Separador Magnético de Flotação Automática

Quando você ouve “separador magnético de flotação automática”, a primeira coisa que vem à mente é que provavelmente eles apenas cruzaram a flotação e a separação magnética, colocaram em uma esteira transportadora e chamaram de automático. Muita gente pensa assim, principalmente quem está longe da prática de enriquecimento de minérios complexos. Na verdade, se você for mais fundo, tudo fica muito mais interessante e caprichoso. Não se trata de um acréscimo mecânico, mas sim de uma integração, onde o sucesso depende de muitas nuances que nem sempre podem ser calculadas em teoria. Por muito tempo fui cético em relação a esses sistemas híbridos, até que me deparei com a tarefa específica de finalizar o concentrado em uma das fábricas nos Urais.

Da ideia ao hardware: onde está o principal problema

O conceito, em geral, é lógico: primeiro, flotação para isolar determinados minerais com base em suas propriedades superficiais, e depois, sem retirar a polpa da linha, separação magnética para selecionar frações ferromagnéticas ou paramagnéticas. A automação deveria minimizar o fator humano no controle da densidade da polpa, nível de espuma, resistência do campo e velocidade de alimentação. Parece perfeito. Mas quando começámos a desenhar a primeira instalação do nosso projeto, surgiu imediatamente a questão: qual será, de facto, o “cérebro” deste sistema? Sensores são uma coisa. Mas um algoritmo que ajusta os parâmetros de flutuação em tempo real com base nas leituras da seção magnética, e vice-versa, já é uma acrobacia.

Lembro que estávamos considerando várias opções de soluções prontas. Entre eles estavam equipamentos deCorporação LONGI(o site deles éhttps://www.ljmagnet.ru). Eles, como fabricantes com história (a empresa atua desde 1993 e é declarada a maior desenvolvedora de equipamentos de mineração), ofereceram sua visão sobre a automação desse processo combinado. A sua abordagem atraiu a atenção não com promessas, mas sim com uma ênfase na adaptabilidade do sistema à mudança na composição das matérias-primas - e isto foi crítico para as nossas condições.

O principal problema, que negligenciamos então, estava na interface entre as seções. Pareceria apenas bombear polpa. Mas após a flotação, um reagente, uma espuma e um ambiente iônico alterado permanecem nele. Como tudo isso se comportará em um poderoso campo magnético? A separação será suprimida ou, inversamente, os falsos alarmes dos sensores? São estas “pequenas coisas” tecnológicas que se tornam um obstáculo. Simplesmente pegar um bom flotador e um bom separador magnético, colocá-los lado a lado e conectá-los a um tubo é um caminho para lugar nenhum. O que é necessário é um re-flashes, um repensar de todo o ciclo tecnológico como um todo.

Experiência de implementação e o rake que foi pisado

Naquela fábrica dos Urais, trilhamos o caminho da modernização parcial. Tomamos como base uma linha de flotação existente e a construímos no final delaseparador magnético automáticotipo de câmara. A automação era baseada em PLC, os sensores eram medidores de densidade, medidores de vazão eletromagnéticos. A tarefa do separador era capturar magnetita e martita do concentrado acabado para aumentar o teor total de ferro e reduzir as impurezas.

As primeiras semanas foram uma luta contínua com a formação de espuma. O tambor magnético simplesmente engasgou com a espuma que veio do estágio anterior. Tivemos que soldar urgentemente uma câmara de sedimentação adicional com um amortecedor mecânico de espuma. Isto, claro, reduziu a produtividade geral da linha, que queríamos apenas aumentar. A automação também era estúpida: o sensor de nível de espuma ficava constantemente preso e o sistema ou desligava o fornecimento de polpa ou, ao contrário, dava vazão máxima. Acabou sendo um caso clássico quando há automação local de cada seção, mas não há uma lógica de processo unificada.

É aqui que a experiência dos colegas que se referiram à prática foi útilLONGI. A julgar pelas descrições de seus projetos, muitas vezes eles procedem do contrário: primeiro projetam um sistema de controle para toda a unidade híbrida e depois “ajustam” a parte mecânica a ele. No site deles (ljmagnet.ru) fica claro que eles focam no ciclo completo - do desenvolvimento à produção em suas instalações (a área do empreendimento é de 140 mil m2). Isso permite que eles controlem com mais precisão o encaixe dos nós. Agimos utilizando o método 'upgrade', que é sempre mais difícil.

