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MaffeiSarda公司的长石光电选别

2021-12-16 来源:河北机械信息网

Maffei Sarda公司的长石光电选别

概述:

Maffei Sarda公司使用了两台MikroSort 光电选别设备加工处理Orani工厂的长石。为了达到陶瓷行业的白度要求,长石中的不可接受的颜色杂质需要移除。设备增加了一个颜色追踪系统,进一步改善而提高了运行性能。

1. 初始状况

意大利特兰托的Maffei股份公司每年销售超过一百万吨的产品,包括长石、石英、细晶岩和流纹岩,是陶瓷业的主要供应商。Maffei和它众多的分支公司一样,都是先进的陶瓷制作商Irist陶瓷股份公司的一部分。

子公司Maffei Sarda在撒丁岛拥有两个富含长石的露天矿。它在2000年的产量总计近50万吨,其中有95%销往陶瓷业。为制造出高质量地砖,跟上时尚潮流,被认为是“精致陶瓷器”的白色烧制品是必备的材料。只有高纯度、白色钠长石才适合生产这些瓷砖。

尽管较大的矿山“Orani Ispaduledas”(图1,保守估计有六百万吨)可以进行选择性开采,但是这里环境的逐渐恶化,导致原矿中白色钠长石的含量从1989年的50%降低到2000年的30%。一个特殊的情况是这些长石中含有大量灰色的钠钾成份,不符合“精致陶瓷器”的质量标准,因此必须移除。

光电选别系统的试验显示,基于钠长石和钠钾长石的光学性质进行的选别是经济可行的。因此,公司选择在Oriani加工厂安装一条适当的选别流水线(图2)。

图 1: Maffei Sarda公司进行的选择性开采

图 2: Orani加工厂在露天矿的脚下

2. 摩根森MikroSort的装配和操作

光学选别系统在二级原料行业已经成功运行多年,例如,玻璃或PET回收行业。测量数据采集、评估和感应技术的不断发展,大大拓宽了这些设备的应用范围,其中就包括矿产原料领域。

选别的先决条件是要选别的物料之间有明显的光学标准,如颜色、反射率、亮度或透明度。此外,使用光电系统必须具备以下条件:

* 物料流必须集中在一个相对狭窄的颗粒粒径区间

*颗粒表面必须是不含泥土并且颜色分析必须体现在单个颗粒上

因此在实际操作的先决条件是:

? 缩小预分类材料的粒径分布

? 颗粒表面冲洗或除尘,以及

? 分析前分离出物料流中的每个颗粒。

物料自由下落中,颗粒被高分辨率CCD线阵相机的三个颜色通道光学扫描。依靠这种应用,颗粒在透射光、反射光或两者合一的光源基础上得到评估(图3)。如果分布在待评估的颗粒表面的光学特征不统一时,另一台相机可能是探测的必选。

电脑实时图像加工及分析,在接受到探测信号之后评估材料。在评估模式中,电脑控制空气喷射,吹走需要移除的颗粒。

图3: 物料被高分辨率线阵相机的三条颜色通道(红、绿和蓝)光学扫描

3. 新的CTC颜色追踪

安装在Maffei的MikroSort 设备配备了一个新的颜色追踪系统(图4),这个系统提高了颜色区分和操作的可靠性,同时也减少了停工时间。

在选别技术中,颜色图像处理受制于不同原料的干扰,会造成操作中作用点的移动以及选别设备性能的变化。为了取得可再现的条件,目前参考段成为工作区的一部分,用于校准扫描系统及照明的特征。在校准过程中,三条颜色通道(红、绿和蓝)得到加强,校正动作的计算(白平衡)使得三条通道可以同等地调整,直至较大程度。

图4: 新型颜色追踪系统的原理

当工厂运行时,基于此准则的评估是不可重复的。由于与产品相关联,故不太可能阻碍后面出现的白平衡。

温度对相机和照明,粉尘、喷雾,以及对物料本身也有影响,这种使得物料在相应的波长反射,并吸收其他光,改变平衡性,形成作用点的移动。这个影响越明显,颜色或亮度的评估就越有效。

MikroSort设备的新型颜色温度控制(CTC)系统通过确认和追踪这些待选别物料中基于颜色分布的材料的作用点,弥补这些的干扰产生的影响。这样,即使材料中待选别的杂质成分产生变化,也可以完成工作。

用户按下一个学习按键,即可记录标准的系统条件。接着系统确认工厂特定的操作条件并将之储存为一个比较值。之后颜色温度控制便开始运行,弥补相对于这些储存条件的任何变化。

这个系统的优势在于,重复测量不需要停下,也不需要测量场地,甚至可以校正非照明和扫描系统产生的影响。日常操作的经验显示,在例行操作中,就算应用涉及到高敏度的颜色选别,工作性能都非常稳定。

4. 加工厂光电选别系统的集成

卡车将从露天矿提出出来的原材料(大约140吨/小时)运输到Orani加工厂。原矿破碎到小于200毫米,分类后湿加工(如图5所示)。根据它的品质,6(5)-200毫米的碎石会在第二个粉碎阶段压碎到较终尺寸在6毫米以下,或将碎石储存起来。

成批高含量的杂质每隔一段时间就从中间阶段被移走,并喂入到有两台MikroSort设备的选别流水线。为了达到可接受的产能中的较大选别效率,进料均值为120吨/小时的原料会分成三堆:15毫米以下,15-40毫米和40-200毫米。由于15毫米以下的筛下物的选别产能大约是15-20吨/小时,因此这部分物料会根据它的成分,如果没有经济可行性,就会储存起来,如果品质非常好,就会粉碎到0-6毫米销售出去。

图7: MikroSort AH 1223型号选别设备以及自带的独立分离盒。喷雾在物料直接卸到分离盒的导流间时形成

图8显示设备在右边,即物料流的方向打开,在图片的中间可以看到选别盒的入口。一旦物料从槽中卸下,物料就会从两边由两台颜色线阵相机扫描。评估点的分辨率大约为0.7毫米。在低于喂料槽边缘大约180毫米处安装了一排高压气体喷射装置,通过可控制的压缩空气阀门来达到移除不需要的颗粒的目的。

图 8 : MikroSort AH 1223型号设备的扫描和分选区间

MikroSort AT1223型号设备可以用来进行15-40毫米区间的物料选别(产能为27吨/小时)。与AH1223不同的是,此设备有一个整合的分选盒(图9),而且只需要更短的下落距离。

为了简化替换零件的存储,两台机器在另外方面与它们的装备有大量相同之处。例如,两台机器有同样的照明模块及阀门系统。照明配置一个自动清洗系统,使它们能够在运行中减少错误和干扰。光源可以快速更换。

光学选别系统从110吨/小时的产品流中剔除10%的杂质,也就是说,大约10吨/小时。宝贵的白色钠长石压碎到较终尺寸为0-6毫米,就可以销售给瓷砖制作业。

图 9 : MikroSort AT 1223 型号及自带的集合分选盒

5. 总结性评估和前景

Maffei Sarda的光学选别通过剔除颜色杂质,经济高效地加工出高品质长石,从而达到合理的成本支出。

由于技术的不断提高,未来这个类型的选别设备将会打开新的应用领域。摩根森和CommoDaS致力于特定的高产能精细产品的选别加工技术。光电处理性能、颗粒剔除系统速度以及图像扫描技术都对精细颗粒的有效选别有重要意义。一套具有超负荷安全,高性能的光电设备,以及以电子控制加速的专用阀门的结构紧凑的选别设备,目前正在不断发展中。

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