Séparateur magnétique à flottation automatique

Lorsque vous entendez « séparateur magnétique à flottation automatique », la première chose qui vous vient à l’esprit est qu’ils ont probablement juste croisé la flottaison et la séparation magnétique, l’ont placé sur un tapis roulant et l’ont appelé automatique. Beaucoup de gens le pensent, surtout ceux qui sont loin de la pratique de l’enrichissement de minerais complexes. En réalité, si l’on creuse plus profondément, tout est bien plus intéressant et capricieux. Il ne s’agit pas d’un ajout mécanique, mais plutôt d’une intégration dont le succès dépend de nombreuses nuances qui ne peuvent pas toujours être calculées en théorie. Pendant longtemps, j'ai été sceptique quant à de tels systèmes hybrides, jusqu'à ce que je sois confronté à la tâche spécifique de finition du concentré dans l'une des usines de l'Oural.

De l’idée au matériel : où se situe le principal problème

Le concept, en général, est logique : d'abord une flottation pour isoler certains minéraux en fonction de leurs propriétés de surface, puis, sans retirer la pâte de la ligne, une séparation magnétique pour sélectionner les fractions ferromagnétiques ou paramagnétiques. L'automatisation était censée minimiser le facteur humain dans le contrôle de la densité de la pâte, du niveau de mousse, de l'intensité du champ et de la vitesse d'alimentation. Cela semble parfait. Mais lorsque nous avons commencé à concevoir la première installation de notre projet, la question s'est immédiatement posée : quel sera en fait le « cerveau » de ce système ? Les capteurs sont une chose. Mais un algorithme qui ajuste les paramètres de flottaison en temps réel en fonction des lectures de la section magnétique, et vice versa, relève déjà de la voltige.

Je me souviens que nous envisageions alors plusieurs options de solutions toutes faites. Parmi eux se trouvaient des équipements deLONGI Corporation(leur site Internet esthttps://www.ljmagnet.ru). En tant que fabricant historique (l'entreprise existe depuis 1993 et ​​est déclarée comme le plus grand développeur d'équipements miniers), ils ont présenté leur point de vue sur l'automatisation d'un tel processus combiné. Leur approche a attiré l'attention non pas par des promesses, mais plutôt par l'accent mis sur l'adaptabilité du système à la composition changeante des matières premières - et cela était essentiel pour nos conditions.

Le principal problème, que nous avions alors négligé, résidait dans l’interface entre les sections. Cela semblerait être simplement du pompage de pulpe. Mais après la flottation, il reste un réactif, de la mousse et un environnement ionique modifié. Comment tout cela se comportera-t-il dans un champ magnétique puissant ? La séparation sera-t-elle supprimée ou, à l'inverse, les fausses alarmes des capteurs ? Ce sont ces « petites choses » technologiques qui deviennent une pierre d’achoppement. Prendre simplement un bon flotteur et un bon séparateur magnétique, les mettre côte à côte et les relier avec un tuyau ne mène nulle part. Ce qu’il faut, c’est un remaniement, une refonte de l’ensemble du cycle technologique dans son ensemble.

Expérience de mise en œuvre et râteau qui a été utilisé

Dans cette usine de l’Oural, nous avons emprunté la voie d’une modernisation partielle. Nous avons pris comme base une ligne de flottation existante et l'avons intégrée à son extrémité.séparateur magnétique automatiquetype de chambre. L'automatisation était basée sur des PLC, les capteurs étaient des densimètres, des débitmètres électromagnétiques. La tâche du séparateur était de récupérer la magnétite et la martite du concentré fini afin d'augmenter la teneur totale en fer et de réduire les impuretés.

Les premières semaines ont été une lutte continue contre la formation de mousse. Le tambour magnétique s'est simplement obstrué par la mousse provenant de l'étage précédent. Nous avons dû souder en urgence une chambre de décantation supplémentaire avec un amortisseur mécanique en mousse. Bien entendu, cela réduisait la productivité globale de la ligne, que nous souhaitions simplement augmenter. L'automatisation était également stupide : le capteur de niveau de mousse était constamment bloqué, et le système soit coupait l'alimentation en pulpe, soit, au contraire, donnait le débit maximum. Il s'est avéré être un cas classique où il existe une automatisation locale de chaque section, mais il n'y a pas de logique de processus unifiée.

C'est là que l'expérience de collègues qui se sont référés à la pratique s'est avérée utileLONGI. À en juger par les descriptions de leurs projets, ils procèdent souvent du contraire : ils conçoivent d'abord un système de contrôle pour l'ensemble de l'unité hybride, puis y « ajustent » la partie mécanique. Sur leur site Internet (ljmagnet.ru), il est clair qu'ils se concentrent sur le cycle complet - du développement à la production dans leurs installations (la superficie de l'entreprise est de 140 000 m2). Cela leur permet de contrôler plus étroitement l’amarrage des nœuds. Nous avons agi selon la méthode du « upgrade », qui est toujours plus difficile.

