铁矿选矿过程中采用变频器节能探析

2021-11-19龙晓庆沈健健

中国金属通报 2021年21期

罗礼，龙晓庆，沈健健

（新疆宝地矿业股份有限公司，新疆吐鲁番 838204）

在现代社会科学技术的发展推动下，我国各个行业和领域的生产技术水平有很大提升。自然资源作为社会生产重要原料，其与我国社会经济发展有着密切的联系，在工程生产、化工生产等行业占据着重要地位，尤其是对于铁矿石资源的消耗总量较大，但是受到多种因素的影响，当前我国部分铁矿在生产过程中，会消耗大量的能源和资源，且对自然环境产生一定的破坏。

1 铁矿选矿中应用的主要技术分析

为了提升铁矿选矿作业的绿色化水平，通过节能技术进行生产，其中变频器节能技术在该方面取得了一定的成果，其对我国社会经济发展起到关键性的推动作用。为了保证我国铁矿相关领域发展，近些年来我国铁矿选矿技术水平有很大提升，多项科学的生产技术逐渐取得应用。根据我国铁矿选矿作业的多年发展经验来看，当前铁矿选矿作业中应用多种生产技术，主要包含如下几项。

1.1 反浮选技术分析

反浮选矿技术逐渐被应用，并且在铁矿选矿作业中取得良好的效果，其是我国铁矿矿物提取工艺中综合效益较好的一种选矿技术。反浮选技术的主要作用是将开采的铁矿矿石通过反浮选技术使其纯度提高。在我国铁矿生产发展早期，受到技术水平的限制，难以将开采的铁矿石进一步提纯，因此，铁矿石的综合纯度较低，难以满足实际生产需求，而随着反浮选技术的不断发展，在很大程度上解决了铁矿石纯度较低、提纯困难的问题，同时能够提高铁矿选矿作业效率，其是促进铁矿领域发展的关键技术。

作业人员在应用该技术的时候，温度是该技术的主要影响因素，因此，需要严格控制作业温度，因此提高处理的纯度，使其满足实际生产需要，是提高矿物资源利用率的重要技术。该技术不仅能够提高铁矿石纯度，还能对矿石起到保护作用，通过磁力和机械力能够改变铁矿石的材质，综合利用效果较为优秀。因此，反浮选技术在铁矿选矿作业中的应用范围不断拓宽，在很大程度上促进我国铁矿生产效率和生产质量提升[1]。

1.2 磨矿工艺分析

在进行铁矿选矿作业的过程中，铁矿石磨矿工艺是一个重要生产工序，在开采铁矿石后，因为需要使用大量大型生产设备，该设备对于生产条件要求较高，因此，生产效率受设备条件的限制。随着技术的不断发展，铁矿生产设备体积不断减少，小型生产设备能够满足铁矿石的二次处理，从而使得铁矿生产质量得到进一步提高，采用小型生产设备开展磨矿作业，能够降低环境因素对生产作业的影响，其是提高我国铁矿生产效率的关键性技术手段。

1.3 铁精矿粉干法工艺分析

在开采铁矿物质后，需要对铁矿石进行三级磁选处理，作业人员需要严格把控磁选处理过程中的磁力，以此保证磁选作业的生产质量。在作业过程中，采用铁精矿粉干法工艺能够降低水资源消耗，同时会起到良好的环境保护效果。由此可见，铁精矿粉干法工艺能够降低铁矿选矿作业总体消耗，同时，由于使用的是伴随生产中产生的矿粉，且矿粉质量较大，因此，该技术降低了环境污染，其是一种具有绿色性、环保性、节能性的铁矿选矿技术。

2 铁矿选矿过程中变频器节能技术的具体应用分析

铁矿企业为了降低能源消耗，开始采用变频器节能技术。变频器节能技术是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率方式控制交流电动机的电力进而控制设备。在铁矿选矿生产领域应用的变频器，主要由整流模块、滤波模块、逆变模块、制动模块、驱动模块、检测模块以及微处理模块等组成，其通过内部的IGBT开关调整输出电源的电压和电流频率等，根据铁矿生产作业的实际需要为其提供需要的电源电压，从而能够达到节能效果，同时具有良好的保护功能，当铁矿选矿生产过程中电机出现过载、过压等问题时，变频器能够起到较好的保护作用[2]。

