4-3等-245-7.4张文娟-尾矿矿浆自动取样机的研究与应用.doc

水厂综合尾矿矿浆自动取样的研究和应用 张文娟 王月 （首钢矿业公司质检中心） 摘 要 为解决矿山选矿过程中尾矿取样存在取样代表性差，取样现场环境差等问题，本研究探索矿浆取样的新方法，在因地制宜条件下，设计实用型综合尾矿自动取样机并应用，促进自动化取样水平和检验代表性的提升。 关键词 综合尾 矿浆 取样 1 前言 在冶金行业中，选矿过程中产生的尾矿矿浆的取样分析是生产管理和技术管理的重要环节。2009年，矿业公司提出了“降尾工程”，以降低金属流失，充分回收并利用资源。然而目前的检验方式却难以保障尾矿检验的精准度。水厂的综合尾矿是通过溜槽排放到矿浆池内，然后通过管道输送到尾矿库。在管道输送过程中进行取样，由于管道压力等因素设置取样点位比较困难。常规的取样方式为应用取样器在回收厂房外的出口处取样，由于人力资源、现场环境、取样点位等一些条件的限制，现场岗位人员每2小时取一次样品，样品只能取得矿浆溜泄面上的其中一点，出具的检验数据用于代表两个小时时间段内的矿浆质量，取样代表性较差；另外现场取样泄矿点位较多，岗位操作人员劳动强度较大，且岗位在夜间取样过程中存在安全隐患，不利于岗位工人的身心健康。总体上手工取样方式存在岗位人员劳动强度大、工作环境差、安全系数、取样代表性差等问题，检验管理和质量控制的难度较大。应用自动取样机取样，可以有效解决上述问题，因此质检中心提出设计安装自动取机项目。 2 研制取样机前的考察 （1）综合尾矿取样现场考察：水厂综合尾矿通过回收厂房的回收机后，由八个放矿出口流泻出，汇集到流槽内，然后通过溜槽底部的放矿闸口流入矿浆池内，经由泵站的输送管道打到尾矿库内。 取样机的考察：通过考察，市场上有一种管道式矿浆样品自动取样机，该种取样机安装在输送管路上，通过截取输送过程中的样品，实现自动取样目的。 （2）取样机方案选取： 方案一：结合综合尾输送过程以及现场考察，试图寻找适合的安装点位，首先考虑在综合尾输送管道上安装取样机，与水厂铁矿输送车间咨询综合尾输送的相关信息，综合尾输送的压力一般情况下为3-5个压力，但不是很稳定，压力大的时候甚至达到10个压力，与取样机要求的技术参数相对比，该压力条件下不适合此种矿浆取样机，且管道与取样机连接的接口容易被高压力下的砂石颗粒冲开，存在隐患，因此在输送管道上安装取样机方案被否定。 方案二：考虑到方案一实施困难主要是输送压力不适合问题，质检中心又考虑在综合尾输送前的上一道工序取样，既通过泵将回收厂房外八个放矿出口处的矿浆打到同一位置，用管道输送到下一道工序，然后在管道输送过程中安装取样机，避免出现压力过大的问题，通过取混合后的矿浆，实现综合尾取样的目的。但通过现场考察，没有位置和空间，另外与泵的厂家咨询，没有适合的泵，另外疏松的矿浆量不能控制，最终由于现场、泵、矿浆量等此方案也被否定。 由于以上方案均未能开展实施，导致自动取样问题不能有效解决。为此，质检中心重新开拓思路，结合在设计水厂综合尾取样机之前，质检中心曾成功研发了大石河综合尾取样机，此取样机的原理为：在输送主管道上开孔，将部分矿浆引导取样机部位，取样机通过链条带动取样勺伸到矿浆引出部位进行取样，再通过链条反向运行将取得的矿浆样品输送到接样桶中。但水厂综合尾矿浆池有六个，正常运行中开放三个，没有矿浆引出的位置。但通过实地考察，却引出一个想法，即寻找一个矿浆汇集点，在此点位设计取样，达到自动取样的目的。 3 取样机的设计 （1）取样点位的选择 通过前期的现场考察发现，综合尾矿从八个放矿出口流泻出，汇集到流槽内，然后通过溜槽底部的放矿闸口流入矿浆池内，既溜槽底部的放矿闸口就是综合尾汇集的部位。利用停产时间，质检中心对溜槽底部的结构进行了考察，溜槽底部共有六个放矿闸口，正常情况下应用3个闸口，矿浆在流槽内混合后经过三个闸口，流泻到矿浆池中。从闸口底部的大小和闸口的宽度等参数看，此位置应为最适合的取样点位。 （2）取样机的设计 整体的设计思路为：将取样部位设置在放矿闸口位置，通过电机正向或反向运行，带动取样勺进入矿浆中，取得流泻断面的样品，再提升出来，将矿浆放到盛样桶中。其中涉及到几个比较困难的部位，分别是取样勺的设计、传动部位的设计、取回样品后放矿方式的设计。对这几方面，设计人员分别进行的研究。 一是取样勺的设计：在设计取样机的取样勺前，质检中心首先对原综合尾取样勺进行了改良，由原来的瓶式取样器改为下开口放矿取样器，取样器形状为倒三角形，取样器的容积为100-120ml左右，能够保障份样量的统一，且下开口的放矿方式解决了瓶式取样器的底部容易积料的问题。鉴于此取样器的成功经验，质检中心设计取样机取样器时同样采取的下开口的方式，结合溜槽底部放矿闸口的宽度设计取样勺的宽度为500mm，以保障能够取得整个泄矿闸口截面，并考虑矿浆样品取