控制泡沫浮選的制作方法
【專利摘要】披露了一種控制泡沫浮選回路中的泡沫浮選槽用于分離物質的方法。該方法包括基于槽條件的變化來控制至該槽的浮選氣體流速以維持該槽的操作在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下或比如果該浮選氣體流速沒有變化更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
【專利說明】控制泡沬浮選

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制在泡沫浮選回路中的一個或多于一個浮選槽用于分離給料中的物質的方法。
[0002]本發(fā)明特別地，但絕非排他性地涉及一種控制在泡沫浮選回路中的一個或多于一個浮選槽用于從處于包含礦物和其他材料(在下文中稱作“脈石”)的礦石的形式的給料中分離出物質，例如包含諸如有價值金屬(諸如鎳和銅)的有價值材料的礦物的方法。
[0003]發(fā)明背景
[0004]本發(fā)明的以下說明集中于一種用于將處于開采的礦石的形式的給料中的有價值的礦物顆粒與脈石顆粒分離的泡沫浮選方法，但本發(fā)明不限于該應用。
[0005]泡沫浮選是一種通過利用給料中的有價值的礦物和無用的脈石之間的疏水性差異而將有價值的礦物與脈石分離的方法。泡沫浮選的目的是生產一種精礦，該精礦具有的有價值的材料(諸如銅)的品位即產品品位高于給料中的有價值的材料的品位。通常通過加入表面活性劑和潤濕劑到容納在浮選槽中的礦物和脈石的顆粒的含水泥漿中來控制性能。這些化學品對這些顆粒進行調節(jié)并且穩(wěn)定泡沫相。對于每個系統(tǒng)(礦石類型、粒度分布、水、氣等)，存在最佳的試劑類型和劑量水平。一旦這些固相的表面已經被調節(jié)，然后將它們用泡沫進行選擇性地分離，該泡沫是通過供應諸如空氣的浮選氣體到該方法中而產生的。礦物的精礦從該泡沫中產生。與化學添加劑一樣，用于產生該泡沫的分離氣體是一種具有最佳劑量水平的工藝試劑。氣體的最佳劑量是許多系統(tǒng)和裝置因素的復雜函數，但是對于一個給定的浮選槽可以通過使對于該槽的氣體回收點最大化而憑經驗確定。
[0006]可以相對于從浮選槽中提取的精礦的兩個特征-即產品品位和產品回收率來測量一種浮選方法的性能品質。產品品位指示在該精礦中的有價值的材料與精礦中的材料的剩余部分相比的分數。產品回收率指示在該精礦中的有價值的材料與供應到浮選槽的原始給料中的有價值的材料的總量的分數。
[0007]工業(yè)浮選方法的一個關鍵目的是控制工作條件以便實現品位與回收之間的最佳平衡，一種理想的浮選方法產生高品位精礦的高回收。
[0008]以帝國創(chuàng)新有限公司(Imperial Innovat1ns Limited)名義的國際公開WO2009/044149涉及一種控制形成泡沫浮選回路的一部分的泡沫浮選槽的操作的方法的發(fā)明。該方法基于控制進入一個槽內的浮選氣體流速使得該槽在對于該槽的最大氣體回收率下運行。
[0009]對于一個槽的最大氣體回收率被描述為“峰值氣體回收率”并且在該峰值氣體回收率處的氣體流速被描述為“峰值氣體速率”。在其中浮選氣體為空氣的情況下，最大氣體回收率被描述為“峰值空氣回收率”并且在峰值空氣回收率處的空氣流速被描述為“峰值空氣速率”。
[0010]該國際公開描述了在操作浮選槽以最大化氣體回收與最大化精礦品位和精礦回收的組合之間存在相關性。具體地，該國際公開描述了最大氣體回收率(即峰值氣體回收率)與最佳冶金性能一致，其中冶金性能包括精礦品位和精礦回收率。
[0011]本 申請人:已經考慮了如何控制一個浮選槽和一個包括多個浮選槽的泡沫浮選回路以最大化在其中浮選氣體為空氣的情況下的氣體回收率以及更具體地峰值回收率。
[0012]發(fā)明概述
[0013]本發(fā)明基于以下認識:連續(xù)地控制此種槽的操作以最大化峰值氣體回收不是一件簡單的任務。例如，給料速率、泡沫水平、固體成分、礦漿PH值、以及化學劑量率的變化可能對這些槽的穩(wěn)定性具有顯著影響。
[0014]本發(fā)明還基于以下認識:對于一個槽的峰值氣體回收率與對于該槽的最大泡沫穩(wěn)定性(即峰值泡沫穩(wěn)定性)一致并且峰值泡沫穩(wěn)定性是驅使峰值氣體回收的原因。
[0015]術語“泡沫穩(wěn)定性”在此應理解為是指在泡沫中的氣泡抵抗聚結和爆破的能力。
[0016]從廣義上講，本發(fā)明是一種控制泡沫浮選回路中的泡沫浮選槽用于分離物質的方法，該方法包括基于槽條件的變化來控制至該槽的浮選氣體流速以保持該槽的操作在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下或比如果浮選氣體流速沒有變化時更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
