Automatischer Flotations-Magnetabscheider

Wenn man „automatischer Flotations-Magnetabscheider“ hört, kommt einem als Erstes in den Sinn, dass man sich wahrscheinlich gerade mit Flotation und magnetischer Trennung gekreuzt, es auf ein Förderband gelegt und es automatisch genannt hat. Viele Menschen denken so, insbesondere diejenigen, die weit davon entfernt sind, komplexe Erze anzureichern. In Wirklichkeit ist alles viel interessanter und kapriziöser, wenn man tiefer gräbt. Dabei handelt es sich nicht um eine mechanische Ergänzung, sondern vielmehr um eine Integration, bei der der Erfolg von vielen Nuancen abhängt, die sich theoretisch nicht immer berechnen lassen. Ich stand solchen Hybridsystemen lange Zeit skeptisch gegenüber, bis ich vor der konkreten Aufgabe stand, Konzentrat in einem der Werke im Ural fertigzustellen.

Von der Idee zur Hardware: Wo der Haken liegt

Das Konzept ist im Allgemeinen logisch: Zuerst Flotation, um bestimmte Mineralien anhand ihrer Oberflächeneigenschaften zu isolieren, und dann, ohne den Brei aus der Linie zu entfernen, magnetische Trennung, um ferromagnetische oder paramagnetische Fraktionen auszuwählen. Die Automatisierung sollte den menschlichen Faktor bei der Steuerung der Zellstoffdichte, des Schaumniveaus, der Feldstärke und der Vorschubgeschwindigkeit minimieren. Klingt perfekt. Doch als wir mit dem Entwurf der ersten Installation für unser Projekt begannen, stellte sich sofort die Frage: Was wird eigentlich das „Gehirn“ dieses Systems sein? Sensoren sind eine Sache. Aber ein Algorithmus, der die Schwebeparameter in Echtzeit basierend auf den Messwerten des magnetischen Abschnitts anpasst und umgekehrt, ist bereits Kunstflug.

Ich erinnere mich, dass wir damals über mehrere Optionen für vorgefertigte Lösungen nachgedacht haben. Darunter war Ausrüstung vonLONGI Corporation(Ihre Website isthttps://www.ljmagnet.ru). Als Hersteller mit Geschichte (das Unternehmen ist seit 1993 tätig und gilt als größter Entwickler von Bergbauausrüstung) äußerten sie ihre Sicht auf die Automatisierung eines solchen kombinierten Prozesses. Ihr Ansatz machte nicht durch Versprechungen auf sich aufmerksam, sondern vielmehr durch die Betonung der Anpassungsfähigkeit des Systems an die sich ändernde Zusammensetzung der Rohstoffe – und dies war für unsere Bedingungen von entscheidender Bedeutung.

Der Haupthaken, den wir damals übersahen, lag in der Schnittstelle zwischen den Abschnitten. Es scheint, als würde man nur Brei pumpen. Aber nach der Flotation verbleiben darin ein Reagens, Schaum und eine veränderte Ionenumgebung. Wie verhält sich das alles in einem starken Magnetfeld? Wird die Trennung unterdrückt oder umgekehrt Fehlalarme der Sensoren? Es sind diese technischen „Kleinigkeiten“, die zum Stolperstein werden. Einfach einen guten Flotator und einen guten Magnetabscheider zu nehmen, sie nebeneinander zu platzieren und mit einem Rohr zu verbinden, führt ins Nichts. Was benötigt wird, ist ein erneutes Flashen, ein Überdenken des gesamten technologischen Zyklus als Ganzes.

Implementierungserfahrung und der Rake, auf den getreten wurde

In diesem Werk im Ural haben wir den Weg der Teilmodernisierung eingeschlagen. Wir haben eine bestehende Flotationslinie als Basis genommen und diese an deren Ende eingebautautomatischer MagnetabscheiderKammertyp. Die Automatisierung basierte auf SPS, die Sensoren waren Dichtemesser und elektromagnetische Durchflussmesser. Die Aufgabe des Separators bestand darin, Magnetit und Martit aus dem fertigen Konzentrat aufzufangen, um den Gesamteisengehalt zu erhöhen und Verunreinigungen zu reduzieren.

