或者膈膜计量泵膈膜损坏无法进行药剂添加时也无法进行实时监测，只有在现场工人发现浮选效果较差时才会意识到药剂量不准确或者药剂无法添加，从而严重影响产品产率和产品质量。而在加药点处安装针型阀进行手动药剂量调节时没有任何流量检测过程，只能根据操作工肉眼观察，在浮选入料有变化时也不方便进行实时调节，严重影响浮选机浮选效果。

由于目前煤用机械搅拌式浮选机药剂计量、调节及添加方法不能适应生产快速发展的需要，影响了生产的正常进行，因此十分有必要对浮选机药剂计量、调节及添加的装置和方法进行改进，达到快速、准确的效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种煤用浮选机药剂计量、调节、添加的装置及方法，这种装置及方法能够简单、快速、准确地对煤用浮选机药剂进行计量、调节及添加，保证精煤能够被高效、高选择性浮出、刮出，提高精矿产率及产品合格率。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种煤用浮选机药剂计量、调节、添加装置，它包括药剂容器、液位传感器、浮球、药剂管道、清水管道、清水管道泵、乳化泵、乳化药剂管道、加药管，药剂盛放在药剂容器中，液位传感器固定在药剂容器的上端，浮球漂浮在药剂液面上，浮球与液位传感器相连接，药剂容器的底部有药剂管道与清水管道相连接，清水管道通过清水管道泵与乳化泵相连接，乳化泵的输出端与乳化药剂管道相连接，乳化药剂管道与加药管相连接，加药管的前端与浮选机的加药点相对，药剂管道中安装有药剂调节阀，加药管中安装有流量计和加药调节阀，液位传感器、清水管道泵、乳化泵、药剂调节阀、流量计、加药调节阀分别通过信号电缆与控制装置相连接。

上述煤用浮选机药剂计量、调节、添加装置，所述药剂容器为上下截面积相同的规则容器。

上述煤用浮选机药剂计量、调节、添加的装置，所述加药管有多个，多个加药管分别与浮选机的多个加药点相对，每个加药管中分别安装流量计和加药调节阀，各个流量计和加药调节阀均与控制装置通过信号电缆相连接。

一种使用上述装置的煤用浮选机药剂计量、调节、添加的方法，它采用以下步骤进行：

a.将液位传感器检测到的数字量或模拟量的浮选药剂液位高度信号1定义为h1，将输出后的液位高度信号2定义为h2，通过信号电缆将信号h1、h2分别传输给控制装置，两次采集时间差δt，由于浮选药液盛放在规则的药剂容器内，液位高度变化为δh=h1-h2,药剂流量总量测量值为ycv=δh*s/δt，s为规则药剂容器的横截面积；

b.根据入料矿浆干煤泥量，为浮选药剂添加总量设置合理的数值ysp，设定值也通过数字或模拟信号输入到控制装置中；

c.计算浮选药剂流量总量设定值ysp与浮选药剂流量总量当前测量值ycv的差值δy,设定δy的死区区间±x，当δy＞+x时，控制装置驱动药剂调节阀增加开度，以增加药剂流量，使δy回落到死区区间±x内；当δy小于-x时，控制装置驱动药剂调节阀减小开度，以减小药剂流量，使δy回落到死区区间±x内；

d.经过总量精确计量的浮选药剂通过清水管道泵、乳化泵组成的乳化系统后，乳化药剂充分疏散到清水中，混合有乳化药剂的流体流量数倍与乳化药剂，便于经过流量计测量清水和乳化药剂混合的总流量,在浮选各个加药点分别设置流量计测量各加药点的混合后的乳化药剂流量分别为y1cv…yncv，并将数据传输给控制装置；

e.根据浮选生产过程需要设置各加药点的加药量分别为y1sp…ynsp，控制装置重复步骤c，控制装置驱动加药调节阀调节各加药点的乳化药剂流量，使加药流量稳定跟踪设定值。

本发明的有益效果是：

本发明的煤用浮选机药剂计量、调节、添加装置在药剂容器上安装了液位传感器，药剂容器为规则形状容器，通过液位传感器与药剂容器测量药剂流量；在药剂管道和加药管上安装药剂调节阀、流量计、加药调节阀，对药剂流量进行控制和调节；采用清水管道泵和乳化泵扩大药剂添加流量，可以更加准确地对药剂流量进行实时检测。

本发明是煤用浮选机药剂计量、调节、添加的首创，可以实时、精确计量及调节浮选系统药剂添加总量及各加药点的药剂流量，将药剂流量控制在浮选生产工艺要求的合理区间内，保证精煤能够被高效、高选择性浮出、刮出，提高精矿产率及产品合格率。

附图说明

图1是本发明的煤用浮选机药剂计量、调节、添加的装置结构示意图。

图中标记如下：药剂容器1、液位传感器2、浮球3、药剂管道4、药剂调节阀5、清水管道6、清水管道泵7、乳化泵8、乳化药剂管道9、加药管10、流量计11、加药调节阀12、加药点13、浮选机14、信号电缆15、端子接线排或分线箱16、控制装置17。