[0017]根據本發(fā)明，提供了一種控制泡沫浮選回路中的泡沫浮選槽用于分離物質的方法，該方法包括監(jiān)測該槽的條件并且如果槽條件發(fā)生變化改變至該槽的浮選氣體流速以便維持該槽的操作在峰值泡沫穩(wěn)定性下或比如果浮選氣體流速沒有變化時更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
[0018]槽條件的變化可以是一個選定的槽條件的變化或許多選定的槽條件的變化。槽條件的變化可以是從在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下或接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性操作該槽的觀點來看被認為是一個顯著變化的任何條件變化。作為舉例，一個或多個槽條件的變化可以是基于該槽的操作知識的一個預定的變化。
[0019]可以直接地或間接地監(jiān)測該一個或多個槽條件。槽條件的間接監(jiān)測的一個實例是來自于或基于槽條件的監(jiān)測數據。一個具體的實例是槽條件的設定值數據。設定值數據在此應理解為是指指示一個監(jiān)測的槽條件的設定值的數據，其中該槽條件通常由一個自動化的控制環(huán)路被維持在設定值或接近該設定值。
[0020]如在此所用的術語至該槽的“氣體流速”應理解為與術語在該槽內的“表觀氣體速率”是可互換的。
[0021]該方法可包括如果槽條件有一個預定的變化，將至該槽的氣體流速改變一個預定的量。
[0022]這些條件可以包括至該槽的以下輸入中的任何一項或多項:給料速率、給料中的固體濃度、給料中的固體的粒度分布、給料的pH、氣體流速、化學劑量率、給料品位、給料類型、以及泡沫深度。
[0023]這些條件可以包括該槽的以下輸出的任何一項或多項:精礦品位、精礦回收率、氣體回收率、以及氣體滯留量。
[0024]術語“氣體滯留量”在此理解為是指在浮選槽的礦漿區(qū)中的氣體的體積。該氣體體積減小礦漿體積并且因而降低浮選可用的停留時間。氣體滯留量取決于被添加到浮選槽中的氣體的量并且是礦漿粘度的強函數。
[0025]如果槽條件有變化，該方法可包括自動地改變至該槽的氣體流速。
[0026]該方法可以包括參考通過校準該槽獲得的數據確定在任何給定的情況下所要求的該槽的氣體流速的變化。該數據可以涉及該槽的一系列不同的實際操作條件以及跨過實際操作條件的范圍在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下操作所要求的氣體流速。該數據可以是該槽的控制系統(tǒng)的一部分。
[0027]該方法可包括使從校準數據產生的一條泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率對氣體流速曲線的形狀與槽條件“匹配”。因為一組槽條件可能產生一種獨特形狀的曲線，從一個槽的校準數據產生的曲線可用于定位類似的槽條件的峰值氣體速率。兩組槽條件可能產生相同的峰值氣體速率，但不同形狀的泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率曲線，或者兩組槽條件可以產生不同的峰值氣體速率和不同形狀的曲線。兩組槽條件也可能顯現出產生相同形狀的曲線，但實際上產生不同的峰值氣體速率。
[0028]該方法可包括執(zhí)行一個控制程序以檢查該槽的泡沫穩(wěn)定性。該控制程序可以在改變至該槽的氣體流速之后響應于槽條件的監(jiān)測的變化而執(zhí)行。該控制程序可以與監(jiān)測槽條件以及改變至該槽的氣體流速并行地響應于槽條件的監(jiān)測的變化而執(zhí)行。
[0029]該控制程序可以是如在以本 申請人:的名義的國際申請PCT/AU2011/001480中描述的并且可以包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的分步變化直到該泡沫穩(wěn)定性是峰值泡沫穩(wěn)定性或者在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性的預定范圍之內。該國際申請中的披露內容通過交叉引用結合在此。
[0030]該方法可包括執(zhí)行一個控制程序，該控制程序包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的分步變化使得該槽接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性，其中在進行這些步驟之間監(jiān)測這些槽條件并且如果槽條件有變化，改變至該槽的浮選氣體流速。
[0031]根據本發(fā)明，還提供了一種控制一個包括多個泡沫浮選槽的泡沫浮選回路用于分離物質的方法，該方法包括在監(jiān)測至少一個槽中的條件并且如果槽條件發(fā)生變化改變至該槽的浮選氣體流速以便維持該槽的操作在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下或比如果該浮選氣體流速沒有變化時更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