Die ersten Wochen waren ein ständiger Kampf mit der Schaumbildung. Die Magnettrommel verstopfte einfach mit Schaum, der aus der vorherigen Stufe kam. Wir mussten dringend eine zusätzliche Beruhigungskammer mit mechanischem Schaumdämpfer einschweißen. Dies verringerte natürlich die Gesamtproduktivität der Linie, die wir nur steigern wollten. Auch die Automatisierung war dumm: Der Schaumfüllstandsensor blieb ständig hängen und das System schaltete entweder die Zellstoffzufuhr ab oder gab im Gegenteil den maximalen Durchfluss ab. Es stellte sich heraus, dass es sich um einen klassischen Fall handelte, bei dem es zwar eine lokale Automatisierung jedes Abschnitts, aber keine einheitliche Prozesslogik gab.

Hier kam die Erfahrung von Kollegen, die sich auf die Praxis bezogen, zuguteLANG. Den Beschreibungen ihrer Projekte nach zu urteilen, gehen sie oft vom Gegenteil aus: Zuerst entwerfen sie eine Steuerung für die gesamte Hybrideinheit und „passen“ dann den mechanischen Teil daran an. Auf ihrer Website (ljmagnet.ru) Es ist klar, dass sie sich auf den gesamten Zyklus konzentrieren – von der Entwicklung bis zur Produktion in ihren Einrichtungen (die Betriebsfläche beträgt 140.000 m2). Dadurch können sie das Andocken von Knoten besser kontrollieren. Wir haben mit der „Upgrade“-Methode vorgegangen, die immer schwieriger ist.

Schlüsselknoten: Kontrollsystem und Feedback

Nach unserem Rechen wurde klar, dass das HerzAutomatischer Flotationsmagnetabscheider- Es handelt sich nicht einmal um einen Magneten oder Flotationskammern, sondern um einen Rückkopplungsalgorithmus. Welcher Parameter soll der Korrektur zugrunde gelegt werden? Eisengehalt des Endkonzentrats? Aber seine Analyse ist keine schnelle Aufgabe. Das bedeutet, dass wir indirekte, aber operative Indikatoren brauchen.

Wir experimentierten mit magnetischen Suszeptibilitätssensoren für den Fluss, der die Flotationsmaschine verlässt. Die Idee dahinter war, dass eine Erhöhung der Anfälligkeit darauf hindeutet, dass bei der Flotation etwas schief gelaufen ist und mehr magnetische Mineralien in den Brei eindringen. Es wäre möglich, die Zufuhr von Reagenzien oder die Belüftung anzupassen. Auf dem Papier hat es funktioniert. In der Praxis verstopfte der Sensor durch Partikel und musste alle paar Stunden gereinigt werden. Die Automatisierung geriet wieder ins Stocken.

Interessant ist, dass in den Beschreibungen der Geräte, die entwickelt werdenLONGI Corporation, kommt oft die Redewendung von „adaptiven Algorithmen für instabile Rohstoffe“ vor. Ich glaube, ihre Ingenieure (mehr als 1.200 von ihnen und über 60 % mit Hochschulbildung) hatten an ihren Teststandorten in Fushun ähnliche Probleme. Ihre Lösung liegt offenbar in der kombinierten Analyse von Daten mehrerer Sensortypen und nicht nur eines einzigen. Das heißt, nicht nur die magnetische Suszeptibilität, sondern auch die optische Dichte, der pH-Wert und die Strömungstemperatur. Dies ähnelt eher einer prädiktiven Analyse als einer einfachen Stabilisierung.