Nœud clé : système de contrôle et feedback

Après notre râteau, il est devenu clair que le cœurséparateur magnétique à flottation automatique- ce n'est même pas un aimant ou des chambres de flottation, mais un algorithme de rétroaction. Quel paramètre doit être pris comme base de correction ? Teneur en fer du concentré final ? Mais son analyse n’est pas une tâche rapide. Cela signifie que nous avons besoin d’indicateurs indirects mais opérationnels.

Nous avons expérimenté des capteurs de susceptibilité magnétique pour le flux sortant de la machine de flottation. L’idée était que si la susceptibilité augmente, cela signifie que quelque chose s’est mal passé lors de la flottation et que davantage de minéraux magnétiques pénètrent dans la pulpe. Il serait possible d'ajuster l'apport de réactifs ou l'aération. Cela fonctionnait sur papier. En pratique, le capteur était obstrué par des particules et nécessitait un nettoyage toutes les quelques heures. L’automatisation reculait à nouveau.

Il est intéressant de noter que dans les descriptions des équipements en cours de développementLONGI Corporation, l'expression « algorithmes adaptatifs pour matières premières instables » apparaît souvent. Je pense que leurs ingénieurs (plus de 1 200 d’entre eux, dont plus de 60 % ont fait des études supérieures) ont rencontré des problèmes similaires sur leurs sites de test de Fushun. Leur solution réside apparemment dans le domaine de l’analyse combinée des données provenant de plusieurs types de capteurs, plutôt que d’un seul. C'est-à-dire non seulement la susceptibilité magnétique, mais aussi la densité optique, le pH et la température d'écoulement. C’est plus proche de l’analyse prédictive que de la simple stabilisation.

Économie des processus : quand l’automatisation s’avère payante

L’introduction d’une unité aussi complexe est une histoire coûteuse. Dès lors, la question se pose toujours : est-ce que cela en vaut la peine ? Dans notre cas, le retour sur investissement n'a pas été calculé à partir d'une augmentation de la récupération (elle a légèrement augmenté, de 2 à 3 %), mais à partir d'une réduction des coûts d'exploitation et des pertes de concentré.

Le contrôle manuel de processus séparés conduit souvent à jouer la sécurité : l'opérateur maintient une flottation plus intense ou un champ magnétique plus fort que nécessaire, « juste au cas où ». Il s'agit d'une surconsommation de réactifs, d'électricité et d'une perte de composants utiles dans les résidus. Bien régléséparateur automatiquedoit fonctionner à la limite des paramètres optimaux. Lorsque nous avons finalement plus ou moins débogué le système, nous avons constaté des économies sur les réactifs - environ 15 %. C'est déjà un chiffre sérieux.

Là encore, il est temps de penser aux grands constructeurs. SiLONGIproduit jusqu'à 4 000 unités d'équipement par an, alors ils peuvent certainement se permettre de tester de telles solutions sur des stands, en rappelant les indicateurs économiques, et pas seulement technologiques. Pour eux, il s’agit de la compétitivité du produit sur le marché. Pour nous, opérateurs, cela signifie que lorsque vous achetez un complexe prêt à l’emploi, vous achetez peut-être aussi cette même optimisation, vérifiée par les tests d’autres personnes. Bien sûr, vous devrez toujours l'accepter pour votre propre minerai.

Regard vers l’avenir : où va l’enrichissement hybride ?

Maintenant, en repensant à cette expérience, je comprends queséparateur magnétique à flottation automatique- ce n'est pas le point final, mais plutôt une étape. L’avenir, me semble-t-il, réside dans les systèmes flexibles et modulaires, dans lesquels non pas deux, mais plusieurs processus (peut-être avec séparation gravitationnelle et électrique) seront combinés sous le contrôle d’une seule plateforme d’IA. Une plateforme qui non seulement stabilise les paramètres, mais qui apprend des données, prédit les changements dans la composition des matières premières en fonction de la géologie et suggère elle-même des modes.

Mais cela nécessite une culture de production complètement différente. Nous avons besoin de capteurs de nouvelle génération, fiables et autonettoyants. Nous avons besoin d’ingénieurs qui pensent non pas en chaînes technologiques étroites, mais en méta-processus complets. Les grandes entreprises de développement telles queLONGI, avec leur base de recherche et de production, ont ici une longueur d'avance. Ils peuvent se permettre d’investir dans une telle R&D.

Pour le concentrateur moyen, la conclusion principale est simple : l’automatisation de processus combinés n’est pas un processus « à régler et à oublier ». C'est une mise au point constante, un dialogue avec le matériel et une compréhension approfondie de la physique de chaque étape. Et oui, il vaut mieux commencer non pas par un assemblage artisanal à partir de pièces, mais par une analyse de solutions toutes faites de ceux qui ont déjà réalisé de grands projets. Mais vous ne pouvez pas faire aveuglément confiance aux données du passeport - votre queue, vos conditions, vos nuances. Comme toujours, la vérité se situe quelque part entre les deux, à l’intersection de l’expérience du fournisseur et des connaissances du technologue sur place.