без расходомера воздуха

Вот смотришь на систему пневмопромывки, все вроде собрано правильно, а результат нестабильный. Часто думают, что главное — это магнит или насос, а воздух... Ну подали давление, и ладно. Без расходомера воздуха так и работают многие, особенно на небольших участках. Кажется, что это лишний датчик, лишние траты. Но на деле это как ехать на машине со спидометром, который не работает: вроде газ давишь, а скорость и расход топлива — неизвестно. В обогащении, особенно в магнитной сепарации с промывкой, воздух — не просто пузыри, это инструмент. И без контроля его расхода вся технология начинает жить своей жизнью.

Почему воздух — это не просто 'подуть'

Когда мы в Цзинькэнь начинали адаптировать наши промывочные магнитные сепараторы под условия разных рудников, то сразу столкнулись с проблемой воспроизводимости. Оборудование на стенде работает идеально, а на месте — то концентрат хороший, то хвосты растут. Искали причину в питании, в магнитном поле, в воде. Оказалось — в воздухе. В пневматической промывочной сепарации, которую мы разрабатываем, воздух создает определенную пульсацию и барботаж, разрушая магнитные флокулы и вымывая пустую породу. Если его количество 'на глазок', то сегодня флотация идет активно, завтра — вяло. Без расходомера воздуха оператор крутит вентиль, ориентируясь на слух и глазомер. А давление — это не расход. При засорении форсунок давление может быть в норме, а воздуха в пульпу поступать уже в разы меньше. И процесс обогащения тихо сходит на нет.

Был случай на одном из китайских рудников, еще до того, как они перешли на наше полностью автоматическое оборудование. Там стояла старая система с ручным управлением воздухом. Технолог жаловался, что не может выйти на стабильное содержание железа в концентрате. Приезжаем, смотрим. Давление в магистрали ровно 6 бар, как по регламенту. Ставим переносной расходомер — а фактический расход плавает от 2 до 10 кубов в час в зависимости от того, сколько еще линий в этот момент задействовано. Система-то общая. Получается, когда на соседней линии включали отбор проб, на основной падал расход воздуха и извлечение магнетита тут же проседало. Оператор этого не видел и не понимал, почему параметры 'гуляют'. Вот тебе и скрытая проблема.

Поэтому в наших современных установках, будь то полностью автоматическая промывочная магнитная сепарация или пневматическая промывочная, контроль расхода воздуха — это обязательный элемент контура управления. Не просто манометр, а именно расходомер, часто совмещенный с клапаном. Данные идут в общий SCADA, и система сама компенсирует колебания, поддерживая заданный режим флотации и промывки. Это уже не вопрос экономии на датчике, это вопрос экономии на сырье и качестве конечного продукта.

Ошибки монтажа и ложная экономия

Часто заказчик, особенно на этапе сокращения бюджета, говорит: 'А датчик расхода воздуха уберем, поставим потом'. Это классика. Потом — это значит никогда. И начинается подбор режима 'методом тыка'. Настраивают установку с временным, поверенным расходомером, находят оптимальную точку, фиксируют положение задвижки... и забывают. А через месяц изнашивается уплотнение на компрессоре, или температура в цехе меняется, вязкость пульпы другая — и все, режим уплыл. Без расходомера воздуха ты слепой. Особенно критично это для нашей технологии электромагнитной сепарации-промывки, где нужно точно дозировать воздух для создания нужного размера и распределения пузырьков в зоне отмывки.

Еще один момент — монтаж. Даже если расходомер есть, его могут поставить не там. Например, сразу после компрессора, где поток нестабилен и с пульсациями. Показания будут прыгать, оператор перестанет им доверять и будет снова ориентироваться по давлению. Или поставят на вертикальный участок трубы, где есть конденсат. Для вихревых или тепловых расходомеров это может быть фатально. Мы в таких случаях всегда настаиваем на участии в подготовке схем КИПиА или хотя бы даем четкие монтажные инструкции. Потому что видели, как из-за неправильно установленного датчика целая линия без расходомера воздуха по сути и работала, выдавая случайные цифры.

Ложная экономия проявляется и в другом. Допустим, поставили самый дешевый механический расходомер (ротаметр). Он работает, но его показания нужно считывать визуально, они не идут в систему автоматизации. То есть для полноценного контура регулирования его все равно недостаточно. Получается полуавтомат. А если речь идет о полностью автоматической промывочной магнитной сепарации, как наше основное оборудование, то такой подход просто недопустим. Автоматика должна 'видеть' расход в реальном времени и реагировать. Иначе какой смысл во всей этой автоматизации?