[0032]該方法可包括如果槽條件有預定的變化，通過將至該槽的氣體流速改變一個預定的量。
[0033]該方法可包括如果槽條件有預定的變化，自動地改變至該槽的氣體流速。
[0034]該方法可以包括參考通過校準該槽獲得的數據確定在任何給定的情況下所要求的該槽的氣體流速的變化。該數據可以涉及該槽的一系列不同的實際操作條件以及跨過實際操作條件的范圍在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下操作所要求的氣體流速。該數據可以是該槽的控制系統(tǒng)的一部分。該數據可以是該回路的控制系統(tǒng)的一部分。
[0035]該方法可包括使從校準數據產生的一條泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率對氣體流速曲線的形狀與槽條件“匹配”。因為一組槽條件可能產生一種獨特形狀的曲線，從一個槽的校準數據產生的曲線可用于定位類似的槽條件的峰值氣體速率。兩組槽條件可以產生相同的峰值氣體速率，但不同形狀的泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率曲線，或者兩組槽條件可以產生不同的峰值氣體速率和不同形狀的曲線。兩組槽條件也可能顯現出產生相同形狀的曲線，但實際上產生不同的峰值氣體速率。
[0036]該方法可包括執(zhí)行一個控制程序以檢查該槽的泡沫穩(wěn)定性。
[0037]該方法可包括執(zhí)行一個控制程序以檢查在改變至該槽的氣體流速之后的泡沫穩(wěn)定性，該控制程序包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的分步變化直到該泡沫穩(wěn)定性是峰值泡沫穩(wěn)定性或比如果該浮選氣體流速沒有變化時更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
[0038]該控制程序可以是如在以本 申請人:的名義的國際申請PCT/AU2011/001480中描述的。
[0039]該方法可包括執(zhí)行一個控制程序，該控制程序包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的分步變化使得該槽接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性，其中在進行這些步驟之間監(jiān)測這些槽條件并且如果槽條件有變化，改變至該槽的浮選氣體流速。
[0040]該方法可包括在泡沫浮選回路中的一個選定的槽中周期性地執(zhí)行該控制程序以最大化該選定的槽的泡沫穩(wěn)定性。此后，該方法可包括在該泡沫浮選回路中的其他槽中周期性地執(zhí)行該控制程序。
[0041 ] 該方法可包括在該泡沫浮選回路中的一個選定的槽中連續(xù)性地執(zhí)行該控制程序以最大化該選定的槽的泡沫穩(wěn)定性。
[0042]該方法可包括在該泡沫浮選回路中的所有槽或選定的槽或“粗選機”排(bank)的槽中周期性地執(zhí)行該控制程序。
[0043]該方法可包括在該泡沫浮選回路中的所有槽或選定的槽或“粗選機”排的槽中連續(xù)性地執(zhí)行該控制程序。
[0044]附圖簡要說明
[0045]通過參考附圖僅通過舉例進一步地描述了本發(fā)明，附圖中:
[0046]圖1為一種基本的泡沫浮選槽的示意圖；
[0047]圖2為一種包括安排為成排的槽的多個槽的基本的泡沫浮選回路的示意圖；
[0048]圖3為在精礦中的金屬回收率對該精礦中的金屬品位的曲線圖，該圖示出了在典型的浮選槽中這些參數之間的關系；
[0049]圖4是在圖1中所示出的類型的浮選槽的空氣回收率對空氣流速的曲線圖；
[0050]圖5是用于在圖1中所示出的浮選槽的基本控制系統(tǒng)的流程圖；
[0051]圖6是在圖1回路中所示出的類型的浮選槽在3組不同的操作條件下的氣體回收率對氣體流速的曲線圖；
[0052]圖7是國際申請PCT/AU2011/001480的圖4并且是一個泡沫浮選槽(例如在圖1中所示出的類型)中的控制程序的一個實施例的一個實例的示意圖；
[0053]圖8是用于在圖1中所示出的浮選槽的基本控制系統(tǒng)的另一個實施例的流程圖；
[0054]圖9是圖5或圖8的控制系統(tǒng)的示意性圖形用戶界面；
[0055]圖10是包括峰值空氣回收率尋找程序的圖5或圖8的基本控制系統(tǒng)的流程圖；并且
[0056]圖11是結合了峰值空氣回收率尋找程序的圖5或圖8的基本控制系統(tǒng)的流程圖。
[0057]實施例的說明
[0058]分別在圖1和圖2中示出的基本的泡沫浮選槽和基本的泡沫浮選回路是常規(guī)的。