2.1 变频器节能应用流程

将变频器节能技术应用在铁矿选矿作业中，其基本工艺流程分为矿浆槽、砂泵以及水力旋流器。将选矿磨矿与工业用水采用水力旋流器推送到矿浆槽中，变频器在分机过程中能够对水量起到调节作用，保证矿浆面在矿浆槽中的流速稳定，矿浆流量通过控制砂泵输出管路中的节流阀开关进行控制，满足旋流生产工艺基本要求。在应用变频器节能技术的过程中，能够自动对旋流工艺参数进行调节，其采用基本传感器作为分级溢流粒度传感器，通常情况下采用矿浆密度计作为溢流传感器，能够很好地解决粒度计缺乏精准性和可靠性的问题。在水力旋流器中，分级情况主要通过上述的参数进行反映，利用水利旋流器的分级控制能够提高选矿作业的生产精度，并且对水利旋流器中的矿浆流量进行精准控制。在分级处理过程中，泵驱动设备利用异步电机进行作业，其是无效电能损耗的重要来源。一般情况下，铁矿选矿作业会分为10～30个工段，每个工段中配备5台左右的泵设备，每个泵设备的电机功率在50～130kW之间，为了有效控制砂泵电机的电能消耗总量，需要控制砂泵输出管路中的节流阀开度，因此，通过变频应用器节能技术能够对其起到良好的控制效果，同时，利用变频器能够对水力旋流器中矿浆流量进行控制，主要是通过调整砂泵叶轮转数的模式[3]。

2.2 水泵调速技术分析

变频器节能技术能够对水泵流速进行调节，从而达到节能的目标，该技术主要采用两种水泵速度调节方法，其一为对安装在电机和水泵之间的液力变扭器进行调节，其二是对水泵作业叶轮机械连接电机的转速进行调节。这两种水泵速度调节方法均有着良好的应用效果，且结构简单，有效提高传递效率。

通过对异步电机电源频率的调节，调整电机转速，该转速以铁矿选矿实际生产作业调节到最佳转速，从而达到降低能源消耗的目的。在调节电机电源频率期间，电机角速度会发生变化，因此，为了使异步电机的运行效率达到最佳效果，需要对电机的电源、电压在开环调整系统中进行调整，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节，从而使其达到最佳运行状态，同时，异步电机提供的电压和频率能够采用变频器节能技术进行同步调整，所有通过IGBT绝缘栅双极晶体管制作而成的电压型变频器能够起到良好的控制效果，在铁矿选矿作业中能够发挥出良好的控制效果[4]。

2.3 排量调节技术

在铁矿选矿作业期间，脱泥机、浓缩机的排量调节是变频器节能技术应用的关键环节，通过对砂泵转速进行调节和控制，能够有效降低脱泥机、浓缩机的生产电能消耗，排量调节技术相比于传统的技术而言，其通过变频器调节技术起到了良好的控制效果，有效提高了铁矿选矿作业效率、生产质量以及节能效果，传统的排量调节主要是通过气动阀和橡胶调节阀进行控制，综合调节控制效率较差。例如，在生产设备调节点中安装变频器，将矿机安装在磨矿机的入口处，变频器异步电机的变频传动装置就能够对矿量进行实时调节，从而提高节能效果。

3 铁矿选矿节能技术发展趋势分析

铁矿选矿作为我国社会生产的重要环节，与我国工业生产、社会经济发展有着密切的关系，近些年来此方面的多种节能技术、节能设备在铁矿选矿作业中不断取得较好的应用效果，发挥出良好的节能功能，其是我国铁矿选矿节能化发展的重要推动力。

首先，铁矿选矿作业设备有趋于简单化的趋势，设备机组简单化的同时，铁矿选矿作业技术水平不断提高，并且技术更加规范，提高了铁矿选矿作作业的科学性，使得铁矿石生产纯度得到提高，同时，保护了开采的铁矿石，为后续的开采工作提供重要支持[5]。其次，铁矿选矿作业逐渐向环保化方向发展，因为在铁矿选矿作业期间，不仅消耗大量的能源，同时因为开采的不合理和过度开采等问题，导致自然环境遭到破坏，在国家对环保性要求不断提高的背景下，我国铁矿选矿作业技术逐渐向环保化方向发展，因此，通过科学的环保开采技术，提升铁矿选矿作业产生的废料利用效率的同时，提高铁矿选矿作业环保效果，从而促进我国铁矿选矿领域可持续发展目标实现。最后，铁矿选矿作业技术正在向智能化、自动化方向发展，在自动化技术以及智能技术的发展推动下，采用机械自动化技术不仅能够提高生产效率，同时全面促进铁矿选矿作业质量的提高，且代替人工作业，机械设备完成大部分危险作业，提高了生产的安全性。