Из практики: от Либерии до Урала

На экспортных проектах требования к контролю обычно строже. Когда мы поставляли оборудование в Либерию, местные инженеры сразу задали вопрос о списке контролируемых параметров. И расход воздуха был в топ-3. Потому что на удаленных объектах еще важнее иметь стабильный, не требующий постоянной подстройки процесс. Там нет возможности каждый день вызывать технолога для коррекции. Система должна работать сама. И она работала. Наши полностью автоматические электромагнитные илоотделители и промывочные машины там успешно функционируют, в том числе и благодаря точному контролю всех сред, включая воздух.

А вот на одном из уральских предприятий была обратная история. Старое производство, модернизация 'по кускам'. Поставили нашу перемешивающую промывочную магнитную сепарацию, но систему воздухоподготовки и контроля оставили старую, советских времен. Мол, работает же. Работает, но когда мы сравнили удельный расход воздуха на тонну концентрата с нашими же данными с других фабрик, разница была почти двукратная в худшую сторону. Воздух буквально улетал в трубу. И виной всему — дырявая сеть и отсутствие нормального учета. После установки современных расходомеров и подтягивания сети экономия на электроэнергии компрессоров окупила модернизацию меньше чем за год. Это к вопросу о том, что без расходомера воздуха ты теряешь не только контроль, но и деньги.

Интересный кейс был с применением ультразвука в комбинации с пневмопромывкой. В нашей серии промывочных машин магнитной флотации иногда используется такой гибридный подход. Так вот, там особенно важно синхронизировать импульсы ультразвука с подачей воздушных пузырьков. Если расход воздуха нестабилен, то и синхронизация нарушается, эффективность падает. Пришлось разрабатывать специальный алгоритм для контроллера, который по сигналу с расходомера подстраивает работу ультразвукового генератора. Без точного измерения расхода реализовать это было бы невозможно в принципе.

Неочевидные связи: качество концентрата и простой датчик

Казалось бы, какая связь между датчиком на воздушной линии и процентом железа в концентрате? Самая прямая. В процессе промывки в магнитном поле нужно создать определенную динамику. Слишком мало воздуха — пульпа 'застаивается', мелкие частицы пустой породы не вымываются, остаются в магнитном агрегате. Слишком много воздуха — происходит перебивка, уже сформировавшиеся магнитные флокулы разрушаются, и ценные частицы уносятся в хвосты. Без объективного параметра, который видит оператор (а именно цифры расхода), он не может точно корректировать процесс. Он видит лишь следствие — плохой анализ, но не понимает причину.

В свое время мы проводили испытания на собственном опытном заводе, пытаясь заменить флотационные машины на магнитные сепараторы с пневмопромывкой. Так вот, ключевым моментом, определившим успех, стал именно стабильный и контролируемый режим аэрации. Мы подбирали не просто 'больше-меньше', а конкретный диапазон расходов для руды с разной крупностью и магнитной восприимчивостью. Эти данные потом легли в основу алгоритмов для автоматических режимов. Если бы мы тогда работали без расходомера воздуха, мы бы получили лишь эмпирическое заключение: 'на этой руде работает, на той — нет'. А так мы получили воспроизводимую технологию с понятными настройками.

Сейчас, когда более 90% магнитных железорудных рудников в Китае используют оборудование Цзинькэнь, этот опыт тиражируется. На новых заводах вопрос о том, ставить или не ставить расходомер, даже не обсуждается. Это обязательный элемент. Другое дело, что иногда экономят на точности или бренде. Но сам принцип контроля принят. Потому что в итоге это влияет на главное — на экономику всего передела. Повышение качества концентрата на те же полпроцента железа дает колоссальную финансовую отдачу, которая несопоставима со стоимостью даже самого дорогого расходомера.

Что в сухом остатке? Мысли вслух

Так стоит ли работать без расходомера воздуха? Для простых, грубых операций, может, и можно. Но если речь идет о современном обогащении, где каждый процент извлечения и качества на счету, — нет. Это все равно что отказаться от термометра в печи обжига. Можно, но результат будет непредсказуемым.

Наша компания, ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии, всегда закладывает в проекты необходимый минимум контрольно-измерительных приборов. Потому что мы производим не просто 'железо', а технологический результат. И этот результат должен быть стабильным, будь то в Китае, Австралии или Перу. Наш сайт https://www.jinken.ru — это не просто каталог, там есть и технические заметки, и описание подходов. Мы как изобретатели технологии электромагнитной сепарации-промывки понимаем, что успех кроется в деталях. А воздух в этом процессе — отнюдь не мелочь.

В конце концов, все упирается в культуру производства. Можно иметь самое продвинутое оборудование, но если относиться к нему как к черному ящику, не понимая взаимосвязей всех параметров, то и результат будет средним. Расходомер воздуха — это такой же 'орган чувств' для системы обогащения, как и анализатор железа в потоке. Лишая систему этого чувства, мы обрекаем ее на работу вполсилы. А в сегодняшних условиях это непозволительная роскошь.