[0059]圖2中示出的回路包括安排在這些槽的排5、7、9中的在圖1中示出的多個槽3。在每個排中的這些槽3串聯(lián)地安排。這些槽3是常規(guī)的槽。
[0060]參照圖1，每個槽3包括(a) —個用于給料的顆粒的含水泥漿的入口 13，(b) 一個用于包含有價值的材料(典型地有價值的金屬(諸如銅))的顆粒的泡沫的出口 15，以及(c) 一個用于尾渣的出口 17。應當指出本發(fā)明不限于為含水泥漿的泥漿。
[0061]進入排5的槽3 (通常被稱作一個“粗選機”排的槽)中的每個槽3的給料具有要求的粒度分布并且已經被適當地計量加入了化學品(如充當“收集劑”和“調節(jié)劑”的化學品)以幫助浮選。
[0062]進入粗選機排5的給料可以是任何適合的材料。以下說明集中于處于包含有價值的礦物的礦石的形式的給料。有價值的礦物是包含處于諸如銅的有價值的金屬形式的有價值的材料的礦物。給料從已經被壓碎并然后研磨成所要求的粒度分布的開采的礦石中獲得。
[0063]供給至粗選機排5中的槽3中的給料泥漿在這些槽3中被處理以產生泡沫和尾渣輸出。該處理包括在選定的氣體流速下將一種適合的浮選氣體(典型地空氣)通過一個空氣控制閥2引入到這些槽3的下部?？刂瓶諝饪刂崎y2來控制進入槽3的氣體流速。該氣體向上上升并且適當調節(jié)的給料顆粒附接到這些氣泡上。這些氣泡形成泡沫。
[0064]來自粗選機排5中的這些槽3中的泡沫經由輸送管線23被傳遞至一個第二排9的槽3，該第二排槽被描述為一個“精選機”排的槽。如以上關于粗選機排5中的槽3所述的,該泡沫在精選機排9中的這些槽3中被處理以產生泡沫和尾渣輸出。
[0065]來自粗選機排5的尾渣經由一條輸送管線19被轉移至一個第三排7的槽，該第三排槽被描述為一個“掃選機”排的槽。尾渣在掃選機排7中的這些槽3中被處理以產生泡沫和尾渣輸出。
[0066]來自掃選機排7的泡沫經由管線25和35被轉移至粗選機排5并經由管線27被轉移至精選機排9。
[0067]來自精選機排9的泡沫經由一條輸送管線31被轉移至下游操作(未示出)以進行處理來形成精礦。該精礦被轉移至下游處理操作以從該精礦中回收有價值的金屬。
[0068]來自掃選機排7的尾渣經由一條管線29被轉移至未示出的廢料處理。
[0069]來自精選機排9的尾渣經由一條輸送管線35返回到粗選機排5。
[0070]在圖3中的來自泡沫浮選回路的精礦中的有價值的金屬回收率對該精礦中的有價值的金屬品位的曲線圖示出了在一個典型的回路中的這些參數之間的關系。該圖示出了在用于有價值的金屬的一個典型的泡沫浮選回路中，在精礦中的有價值的金屬的回收率隨著精礦中的金屬品位提高而降低。通常，可以通過在槽中的更低的泡沫深度處操作泡沫浮選槽而提高金屬回收率。通常，操作者希望盡可能最高的品位的精礦以及盡可能最高的回收率，其中回收率被定義為是在精礦中的有價值的金屬與給料中的有價值的金屬的總量相比的比例。在實踐中，在許多情況下，在工廠中的精礦中的產品品位由于下游處理約束是相對固定的并且令人希望的是能夠最大化對于給定的品位的回收率。
[0071]圖4示出隨著該槽的空氣流速增加，空氣回收率增加至峰值空氣回收率并且然后降低。
[0072]如上所述，本 申請人:已經考慮了如何控制一個浮選槽和一個包括多個浮選槽的泡沫浮選回路以最大化在其中浮選氣體為空氣的情況下的氣體回收、以及更具體地峰值氣體回收，并且本 申請人:已經認識到此類控制不是一件簡單的任務。
[0073]如上所述，概括地說，本發(fā)明是一種控制泡沫浮選回路中的至少一個泡沫浮選槽的方法，該方法基于前饋控制方法學，由此如果一個或多個選定的槽操作條件(其可以是槽輸入和槽輸出條件)存在變化，例如一個預定的變化，將槽的浮選氣體(諸如空氣)流速例如自動地調節(jié)并且例如調節(jié)一個預定的量。主要地，該浮選氣體流速調節(jié)的目的是為了在峰值氣體速率下操作該槽并由此最大化氣體回收率和槽性能。這些條件可以包括至該槽的以下輸入中的任何一項或多項:給料速率、給料中的固體濃度、給料中的固體的粒度分布、給料的pH、氣體流速、化學劑量率、給料品位、給料類型、以及泡沫深度。這些條件可以包括該槽的以下輸出中的任何一項或多項:精礦品位、精礦回收率、氣體回收率、以及氣體滯留量。槽條件的變化可以是一個選定的槽條件的預定的變化或許多選定的槽條件的預定的變化。
[0074]氣體流速中所要求的變化(諸如所要求的預定的變化)是基于通過以下方式獲得的信息:校準槽并且匯編關于多組槽操作條件中的每一個所要求的浮選氣體流速的數據以獲得對于每個槽條件的峰值泡沫穩(wěn)定性(本 申請人:已發(fā)現其驅動峰值氣體回收率)。此數據是一個槽和一個包含多個此種槽的泡沫浮選回路的控制系統(tǒng)的一部分。
[0075]圖5示出了包括前饋控制步驟的槽的基本控制系統(tǒng)40的流程圖。校準42該槽，該校準可以包括借鑒不同的槽操作條件，以獲得不同的槽條件以及用于不同的槽條件的不同的氣體流速的一個數據庫44以實現峰值空氣回收率和/或泡沫穩(wěn)定性。在該槽的控制過程中，將監(jiān)測的槽條件46與槽條件的數據庫44進行比較48。該控制系統(tǒng)是響應于一個選定的監(jiān)測的槽操作條件的預定的變化可操作的以在步驟50中調節(jié)氣體流速以與數據庫44中提供的氣體流速相匹配以實現對于一個給定的組的槽條件的峰值空氣回收率52。