Nó chave: sistema de controle e feedback

Depois do nosso ancinho, ficou claro que o coraçãoseparador magnético de flutuação automática- não é nem um ímã ou uma câmara de flutuação, mas um algoritmo de feedback. Qual parâmetro deve ser tomado como base para correção? Conteúdo de ferro do concentrado final? Mas a sua análise não é uma tarefa rápida. Isto significa que precisamos de indicadores indirectos mas operacionais.

Experimentamos sensores de suscetibilidade magnética para o fluxo que sai da máquina de flotação. A ideia era que se a suscetibilidade aumentasse, isso significaria que algo deu errado na flotação e que mais minerais magnéticos estão penetrando na polpa. Seria possível ajustar o fornecimento de reagentes ou aeração. Funcionou no papel. Na prática, o sensor ficava obstruído com partículas e exigia limpeza a cada poucas horas. A automação estava escorregando novamente.

É interessante que nas descrições dos equipamentos que estão sendo desenvolvidosCorporação LONGI, a frase sobre “algoritmos adaptativos para matérias-primas instáveis” aparece frequentemente. Acho que seus engenheiros (mais de 1.200 deles, e mais de 60% com ensino superior) passaram por problemas semelhantes nos locais de teste de Fushun. A solução deles, aparentemente, reside no campo da análise combinada de dados de vários tipos de sensores, e não de apenas um. Ou seja, não apenas suscetibilidade magnética, mas também densidade óptica, pH, temperatura de fluxo. Isso está mais próximo da análise preditiva, em vez da simples estabilização.

Economia de processos: quando a automação compensa

A introdução de uma unidade tão complexa é uma história cara. Por isso, sempre surge a pergunta: vale a pena? No nosso caso, o retorno foi calculado não a partir de um aumento na recuperação (aumentou modestamente, em 2-3%), mas a partir de uma redução nos custos operacionais e nas perdas concentradas.

O controle manual de processos separados muitas vezes leva à segurança: o operador mantém uma flutuação mais intensa ou um campo magnético mais forte do que o necessário, 'por precaução'. Isto é um consumo excessivo de reagentes, eletricidade e perda de componentes úteis em rejeitos. Bem sintonizadoseparador automáticodeve operar no limite dos parâmetros ideais. Quando finalmente depuramos mais ou menos o sistema, vimos uma economia em reagentes - cerca de 15%. Este já é um número sério.

Aqui, novamente, é hora de lembrar os fabricantes de grande escala. SeLONGIproduz até 4 mil unidades de equipamentos por ano, então certamente poderá se dar ao luxo de testar tais soluções em estandes, lembrando os indicadores econômicos, e não apenas os tecnológicos. Para eles, é uma questão de competitividade do produto no mercado. Para nós, operadores, isso significa que ao comprar um complexo pronto, você também pode estar comprando essa mesma otimização, verificada através de testes de outras pessoas. Embora, é claro, você ainda tenha que aceitá-lo como seu próprio minério.

Olhando para o futuro: para onde vai o enriquecimento híbrido?

Agora, olhando para trás, para essa experiência, entendo queseparador magnético de flutuação automática- este não é o ponto final, mas sim um passo. O futuro, parece-me, reside em sistemas modulares flexíveis, onde não dois, mas vários processos (talvez com gravidade e separação elétrica) serão combinados sob o controle de uma plataforma de IA. Uma plataforma que não apenas estabiliza parâmetros, mas aprende com os dados, prevê mudanças na composição das matérias-primas com base na geologia e sugere modos.

Mas isto requer uma cultura de produção completamente diferente. Precisamos de sensores de nova geração que sejam confiáveis ​​e autolimpantes. Precisamos de engenheiros que pensem não em cadeias tecnológicas estreitas, mas em metaprocessos inteiros. Grandes empresas de desenvolvimento, comoLONGI, com sua base de pesquisa e produção, têm uma vantagem aqui. Eles podem se dar ao luxo de investir em tal P&D.

Para o concentrador médio, a principal conclusão é simples: a automação de processos combinados não é um processo do tipo “configure e esqueça”. Isso é um constante ajuste fino, diálogo com os equipamentos e um profundo conhecimento da física de cada etapa. E sim, é melhor começar não com uma montagem artesanal a partir de peças, mas com uma análise de soluções prontas de quem já fez figurões. Mas você não pode confiar cegamente nos dados do passaporte - na sua cauda, ​​nas suas condições, nas suas nuances. Como sempre, a verdade está em algum lugar no meio, na intersecção da experiência do fornecedor e do conhecimento do tecnólogo local.