铁矿选矿过程中采用变频器节能探析

朱立刚，郭 川，赵中阳，李雪生

（河北钢铁集团矿业有限公司司家营北区分公司，河北 唐山 063700）

随着现代技术发展速度越来越快，节能已经成为了我国任何一个工艺中的重要内容，铁矿选矿也是如此。只有不断的对工艺流程进行科学合理的优化，才能保障铁矿选矿设备符合现代化的发展需求，实现节能控制和自动化控制。本文阐述了铁矿选矿中的一些工艺技术，在任何一个工艺流程中想要达到节能的目的，主要是采用改变自动控制系统完成的。这就需要对水力旋流器的分级、浓缩、脱泥、第一段选矿磨矿机给矿过程等进行有效的控制。在选矿工作中第二阶段和第三阶段中，水力旋流器的分级工作是第一步工序，其工作原理就是将本段和上一段中的颗粒合格产品分离出来，一起送往下一阶段进行选矿[1-4]。

1 铁矿选矿技术

1.1 反浮选工艺

目前反浮选工艺在铁矿选矿中应用的比较广泛，尤其是含硅质的矿产资源中使用反浮选工艺效果比较明显。我国铁矿选矿中使用的是阴离子反浮选工艺技术，有效的将铁矿中的硅分离出来，铁矿开采效率得到了一定程度的提升，反浮选工艺技术在铁矿选矿中有着十分重要的作用。传统进行铁矿开采时，经常出现捕收剂诱发泡沫的现象发生，造成铁矿开采效率下降。反浮选工艺技术中，采取了新型的耐低温阳离子捕收剂，有效的解决了捕收剂诱发泡沫的问题，进一步的提高了铁矿开采效率。在12℃～22℃之间使用反浮选工艺技术，能够将铁矿采矿指标提高到70%，回收率达到90%以上。我国的铁矿资源中，磁铁矿粒度和普通的铁矿粒度相比比较细，依靠单一的反浮选工艺技术不能有效的保障铁矿的开产效率，因此还要结合磁选法，将两种工艺技术有机的进行结合，才能进一步的提升铁矿开采的效率和质量，降低铁矿资源中硅的含量。铁矿选矿中反浮选工艺技术的流程主要包括浓缩、脱水、磨矿、磁选精品、多次抛尾、反浮再选等，将开采出的铁矿精品度进一步的提升。

1.2 磨矿技术

大型的选矿厂在进行铁矿石的磨矿技术中采取两段磨矿流程，而一些中小型的选矿厂采取一段磨矿流程，随着科技的不断进步，目前的一些选矿厂已经将磨矿技术提升为三段磨矿，优先选择使用一些小型的磨矿机械设备，例如砾磨机、最大自磨机等，先进行磨矿处理后，在使用螺旋分级机，实现二次磨矿处理。

1.3 含铁磁矿生产铁精矿粉干法

在矿粉中使用该技术进行三级磁选，磁选的强度在400GS到1250GS范围之内，磁力滚筒在磁选的过程中转速一般在六十转到三百转之间。经过使用干磁基础处理后，三分之一的磁铁矿矿粉含量增加，利用率得到提升，同时干法技术中不需要使用水，很大程度的节约了水资源。磁选过程中的粉尘需要使用干法技术中配置除尘器进行补集，避免对周边环境产生污染。干法磁选能够有效的提升铁精矿粉的成品含量，对铁矿选矿技术进行优化。