具体实施方式

本发明的煤用浮选机药剂计量、调节、添加的装置由药剂容器1、液位传感器2、浮球3、药剂管道4、药剂调节阀5、清水管道6、清水管道泵7、乳化泵8、乳化药剂管道9、加药管10、流量计11、加药调节阀12组成。

图中显示，药剂容器1为上下截面积相同的规则容器，可以采用圆筒体、椭圆筒体或长方体的容器，这些容器的截面分别为圆形、椭圆形和方形，便于计算面积和体积。

图中显示，药剂为液体，药剂盛放在药剂容器1中，液位传感器2固定在药剂容器1的上端，浮球3漂浮在药剂液面上，浮球3与液位传感器2相连接，液位传感器2通过信号电缆15通过端子接线排或分线箱16与控制装置17相连接。

液位传感器也可以采取压力式液位计、电子尺液位计、超声波液位计、激光测距液位计、雷达液位计、磁致伸缩液位计等液位计，可根据实际情况进行选取。

图中显示，药剂容器1的底部有药剂管道4与清水管道6相连接，药剂管道4中安装有药剂调节阀5，药剂调节阀5通过信号电缆15通过端子接线排或分线箱16与控制装置17相连接，控制装置17控制药剂调节阀5的开度，从而对药剂管道4流出的药剂流量进行调节和控制。

图中显示，由于浮选机各分室加药点13的药剂量较小无法直接测量，因此设计了浮选药剂乳化装置，将计量过的乳化药剂总量经过高剪切乳化泵8均值疏散到清水里，从而将被测流体的流量倍增，达到便于测量的目的，由于药剂均值疏散在清水里，可以根据测量到的乳化药剂量换算出各加药点的浮选药剂添加量。清水管道6通过清水管道泵7与乳化泵8相连接，药剂和清水管道中的清水混合后由乳化泵8进行乳化，药剂和清水混合后扩大了药剂的流量，可以更加准确地对药剂流量进行实时检测。

图中显示，乳化药剂管道9与加药管10相连接，加药管10有多个，多个加药管10分别与浮选机14的多个加药点13相对，分别对各个加药点13进行加药。每个加药管10中分别安装流量计11和加药调节阀12，各个流量计11和加药调节阀12均与控制装置17通过信号电缆15相连接。流量计11记录各个加药管10的流量，将信息反馈给控制装置17，控制装置17再将控制信号输送到加药调节阀12中，调节加药调节阀12的开度，达到控制加药流量的目的。

流量计有涡轮流量计、涡街流量计、孔板流量计、电磁流量计等多种可以检测管道液体流量的流量计，可以根据需要进行选择。

本发明的煤用浮选机药剂计量、调节、添加的方法，采用以下步骤进行：

a.将液位传感器2检测到的数字量或模拟量的浮选药剂液位高度信号1定义为h1，将输出后的液位高度信号2定义为h2，通过信号电缆15将信号h1、h2分别传输给控制装置17，两次采集时间差δt，由于浮选药液盛放在规则的药剂容器1内，液位高度变化为δh=h1-h2,药剂流量总量测量值为ycv=δh*s/δt，s为规则药剂容器1的横截面积；

b.根据入料矿浆干煤泥量，为浮选药剂添加总量设置合理的数值ysp，设定值也通过数字或模拟信号输入到控制装置17中；

c.计算浮选药剂流量总量设定值ysp与浮选药剂流量总量当前测量值ycv的差值δy,设定δy的死区区间±x，当δy＞+x时，控制装置17驱动药剂调节阀5增加开度，以增加药剂流量，使δy回落到死区区间±x内；当δy小于-x时，控制装置17驱动药剂调节阀5减小开度，以减小药剂流量，使δy回落到死区区间±x内；

d.经过总量精确计量的浮选药剂通过清水管道泵7、乳化泵8组成的乳化系统后，乳化药剂充分疏散到清水中，混合有乳化药剂的流体流量数倍与乳化药剂，便于经过流量计测量清水和乳化药剂混合的总流量,在浮选各个加药点13分别设置流量计11测量各加药点13的混合后的乳化药剂流量分别为y1cv…yncv，并将数据传输给控制装置17；

e.根据浮选生产过程需要设置各加药点13的加药量分别为y1sp…ynsp，控制装置重复步骤c，控制装置17驱动加药调节阀12调节各加药点13的乳化药剂流量，使加药流量稳定跟踪设定值。

本发明的一个实施例如下：

药剂容器1为圆筒体，直径为325mm，高度为2000mm；

液位传感器2为浮球液位传感器，型号为sfmse-1787-a11n-mepsz-axxx；

药剂管道4的直径为26.7mm；

药剂调节阀5的型号为bsdr-16p，dn20；

清水管道6的直径为47mm；

清水管道泵7的型号为isw-160；

乳化泵8的型号为ayg-410-3；

乳化药剂管道9的直径为47mm；

加药管10的直径为26.7mm，数量为3个；

流量计11的型号为uvmt-anc3famdaa；

加药调节阀12的型号为bsdr-16p，dn20。