Separatore magnetico a flottazione automatica

Quando senti "separatore magnetico a flottazione automatica", la prima cosa che ti viene in mente è che probabilmente hanno appena incrociato la flottazione e la separazione magnetica, l'hanno messo su un nastro trasportatore e lo hanno chiamato automatico. Molte persone la pensano così, soprattutto quelle che sono lontane dalla pratica di arricchire minerali complessi. In realtà, se si scava più a fondo, tutto è molto più interessante e capriccioso. Non si tratta di un'aggiunta meccanica, ma piuttosto di un'integrazione, dove il successo dipende da molte sfumature che non possono sempre essere calcolate in teoria. Per molto tempo sono stato scettico riguardo a tali sistemi ibridi finché non mi sono trovato di fronte al compito specifico di finire il concentrato in uno degli stabilimenti negli Urali.

Dall'idea all'hardware: dove sta il problema principale

Il concetto, in generale, è logico: prima la flottazione per isolare alcuni minerali in base alle loro proprietà superficiali e poi, senza rimuovere la polpa dalla linea, la separazione magnetica per selezionare le frazioni ferromagnetiche o paramagnetiche. Si supponeva che l'automazione riducesse al minimo il fattore umano nel controllo della densità della pasta, del livello di schiuma, dell'intensità del campo e della velocità di alimentazione. Sembra perfetto. Ma quando abbiamo iniziato a progettare la prima installazione per il nostro progetto, è subito nata la domanda: quale sarà, infatti, il “cervello” di questo sistema? I sensori sono una cosa. Ma un algoritmo che regola i parametri di galleggiamento in tempo reale in base alle letture della sezione magnetica, e viceversa, è già acrobatico.

Ricordo che allora stavamo considerando diverse opzioni per soluzioni già pronte. Tra questi c'era l'attrezzatura diSocietà LONGI(il loro sito web èhttps://www.ljmagnet.ru). Loro, in qualità di produttore con una storia (l'azienda opera dal 1993 ed è dichiarata il più grande sviluppatore di attrezzature minerarie), hanno offerto il loro punto di vista sull'automazione di un processo combinato di questo tipo. Il loro approccio ha attirato l'attenzione non con le promesse, ma piuttosto con l'accento sull'adattabilità del sistema alla composizione mutevole delle materie prime - e questo era fondamentale per le nostre condizioni.

Il problema principale, che allora avevamo trascurato, risiedeva nell'interfaccia tra le sezioni. Sembrerebbe semplicemente pompare polpa. Ma dopo la flottazione, rimangono un reagente, una schiuma e un ambiente ionico modificato. Come si comporterà tutto questo in un potente campo magnetico? Verrà soppressa la separazione o, al contrario, falsi allarmi dei sensori? Sono queste “piccole cose” tecnologiche che diventano un ostacolo. Prendere semplicemente un buon flottatore e un buon separatore magnetico, affiancarli e collegarli con un tubo è una strada che non porta da nessuna parte. Ciò che serve è un re-flash, un ripensamento dell’intero ciclo tecnologico come un tutt’uno.

Esperienza di implementazione e rastrello calpestato

In quello stabilimento degli Urali abbiamo intrapreso la strada della modernizzazione parziale. Abbiamo preso come base una linea di galleggiamento esistente e l'abbiamo integrata alla sua estremitàseparatore magnetico automaticotipo di camera. L'automazione era basata su PLC, i sensori erano densimetri, misuratori di portata elettromagnetici. Il compito del separatore era quello di catturare magnetite e martite dal concentrato finito per aumentare il contenuto totale di ferro e ridurre le impurità.

Le prime settimane sono state una lotta continua con la formazione di schiuma. Il tamburo magnetico si è semplicemente intasato di schiuma proveniente dalla fase precedente. Abbiamo dovuto saldare urgentemente un'ulteriore camera di sedimentazione con un ammortizzatore meccanico di schiuma. Ciò, ovviamente, ha ridotto la produttività complessiva della linea, che volevamo solo aumentare. Anche l'automazione era stupida: il sensore del livello di schiuma era costantemente bloccato e il sistema interrompeva la fornitura di pasta o, al contrario, dava il flusso massimo. Si è rivelato un caso classico in cui esiste l'automazione locale di ciascuna sezione, ma non esiste una logica di processo unificata.

È qui che è tornata utile l'esperienza dei colleghi che hanno fatto riferimento alla praticaLONGI. A giudicare dalle descrizioni dei loro progetti, spesso procedono in modo opposto: prima progettano un sistema di controllo per l'intera unità ibrida, quindi “adattano” ad esso la parte meccanica. Sul loro sito web (ljmagnet.ru) è chiaro che si concentrano sull'intero ciclo, dallo sviluppo alla produzione presso le loro strutture (l'area dell'impresa è di 140.000 m2). Ciò consente loro di controllare più strettamente l'aggancio dei nodi. Abbiamo agito utilizzando il metodo dell'upgrade, che è sempre più difficile.