[0076]換句話說，本發(fā)明的此實施例利用來自一個槽的之前操作的數據(保存在例如系統(tǒng)存儲器內)來(例如自動地)調節(jié)對于一個給定的組的槽條件的氣體流速。這減少了設定一個槽的峰值氣體速率所花費的時間并最小化由在系統(tǒng)搜索設定該槽中的峰值氣體速率時的持續(xù)的氣體速率變化而引起的下游干擾。
[0077]該方法可包括使從校準數據產生的一條泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率曲線對浮選氣體流速的形狀與槽條件“匹配”。這在圖6中示出，圖6是在圖1回路中所示出的類型的浮選槽3在4組不同的操作條件下的泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率對浮選氣體流速的曲線圖。因為一組槽條件可能產生一種獨特形狀的曲線，從一個槽的校準數據產生的曲線可用于定位類似的槽條件的峰值氣體速率。兩組槽條件可能產生相同的峰值氣體速率，但不同形狀的泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率曲線(參見圖6中的曲線I和2)。兩組槽條件可能產生不同的峰值氣體速率以及不同形狀的曲線(參見圖6中的曲線I或2與曲線3)。兩組槽條件也可能顯現出產生相同形狀的曲線，但實際上產生不同的峰值氣體速率(參見圖6中的曲線2和4)。
[0078]在該控制系統(tǒng)的一個實施例中，一個峰值空氣回收率(PAR)尋找控制程序周期性地運行以檢查該槽的泡沫穩(wěn)定性是在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下還是接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。其中該PAR尋找控制程序周期性地運行的控制系統(tǒng)參照圖10更詳細地進行描述。
[0079]在該控制系統(tǒng)的另一個實施例中，該峰值空氣回收率尋找控制程序以周期性步驟連續(xù)性地運行以檢查該槽的泡沫穩(wěn)定性是在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下還是接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。其中該PAR尋找控制程序連續(xù)性地運行的控制系統(tǒng)參照圖11更詳細地進行描述。
[0080]該PAR尋找控制程序形成了該控制系統(tǒng)的一部分。
[0081]如在國際申請PCT/AU2011/001480中所描述的，一個PAR尋找控制程序的可選方案包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的分步變化直到該泡沫穩(wěn)定性是峰值泡沫穩(wěn)定性或接近峰值泡沫穩(wěn)定性，如在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性的預定范圍之內。
[0082]圖7的示意圖是國際申請PCT/AU2011/001480的圖4并且是一個泡沫浮選槽(例如在圖1中所示出的類型，其中該浮選氣體是空氣)中的控制程序的一個實施例的一個實例。
[0083]在該PAR尋找控制程序的此實施例中，通過評估該槽的空氣回收率而評估泡沫穩(wěn)定性。本發(fā)明不限于通過空氣回收率而評估泡沫穩(wěn)定性并且擴展到用于評估泡沫穩(wěn)定性的任何可選方案。其他的可選方案包括，作為舉例，評估槽中的泡沫中的氣泡崩裂率和槽中的泡沫中的氣泡聚結率。又另一個實例是使用如在國際申請PCT/AU2004/000311中描述的一種泡沫穩(wěn)定柱。
[0084]在圖7中示出的控制程序的實例包括在一個選定的時間段內對至該槽的空氣流速進行一系列的階躍變化并且評估在每個階躍變化處的空氣回收并且重復這些步驟直到在一個分步的空氣流速下的空氣回收是峰值空氣回收或接近峰值空氣回收，其中每個空氣流速的選擇是基于之前的空氣流速導致空氣回收的增加還是降低。更具體地，該控制程序包括以下步驟:
[0085](a)測量在當前的空氣流速“A”下的空氣回收率(或指示泡沫穩(wěn)定性的另一參數)，
[0086](b)將至該槽的空氣速率提高到空氣流速“B”，
[0087](c)測量在空氣流速“B”下的空氣回收率并評估在此空氣流速下的空氣回收率已經增加還是降低，
[0088](d)在與空氣流速“A”相比在空氣流速“B”下的空氣回收增加的情況下，將空氣流速提高到空氣速率“C”，
[0089](e)測量在空氣流速“C”下的空氣回收率并評估在此空氣流速下的空氣回收率已經增加還是降低，
