在線氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)礦物浮選領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外選礦廠的自動化水平越來越高，選礦廠的監(jiān)測與控制系統(tǒng)也開始要求實現(xiàn)穩(wěn)定控制、監(jiān)督控制。浮選過程控制的主要因素包括：藥劑的加藥量、基于泡沫信息的綜合檢測分析技術(shù)、浮選礦漿pH值、浮選槽液位、充氣量等。目前，浮選系統(tǒng)的加藥還是以人工為主，人工加藥難免會造成較大誤差和藥劑浪費，達不到精準加藥。PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)是基于以上技術(shù)難點和檢測要求應(yīng)運而生，可應(yīng)用在大型選礦廠的浮選設(shè)備上進行過程監(jiān)測。該設(shè)備在PBM氣泡監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了自動進樣系統(tǒng)和自控系統(tǒng)，測試結(jié)果可用于表征浮選機的刮泡量、判斷所給藥劑量是否合適、評定精礦的品位和回收率，在礦物浮選領(lǐng)域有成熟應(yīng)用。

PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)測試原理

在礦物浮選過程中，浮選槽內(nèi)氣泡的上浮速度，氣含率以及氣泡顆粒尺寸對浮選效果有很大影響。傳統(tǒng)的測量設(shè)備通過測量壓力變化率來測試表觀氣體流速，通過測試電導率來表征氣含率，通過攝像機拍攝獲得氣泡尺寸數(shù)據(jù)。PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)同時準確高效監(jiān)測以上三類數(shù)據(jù)。

PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)的氣泡粒度測試模塊采用透射光原理設(shè)計，由儀器末端發(fā)出的激光透過測試樣品，通過探頭另一端高放大倍數(shù)的CCD相機獲取氣泡的高質(zhì)量圖像，對于微小氣泡也可以清晰成像。再通過圖像算法，分析圖像上每一個氣泡的輪廓，從而得到等效氣泡尺寸、氣泡尺寸分布、氣泡尺寸變化趨勢、氣泡數(shù)量變化趨勢等數(shù)據(jù)。浮選槽內(nèi)部氣泡的表觀氣體流速Jg可通過計算PBS設(shè)備的儲液罐液位下降速率獲得。氣含率通過浸沒在漿料中的傳感器采集的數(shù)據(jù)進而計算獲得。

PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)測試結(jié)果

氣泡/泡沫圖像

氣泡/泡沫數(shù)量

氣泡/泡沫濃度

礦漿體系氣含率

氣泡/泡沫流動速度

氣泡/泡沫濁度變化趨勢

數(shù)量、索特直徑、體積加權(quán)下的氣泡平均粒徑

數(shù)量、索特直徑、體積加權(quán)下的氣泡粒度分布

數(shù)量、索特直徑、體積加權(quán)下的氣泡粒度趨勢圖（D10，D50，D90等）

PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用舉例

PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)在礦物浮選領(lǐng)域有成熟的應(yīng)用，以下為PBS氣泡尺寸監(jiān)

測系統(tǒng)在芬蘭某金礦選礦廠的浮選過程測試裝置圖：

在本次測試過程中，礦漿內(nèi)質(zhì)量百分比濃度為5%，礦漿溫度范圍為10-20℃，壓力為常壓，氣泡粒徑分布在0.2-5mm。

PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)是優(yōu)化浮選工藝流程的理想工具。在浮選過程中攪拌強度增加會減小氣泡尺寸、空氣供應(yīng)量增加則會增大氣泡尺寸、高污泥濃度會降低浮選槽內(nèi)流動湍流，從而削弱氣體分散效果，最終導致氣泡尺寸增大。通過本次測試比較可知礦漿攪拌強度對氣泡尺寸影響很大。

氣泡平均粒徑與采集深度的關(guān)系圖

在礦物浮選領(lǐng)域，人工智能正逐步成為優(yōu)化浮選工藝的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)浮選過程依賴人工經(jīng)驗調(diào)整礦漿濃度、藥劑用量、充氣量等參數(shù)，常面臨反應(yīng)滯后、指標波動大等問題。PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)可實時獲得礦物浮選過程中的氣泡顆粒尺寸、表觀氣體流速及氣含率等關(guān)鍵參數(shù)，可快速判斷浮選工況，并且其獲得的數(shù)據(jù)可作為AI大模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)與在線傳感器（如pH），能夠預測精礦品位和尾礦損失，并自動推薦操作參數(shù)組合。PBS氣泡尺寸監(jiān)測系統(tǒng)與AI輔助模型聯(lián)動進行的浮選控制能顯著降低人為干擾，提高入選品位穩(wěn)定性，并幫助礦山企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能增效與智能運維。