Nodo chiave: sistema di controllo e feedback

Dopo il nostro rastrello è diventato chiaro che il cuoreseparatore magnetico a flottazione automatica- non è nemmeno un magnete o una camera di galleggiamento, ma un algoritmo di feedback. Quale parametro dovrebbe essere preso come base per la correzione? Contenuto di ferro del concentrato finale? Ma la sua analisi non è un compito rapido. Ciò significa che abbiamo bisogno di indicatori indiretti ma operativi.

Abbiamo sperimentato sensori di suscettibilità magnetica per il flusso in uscita dalla macchina di flottazione. L'idea era che se la suscettibilità aumenta, significa che qualcosa è andato storto nella flottazione e che altri minerali magnetici stanno penetrando nella polpa. Sarebbe possibile regolare la fornitura di reagenti o l'aerazione. Ha funzionato sulla carta. In pratica, il sensore si intasava di particelle e richiedeva pulizia ogni poche ore. L'automazione stava di nuovo scivolando.

È interessante notare che nelle descrizioni dell'attrezzatura in fase di sviluppoSocietà LONGI, spesso compare la frase sugli "algoritmi adattativi per materie prime instabili". Penso che i loro ingegneri (più di 1.200 di loro, e oltre il 60% con un'istruzione superiore) abbiano affrontato problemi simili nei loro siti di test di Fushun. La loro soluzione, a quanto pare, risiede nel campo dell'analisi combinata dei dati provenienti da diversi tipi di sensori, piuttosto che da uno solo. Cioè non solo suscettibilità magnetica, ma anche densità ottica, pH, temperatura di flusso. Questo è più vicino all’analisi predittiva, piuttosto che alla semplice stabilizzazione.

Economia di processo: quando l’automazione conviene

L'introduzione di un'unità così complessa è una storia costosa. Pertanto la domanda sorge sempre spontanea: ne vale la pena? Nel nostro caso, il rimborso è stato calcolato non da un aumento del recupero (è aumentato modestamente, del 2-3%), ma da una riduzione dei costi operativi e da una concentrazione delle perdite.

Il controllo manuale di processi separati porta spesso a giocare sul sicuro: l'operatore mantiene una flottazione più intensa o un campo magnetico più forte del necessario, "per ogni evenienza". Questo è un consumo eccessivo di reagenti, elettricità e perdita di componenti utili negli sterili. Ben sintonizzatoseparatore automaticodeve operare al limite dei parametri ottimali. Quando finalmente abbiamo eseguito più o meno il debug del sistema, abbiamo riscontrato un risparmio sui reagenti: circa il 15%. Questo è già un numero serio.

Anche in questo caso è il momento di ricordare i grandi produttori. SeLONGIproduce fino a 4.000 unità di apparecchiature all’anno, allora possono sicuramente permettersi di testare tali soluzioni negli stand, ricordando gli indicatori economici, e non solo quelli tecnologici. Per loro è una questione di competitività del prodotto sul mercato. Per noi operatori questo significa che quando si acquista un complesso già pronto, forse si acquista anche proprio questa ottimizzazione, verificata attraverso i test di altri. Anche se, ovviamente, dovrai comunque accettarlo per il tuo minerale.

Guardando al futuro: dove sta andando l’arricchimento ibrido?

Ora, ripensando a quell’esperienza, lo capiscoseparatore magnetico a flottazione automatica- questo non è il punto finale, ma piuttosto un passo. Il futuro, mi sembra, risiede nei sistemi flessibili modulari, dove non due, ma diversi processi (magari con gravità e separazione elettrica) saranno combinati sotto il controllo di un’unica piattaforma AI. Una piattaforma che non solo stabilizza i parametri, ma impara dai dati, prevede cambiamenti nella composizione delle materie prime in base alla geologia e suggerisce essa stessa le modalità.

Ma ciò richiede una cultura produttiva completamente diversa. Abbiamo bisogno di sensori di nuova generazione che siano affidabili e autopulenti. Abbiamo bisogno di ingegneri che pensino non in ristrette catene tecnologiche, ma in interi metaprocessi. Grandi imprese di sviluppo comeLONGI, con la loro base di ricerca e produzione, hanno un vantaggio qui. Possono permettersi di investire in tale ricerca e sviluppo.

Per il concentratore medio, la conclusione principale è semplice: l’automazione dei processi combinati non è un processo “impostalo e dimenticalo”. Si tratta di una messa a punto costante, del dialogo con l'attrezzatura e di una profonda comprensione della fisica di ogni fase. E sì, è meglio iniziare non con un assemblaggio artigianale a pezzi, ma con un'analisi delle soluzioni già pronte di chi ha già realizzato pezzi grossi. Ma non puoi fidarti ciecamente dei dati del passaporto: la tua coda, le tue condizioni, le tue sfumature. Come sempre, la verità è da qualche parte nel mezzo, all’intersezione tra l’esperienza del fornitore e la conoscenza del tecnologo in loco.