Компания «КОНВЕЛС Автоматизация» (РФ, г. Москва) совместно со специалистами ТОО «Казцинк» (РК, г. Усть-Каменогорск) завершили испытания и ввод в эксплуатацию системы измерения гранулометрического состава на полиметаллической обогатительной фабрике Жайремского ГОКа, построенной ТОО «Казцинк» в рамках инвестиционного проекта «Полиметаллы Жайрема. Модернизация действующего производства».
Владея знаниями в области технологий измерения гранулометрического состава и учитывая опыт использования соответствующего оборудования на различных применениях, инженеры «КОНВЕЛС Автоматизация» включили в состав системы для Жайремского ГОКа высокоточные грануломеры с оптическим принципом измерения, которые соответствуют современным стандартам измерительной техники и учитывают тенденции проекта в использовании и внедрении передового оборудования.
Установленная система представляет собой автоматизированный комплекс для поточного бесконтактного измерения гранулометрического состава технологических продуктов в режиме реального времени. При необходимости данный комплекс может быть укомплектован дополнительным оборудованием для создания полноценной системы автоматизации для контроля качества продукции. Для своевременного отслеживания работы технологического оборудования и хода технологического процесса, крайне важно получать информацию о качественных и количественных характеристиках продукта из нескольких точек технологической цепи. По согласованию с предприятием в данном проекте было предусмотрено измерение гранулометрического состава в двух точках: во-первых, на пересыпке из автотранспорта – входной контроль полиметаллической руды, поступающей в приёмник корпуса крупного дробления; во-вторых, на конвейере склада отмытой руды – контроль полиметаллической руды средней стадии дробления, поступающей на обогащение в цех тяжелых суспензий.
Внедрение системы для измерения и контроля гранулометрического состава продукта в нескольких точках технологического процесса необходимо для повышения эффективности действующего производства и получения продукта заданного качества.
Основными компонентами системы являются две сборки с камерами высокого разрешения (1.3 Мп), каждая из которых крепится на алюминиевой раме специального исполнения. Понимая важность быстрой установки и качественного монтажа оборудования, конструкция рамы была подобрана индивидуально для каждой точки установки. Все электрические компоненты, блок питания и оптоволоконные трансиверы содержатся в одном блоке контроля, который для удобства обслуживания и настройки предлагается крепить к той же раме или в непосредственной близости от нее. Тип камеры и светодиодная система освещения были выбраны в соответствии с параметрами технологического процесса, для получения изображения наилучшего качества.
Для поддержания непрерывной работы системы, оборудование, включенное в её состав, было подобрано в строгом соответствии с текущими условиями эксплуатации. Так, например, сборки с камерами имеют класс пылевлагозащиты IP66 и надежно защищены от воздействия окружающей среды, а для камеры, установленной на открытой площадке приёмника корпуса крупного дробления, предусмотрен утепляющий теплоизоляционный чехол со смотровым окном.
Камеры, используемые в системе, оборудованы 2D лазерным датчиком наличия материала, который обеспечивает срабатывание системы и последующий анализ изображений только при наличии продукта в контрольной точке. Подобранный тип камеры с датчиком наличия материала на конвейере исключает ложные срабатывания и внесение ошибки в результаты измерения.
В процессе работы система в автоматическом режиме выполняет алгоритм, включающий следующие этапы: фотосъемка контролируемого продукта на движущейся конвейерной ленте или на пересыпке из автотранспорта; разделение фотографии продукта на фрагменты, каждый из которых соответствует одному куску продукта; подсчет количества фрагментов; разделение подсчитанных фрагментов по фракциям гранулометрического состава; вывод на экран рабочей станции результатов измерения системы.
Обработку сразу четырех фотографий в секунду и их анализ с помощью специального программного обеспечения выполняет одна рабочая станция анализа данных, общая для двух точек установки, что еще раз подтверждает грамотный подход к поставленной задаче и оптимальность комплектации системы.
В процессе ввода системы в эксплуатацию настраивается передача, в этом проекте по протоколу Modbus TCP, пакета данных: наличие подключения к камере; статус камеры; класс крупности (95%, 75% или 50%); ситовая фракция – необходимых оператору для регулярного мониторинга протекания технологического процесса и внесения в него требуемых корректировок. Камера, установленная над конвейерной лентой, фиксирует ситовую фракцию от -40 мм до +1 мм, а камера в точке пересыпки – от -600 мм до +1 мм.
Бесконтактное измерение гранулометрического состава на современных промышленных предприятиях – это лучшая альтернатива ручного способа измерения крупности, которая обеспечивает и, самое главное, упрощает контроль крупности продукта, предоставляя возможности для своевременного принятия решений по управлению технологическим процессом. Данные, получаемые от системы измерения гранулометрического состава, могут использоваться в качестве абсолютной замены ситового анализа, так как результаты измерения максимально совпадают со значениями ситового анализа. Однако, не стоит забывать, что анализ гранулометрического состава, влияющий непосредственно на качество готовой продукции, следует выполнять по всей технологической цепочке производственного процесса.
В случае отгрузки руды с различных рудников, крайне важно проводить входной контроль качества и, как минимум, отслеживать гранулометрический состав руды, нестабильность которого неизбежна. Результаты точного измерения гранулометрического состава на пересыпке руды из автотранспорта могут сразу использоваться для контроля качества взрывных работ и управления процессами дробления. В проекте для Жайремского ГОКа при подборе оборудования на пересыпке из автотранспорта была реализована ключевая для данной точки установки задача – система предоставляет оператору достоверные данные о крупности поступившей на дробление руды, которые можно использовать для подбора оптимального режима работы дробильного оборудования. Измеренный гранулометрический состав полиметаллической руды, поступившей на дробление, и выбранный режим дробления будут определять эффективность работы дробилки среднего дробления и получение необходимой средневзвешенной крупности руды средней стадии дробления, идущей на обогащение.
Сложность извлечения целевого продукта из труднообогатимого сырья с тонкими вкраплениями полиметаллов определила еще одну точку установки системы измерения гранулометрического состава – на конвейерной ленте для контроля крупности полиметаллической руды средней стадии дробления перед обогащением в цехе тяжелых суспензий. Оперативное внесение изменений в технологический процесс на основе данных, полученных от системы, позволит удалить из тяжёлой суспензии максимальное количество лёгкой фракции (пустой породы), повысить эффективность тяжелосредней сепарации, достичь высокого извлечения металлов в товарные концентраты и увеличить объемы производства.
Таким образом, внесение рациональных изменений в технологический процесс дробления или обогащения возможен даже на основе данных о гранулометрическом составе исходной и дробленой руды, полученных от системы измерения в режиме реального времени. Однако стоит отметить, что контроль качества руды и промежуточных продуктов, включающий количественный и качественный анализ на протяжении всего производственного цикла, позволит достичь максимальной эффективности производства, снижения энергозатрат, а значит снижения себестоимости выпускаемых концентратов наряду с повышением их качества. Компания «КОНВЕЛС Автоматизация», обладая многолетним опытом в сфере автоматизации технологических процессов в различных областях промышленности, каждую задачу считает особенной и предлагает для нее оптимальные решения: оснащение производства новым оборудованием, как в данном проекте, или дооснащение дополнительными устройствами и комплексами – для создания на предприятии автоматизированной системы управления и контроля качества продукции.