2 铁矿选矿过程中采用变频器节能措施

我们目前对水力旋流器的分级过程进行研究和探讨，分级工艺流程的顺序分为三部，分别为矿浆槽、砂泵、水力旋流器组。将上一段选矿中的磨矿和工业用水利用水力旋流器输送到矿浆槽中，分级过程中主要是对给水量进行调节，保障矿浆面在矿浆槽中保持平稳，矿浆的流量通过控制砂泵输出管路中的节流阀开度，一定要保障旋流工艺参数需求。自动调节旋流工艺参数，使用的基本传感器为分级溢流粒度传感器。一般使用矿浆密度计作为溢流传感器，能够解决粒度计缺乏可靠和精度不足的问题。水力旋流器的分级情况主要通过以上参数反应出来，同时水力旋流器的分级控制算法还有很多种，无论是那种算法，都是对水力旋流器中的矿浆流量通过砂泵输出进行控制。水力旋流器分级过程中，泵驱动装置中异步电动机是无效损耗电能的主要来源。通常情况下选矿厂中一般有10～25个工段，每个工段中配置3～5台泵，每个泵的电动机功率为50～120千瓦。想要有效控制砂泵电动机的耗电量，就要控制砂泵输出管路上的节流阀开度，最终控制水力旋流器的矿浆流量，目前控制水力旋流器矿浆流量的方法主要为改变砂泵叶轮转速。

水泵的调速主要有两种方法，分别为①对安装在电动机和水泵之间的液力变扭器进行调节；②对水泵工作叶轮机械连接电动机转速进行改变。其中第二种方式有效较高的传递效率，有着结构简单的特点。通过对异步电动机电源频率进行改变而调节转速。在改变电动机电源频率的同时电动机的角速度也发生变化，想要异步电动机的使用性能最佳，电动机的电源电压在开环调速系统中调整成频率线性函数，电源电压在闭环调速系统中需要对负载函数和频率进行调整。异步电动机供电电源的电压和频率可以通过变频装置实现同时调整。这就是当今由IGBT绝缘栅双极晶体管制成的电压型变频器。有关晶体管电压型变频器逆变器在工艺调节系统中运用的特性与主要优点。

脱泥机和浓缩机的排料节能问题和上述的情况比较类似，也可以通过调整其砂泵转速解决问题。传统的解决方式就是对排料管中的尾砂流量利用节流法调节，通过对控制气动阀和橡胶调节阀的开度进行控制实现调节。通常情况下每个工段分布5到10个调节点，每个调节点上都有15KW以上的异步电动机。将有带式给矿机安装在第一阶段磨矿机入口位置，采用异步电动机变频传动装置对进入到第一阶段磨矿机的原矿进行给矿量调节。给矿机的启动、停车、调速在这种情况下得到了简化，水利旋流器分级过程通过使用变频器调节起到了很好的节能效果。

3 铁矿选矿发展

3.1 设备简单化

设备简单化、智能化是目前铁矿选矿技术的主要发展方向，传统的选矿工艺和技术比较复杂，直接影响铁矿选矿的开采效率，设备简单化、智能化有效的提高了铁矿选矿的效率，将选矿设备的作用充分的发挥出来，为铁矿选矿过程节能奠定良好的基础。

3.2 选矿环保化

铁矿选矿技术和工艺会对周边的环境产生污染，目前我国对于环境保护问题关注的越来越多，因此铁矿选矿技术和工艺环保化设计显得越来越重要，避免对周边的生态环境产生破坏。铁矿选矿技术和工艺环保的主要措施就是降低铁矿石中的有害物质含量，例如其中的钾、氟等，实现环保的要求。

3.3 中外相结合

我国铁矿选矿技术也要不断的学习国外的先进技术和引进国外的先进设备，建立符合我国国情的铁矿选矿技术，提高选矿技术效率。

3.4 技术自动化

铁矿选矿技术未来的发展趋势就是自动化，铁矿选矿技术和设备的自动化显得尤为重要，自动化技术的优势就是能在恶劣的环境下代替人工操作，有着一定的安全性，避免安全事故的发生，铁矿选矿技术自动化有着良好的发展前景，发展潜力巨大。

4 结束语

我国钢铁行业在最近的几年中发展速度越来越快，其中铁矿选矿技术显得尤为重要，因此我们需要加强铁矿选矿技术和工艺，不断的提高工艺方法和技术水平，满足日益增长的铁矿选矿需求，了解和掌握铁矿资源的分布，提高铁矿选矿工作整体水平，促进铁矿选矿资源的利用率。