[0090](f)在與空氣流速“B”相比在空氣流速“C”下的空氣回收率沒有提高的情況下，將空氣流速降低至空氣速率“B”，
[0091](g)測量在空氣流速“B”下的空氣回收率并評估在此空氣流速下的空氣回收率已經增加還是降低，以及
[0092](h)重復這些步驟直到隨著空氣流速的連續(xù)的變化基本上不存在空氣回收率的變化，這表明空氣回收率處于或接近峰值空氣回收率。
[0093]至該槽的空氣流速的增加或減少的數量在該控制程序的連續(xù)步驟中可以是相同的或可以變化。例如，增加或減少的數量可隨著在連續(xù)步驟中的空氣回收率之間的差異的降低而減少。
[0094]國際申請PCT/AU2011/001480描述了在泡沫浮選槽中的控制程序的其他實施例。這些其他實施例之一是關于該國際申請的圖6-8進行描述的并且評估了空氣流(添加)速對空氣回收率曲線圖上的多組點之間的不同斜率。該方法基于理解到在峰值空氣回收率處的切線的斜率將大約為零。
[0095]在曲線圖上具有至少兩個斜率提供了能夠估計在峰值空氣回收率處的空氣流速的信息。
[0096]概括地說，該方法的步驟可通過以下的搜索算法進行描述:
[0097](a)測量在當前空氣流動下的空氣回收率；
[0098](b)對該空氣流速做出一個土階躍；
[0099](C)測量在該新的空氣流速下的空氣回收率；
[0100](d)計算在這兩個點之間的空氣速率的變化中空氣回收率的變化的斜率；
[0101](e)對該空氣流速做出另一個+或-階躍；
[0102](f)測量在該新的空氣流速下的空氣回收率；
[0103](g)計算在這兩個點之間的空氣速率的變化中空氣回收率的變化的斜率；
[0104](h)使用這兩個斜率A、B來估計在峰值空氣回收率處的空氣流速；
[0105](i)任選地在更接近對于峰值空氣回收率的估計的空氣流速的空氣流速下產生更多點，從而在多組點之間產生新的斜率，這些斜率收斂于零斜率。
[0106]可以取更多的點來提高在峰值空氣回收率處的空氣流速的預測的精確度。具體地，在之前的多組點之間的斜率可以用于預測空氣流速的必要變化以便在該曲線圖上建立一個新的點，該新的點形成在其之間的具有更靠近零的斜率的一組點的一部分。
[0107]圖8示出了包括前饋控制步驟的槽的基本控制系統(tǒng)60的另一個實施例的流程圖，盡管不是唯一的其他可能的實施例。該控制系統(tǒng)60包括一個邏輯控制器64，該邏輯控制器包括用于根據這些監(jiān)測的槽條件62的變化而調節(jié)氣體流速66的邏輯控制規(guī)則。這些邏輯控制規(guī)則可以是算法。以其最基本的形式這些邏輯控制規(guī)則是可操作的以使氣體流速改變一個與監(jiān)測的槽條件的變化成比例的量。例如，如果監(jiān)測的礦漿水平條件改變+0.5英寸，則將空氣流速改變kX 0.5立方英尺每分鐘。k的值是通過槽條件的變化對峰值空氣回收率/泡沫穩(wěn)定性的影響的實證測試進行設置的并且包括一個用于系統(tǒng)微調的用戶可調增益。變化的方向(即k是正的還是負的取決于該關系是正的還是反的)也被存儲在邏輯控制器64內。與如果空氣流速沒有被邏輯控制器改變相比，邏輯控制器64保持空氣流速相對更接近峰值空氣回收率的空氣流速。這具有以下益處:在如參照圖10所述的周期性PAR尋找控制程序之間、或在如參照圖11所述的PAR尋找控制程序步驟之間保持該槽相對更接近峰值空氣回收。
[0108]氣體流速是通過調節(jié)空氣控制閥2 (參見圖1)來調節(jié)的。將理解的是對調節(jié)氣體流速的任何提及包括對調節(jié)空氣控制閥2的位置的提及。這樣，參照圖5和圖8所描述的控制系統(tǒng)控制空氣控制閥2的位置以從而改變空氣流速。槽的校準包括空氣控制閥2的位置的校準，使得槽條件的任何變化影響空氣控制閥2的位置的預定變化。
[0109]控制系統(tǒng)60被配置為使得根據監(jiān)測的槽條件62的變化來調節(jié)空氣控制閥2的位置。圖9示出了在控制系統(tǒng)60的圖形用戶界面80中顯示的示例監(jiān)測的槽條件。這些槽條件包括:
[0110].礦漿水平82，其是以英寸測量的從邊緣的頂部測量的泡沫深度的度量；
[0111].礦漿密度84，其是在以％固體測量的礦漿中的固體濃度的度量；
[0112].礦漿起泡劑86，其是被添加到礦漿中的每噸起泡劑試劑的量的度量；
[0113].礦漿進料88，其是以噸每小時測量的至該槽的礦漿的進料速度的度量。
[0114]控制系統(tǒng)60被配置為使得所監(jiān)測的槽條件82-88的任何變化將導致空氣控制閥2的位置的變化以改變至該槽的空氣流速?？諝饪刂崎y2的位置的變化相對于所監(jiān)測的槽條件的變化的大小被設定在邏輯控制器64的邏輯規(guī)則中。該變化的大小是通過改變在用戶界面中的增益值90可調的。如可以看出，將界面80中的增益90進行設定使得礦漿水平(增益2.0)是對改變空氣閥位置有影響的唯一的監(jiān)測的條件。