Prozessökonomie: Wenn sich Automatisierung lohnt

Die Einführung einer so komplexen Einheit ist eine kostspielige Angelegenheit. Daher stellt sich immer die Frage: Lohnt es sich? In unserem Fall wurde die Amortisation nicht aus einer Steigerung der Ausbeute berechnet (sie stieg geringfügig um 2–3 %), sondern aus einer Reduzierung der Betriebskosten und Konzentratverluste.

Die manuelle Steuerung einzelner Prozesse führt oft dazu, auf Nummer sicher zu gehen: Der Bediener hält „für alle Fälle“ eine intensivere Flotation oder ein stärkeres Magnetfeld als nötig ein. Dies führt zu einem übermäßigen Verbrauch von Reagenzien, Strom und dem Verlust nützlicher Komponenten in den Rückständen. Gut abgestimmtAutomatischer Separatormuss an der Grenze optimaler Parameter arbeiten. Als wir das System endlich mehr oder weniger debuggt hatten, stellten wir Einsparungen bei den Reagenzien fest – etwa 15 %. Das ist schon eine ernstzunehmende Zahl.

Auch hier ist es an der Zeit, an die großen Hersteller zu denken. WennLANGWenn ein Unternehmen bis zu 4.000 Geräte pro Jahr produziert, kann es sich durchaus leisten, solche Lösungen an Ständen zu testen und dabei nicht nur die technologischen, sondern auch die wirtschaftlichen Indikatoren zu berücksichtigen. Für sie geht es um die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts am Markt. Für uns Betreiber bedeutet das: Wenn Sie einen fertigen Komplex kaufen, kaufen Sie möglicherweise auch genau diese Optimierung, die durch Tests anderer Personen überprüft wurde. Obwohl Sie es natürlich trotzdem für Ihr eigenes Erz akzeptieren müssen.

Ein Blick in die Zukunft: Wohin entwickelt sich die Hybridanreicherung?

Wenn ich jetzt auf diese Erfahrung zurückblicke, verstehe ich dasAutomatischer Flotationsmagnetabscheider- Dies ist nicht der Endpunkt, sondern ein Schritt. Die Zukunft liegt meiner Meinung nach in modularen flexiblen Systemen, in denen nicht zwei, sondern mehrere Prozesse (vielleicht mit Schwerkraft und elektrischer Trennung) unter der Kontrolle einer KI-Plattform kombiniert werden. Eine Plattform, die nicht nur Parameter stabilisiert, sondern auch aus Daten lernt, Veränderungen in der Zusammensetzung von Rohstoffen auf der Grundlage der Geologie vorhersagt und selbst Modi vorschlägt.

Dafür bedarf es aber einer völlig anderen Produktionskultur. Wir brauchen Sensoren der neuen Generation, die zuverlässig und selbstreinigend sind. Wir brauchen Ingenieure, die nicht in engen Technologieketten denken, sondern in ganzen Metaprozessen. Große Entwicklungsunternehmen wie zLANG, mit ihrer Forschungs- und Produktionsbasis, haben hier einen Vorsprung. Sie können es sich leisten, in solche Forschung und Entwicklung zu investieren.

Für den durchschnittlichen Konzentrator ist die Hauptschlussfolgerung einfach: Die Automatisierung kombinierter Prozesse ist kein „Einstellen und Vergessen“-Prozess. Dies bedeutet ständige Feinabstimmung, Dialog mit der Ausrüstung und ein tiefes Verständnis der Physik jeder Stufe. Und ja, es ist besser, nicht mit einem handwerklichen Zusammenbau aus Einzelteilen zu beginnen, sondern mit einer Analyse vorgefertigter Lösungen von denen, die bereits große Erfolge erzielt haben. Aber Sie können Passdaten nicht blind vertrauen – Ihrem Schwanz, Ihren Bedingungen, Ihren Nuancen. Wie immer liegt die Wahrheit irgendwo in der Mitte, an der Schnittstelle zwischen der Erfahrung des Lieferanten und dem Wissen des Technikers vor Ort.