[0115]所監(jiān)測的槽條件82-88的數據可以是隨著這些條件實時改變而改變的實時變量數據或者也可以是設定值數據。設定值數據是指示所監(jiān)測的槽條件的設定值的數據，其中該槽條件通常由一個自動化的控制環(huán)路維持在接近設定值。在某些情況下，設定值數據由于比實時變量數據更穩(wěn)定可以是優(yōu)選的，但仍是所監(jiān)測的槽條件的指示。
[0116]礦漿水平82的前饋控制步驟是一個實例，其中邏輯控制64對于漿料水平增加降低空氣速率以維持該槽接近峰值空氣回收。相反地，對于所監(jiān)測的漿料水平降低，控制系統(tǒng)60增加了空氣速率。
[0117]參照圖10，控制系統(tǒng)40、60周期性地運行如上所述的PAR尋找程序70，例如由定時器72所指示的每3小時。在運行PAR尋找程序的時間之間，前饋控制步驟74活躍于監(jiān)測槽條件78并響應于所監(jiān)測的槽條件的變化對氣體流速做出相應的調節(jié)76。當一個預定義的事件發(fā)生時，例如，當一個所監(jiān)測的控制條件達到極限或具有顯著的改變時，PAR尋找程序70還可以選擇性地運行。PAR尋找程序可以被設置為運行預定數目的步驟、預定的時間或一旦滿足一個指定的目標函數。
[0118]參見圖11，在該圖中示出的控制系統(tǒng)40、60以一種方式連續(xù)性地運行PAR尋找程序70，其中存在設定時間段，在這些設定時間段之間進行空氣流速調節(jié)步驟。圖11中的數字1、2、3和4的每一個示出了不同的空氣流速，其中PAR尋找程序暫停設定時間段以計算在該給定的空氣流速下的泡沫穩(wěn)定性。在做出空氣流速的變化之間的設定時間段通常可以是5分鐘或10分鐘的暫停。在這些空氣流速調節(jié)步驟之間的設定時間段暫停的過程中，前饋控制步驟74活躍于監(jiān)測槽條件78并響應于所監(jiān)測的槽條件的變化對氣體流速做出相應的調節(jié)76。
[0119]本發(fā)明的優(yōu)點包括以下優(yōu)點。
[0120]1.減少在槽條件的變化之后設置槽的峰值氣體速率的時間。
[0121]2.限制在控制系統(tǒng)操作搜索峰值氣體速率過程中槽遠離峰值氣體速率的時間。
[0122]3.最大化槽在峰值氣體速率下操作的時間并提供冶金學益處。
[0123]4.減少由于遠離峰值氣體速率的連續(xù)氣體速率波動的下游干擾的可能性。
[0124]本發(fā)明參照附圖的上述說明集中于一個包含多個此種槽的泡沫浮選回路中的單獨的槽。本發(fā)明還擴展到泡沫浮選回路自身?？梢哉J識到，如果對于一個槽的空氣流速的變化是必需的以使得該槽在或接近對于該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下運行，還可能的情況是可能要求改變在該回路中的其他槽的空氣流速以使得這些槽在對于每個槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下運行。其結果是，可以適當地在回路中的選定的槽或所有的槽上執(zhí)行本發(fā)明的方法。
[0125]在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對上述本發(fā)明的實施例做出許多修改。
[0126]作為舉例，雖然圖1和圖2示出了浮選槽的一種具體構造以及一種具體的浮選回路，但本發(fā)明不是如此受限制的并且擴展至浮選槽的任何合適的構造以及任何合適的浮選




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【權利要求】
1.一種控制泡沫浮選回路中的泡沫浮選槽用于分離物質的方法，該方法包括監(jiān)測該槽的條件并且如果槽條件發(fā)生變化，改變至該槽的浮選氣體流速以便維持該槽的操作在峰值泡沫穩(wěn)定性下或比如果該浮選氣體流速沒有變化更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
2.如權利要求1所定義的方法,包括如果槽條件有一個預定的變化,將至該槽的氣體流速改變一個預定的量。
3.如權利要求1或權利要求2所定義的方法，包括如果槽條件有一個預定的變化，自動地改變至該槽的氣體流速。
4.如前述權利要求中任一項所定義的方法，其中這些條件是至該槽的以下輸入中的任何一項或多項:給料速率、給料中的固體濃度、給料中的固體的粒度分布、給料的pH、氣體流速、化學劑量率、給料品位、給料類型、以及泡沫深度。
5.如前述權利要求中任一項所定義的方法，其中這些條件是該槽的以下輸出中的任何一項或多項:精礦品位、精礦回收率、氣體回收率、以及氣體滯留量。
6.如前述權利要求中任一項所定義的方法，包括直接或間接監(jiān)測該槽條件。
7.如權利要求6所定義的方法，其中該槽條件的間接監(jiān)測包括監(jiān)測該槽條件的設定值數據。
8.如前述權利要求中任一項所定義的方法，包括參考通過校準該槽獲得的數據確定在任何給定的情況下所要求的該槽的氣體流速的變化。
9.如權利要求8所定義的方法，其中該數據涉及該槽的一系列不同的實際操作條件以及跨過實際操作條件的范圍在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下操作所要求的氣體流速。
10.如權利要求8或權利要求9所定義的方法，包括使從校準數據產生的一條泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率對氣體流速曲線的形狀與槽條件“匹配”。
11.如前述權利要求中任一項所定義的方法，包括執(zhí)行一個控制程序以檢查在改變至該槽的氣體流速之后該槽的泡沫穩(wěn)定性，該控制程序包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的階躍變化直到該泡沫穩(wěn)定性是峰值泡沫穩(wěn)定性或比如果該氣體流速沒有變化更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
12.如權利要求1至10中任一項所定義的方法，包括執(zhí)行一個控制程序以檢查該槽的泡沫穩(wěn)定性，該控制程序包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的階躍變化使得該槽接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性，其中在進行這些步驟之間監(jiān)測這些槽條件并且如果槽條件有變化，改變至該槽的浮選氣體流速。
13.—種控制包括多個泡沫浮選槽的泡沫浮選回路用于分離物質的方法，該方法包括監(jiān)測至少一個槽的條件并且如果槽條件發(fā)生變化，改變至該槽的浮選氣體流速以便維持該槽的操作在峰值泡沫穩(wěn)定性下或比如果該浮選氣體流速沒有變化更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
14.如權利要求13所定義的方法，包括如果槽條件有一個預定的變化，將至該槽的氣體流速改變一個預定的量。
15.如權利要求13或權利要求14所定義的方法，包括如果槽條件有一個預定的變化，自動地改變至該槽的氣體流速。
16.如權利要求13至15中任一項所定義的方法，其中這些條件是至該槽的以下輸入中的任何一項或多項:給料速率、給料中的固體濃度、給料中的固體的粒度分布、給料的pH、氣體流速、化學劑量率、給料品位、給料類型、以及泡沫深度。
17.如權利要求13至16中任一項所定義的方法，其中這些條件是該槽的以下輸出中的任何一項或多項:精礦品位、精礦回收率、氣體回收率、以及氣體滯留量。
18.如權利要求13至17中任一項所定義的方法，包括直接或間接監(jiān)測該槽條件。
19.如權利要求18所定義的方法，其中該槽條件的間接監(jiān)測包括監(jiān)測該槽條件的設定值數據。
20.如權利要求13至19中任一項所定義的方法，包括參考通過校準該槽獲得的數據確定在任何給定的情況下所要求的該槽的氣體流速的變化。
21.如權利要求20所定義的方法，其中該數據涉及該槽的一系列不同的實際操作條件以及跨過實際操作條件的范圍在該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性下操作所要求的氣體流速。
22.如權利要求20或權利要求21所定義的方法，包括使從校準數據產生的一條泡沫穩(wěn)定性/氣體回收率對氣體流速曲線的形狀與槽條件“匹配”。
23.如權利要求13至22中任一項所定義的方法，包括執(zhí)行一個控制程序以檢查在改變至該槽的氣體流速之后的泡沫穩(wěn)定性，該控制程序包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的階躍變化直到該泡沫穩(wěn)定性是峰值泡沫穩(wěn)定性或比如果該氣體流速沒有變化更接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性。
24.如權利要求13至22中任一項所定義的方法，包括執(zhí)行一個控制程序以檢查該槽的泡沫穩(wěn)定性，該控制程序包括在一系列步驟中改變至該槽的氣體流速并評估在每個氣體流速下的泡沫穩(wěn)定性以及繼續(xù)該氣體流速的階躍變化使得該槽接近該槽的峰值泡沫穩(wěn)定性，其中在進行這些步驟之間監(jiān)測這些槽條件并且如果槽條件有變化，改變至該槽的浮選氣體流速。
【文檔編號】B03D1/14GK104520010SQ201380029118
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年5月14日 優(yōu)先權日:2012年5月14日
【發(fā)明者】D·哈丁, 克里斯多佛·史密斯 申請人:技術資源有限公司