[发明专利]一种基于人工仿生的浮选尾矿粒度在线检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于人工仿生的浮选尾矿粒度在线检测装置及方法，属于浮游选煤装置及方法技术领域。本发明的技术方案是：浮选尾矿灰分评估单元（3）与浮选尾矿粒度检测单元（12）连通，高性能处理器（14）内置于浮选尾矿粒度检测单元（12）中，采用三轴驱动微型机器手和按压平铺装置，在不碾碎固体大颗粒的情况下，完成对煤样的匀、薄分布；通过显微视觉成像，合理区分成像画面内粘连颗粒和独立固体大颗粒。本发明的有益效果是：应用视觉和应力检测技术，模拟浮选工“眼看”和“手抓”的实际操作方法，实现对浮选尾矿中粗颗粒粒度级和含量检测，在线评估浮选尾矿“跑粗”问题。

技术领域

本发明涉及一种基于人工仿生的浮选尾矿粒度在线检测装置及方法，属于浮游选煤装置及方法技术领域。

背景技术

浮选尾矿产品质量的在线检测是实现浮选过程智能控制的关键环节，浮选尾矿品位不仅能够反映浮选精矿的品位，也反映精矿的回收率指标。同时浮选作为一个多变量、强耦合的过程，尾矿品味是实现浮选闭环控制及提高控制精度和效果的重要反馈值。目前，对浮选尾矿品味的检测主要包括快灰试验和人工经验检测，由于尾矿的快灰试验滞后性强，不宜实时指导生产，所以在选煤厂实际生产过程中，浮选工通过肉眼目测和手抓感觉判断浮选尾矿是否存在“跑粗”现象，并以此为依据调整入料矿浆量，药剂量和充气量等关键操作变量，以获得较为满意的效果。

煤泥浮选“跑粗”现象作为煤泥浮选过程特有的现象之一，由于缺乏合适的粒度检测传感器，对“跑粗”现象往往不能够及时发现和处理，从而造成严重的精煤损失。浮选尾矿“跑粗”问题检测即尾矿中的粗颗粒粒度级和含量检测，就其测量原理而言，主要包括筛分法、沉降法、电感应法、超声波法、激光衍射散射法等，筛分法只能给出颗粒粒度范围而不能测量出具体颗粒大小，且针对非球形颗粒测量精度差；沉降法是一种离线测量方法，测量周期较长且操作复杂；电感应法针对非球形颗粒，精度和重复性较差；超声波法对尾矿浓度适应性差，且分辨率、重复性和精确性较低；激光衍射散射法其测量要求待尾矿矿浆浓度较低，且检测结果受尾矿颗粒分布模型的影响严重。

发明内容

本发明目的是提供一种基于人工仿生的浮选尾矿粒度在线检测装置及方法，应用视觉和应力检测技术，模拟浮选工“眼看”和“手抓”的实际操作方法，实现对浮选尾矿中粗颗粒粒度级和含量检测，在线评估浮选尾矿“跑粗”问题，检测装置内部结构紧凑，入料口和排料口无特殊要求，可与外界灵活衔接，既可以作为浮选机本体成为智能化浮选机的一部分，又可以单独使用，实现对尾矿“跑粗”现象的实时检测；大颗粒含量评估值由大颗粒占比数、应力分布值、尾矿矿浆灰分值和矿浆浓度值等参数共同决定，使定性评判煤泥浮选“跑粗”现象更加准确，高效；检测装置采用三轴驱动微型机器手和按压平铺装置，可在不碾碎固体大颗粒的情况下，完成对煤样的匀、薄分布；检测装置通过显微视觉成像，应用卷积神经网络对基础样本图像数据集内的图像数据进行训练，在有效识别细小固体颗粒的前提下，能够合理区分成像画面内粘连颗粒和独立固体大颗粒；可以按照检测结果，评估生产过程药剂添加量、浮选机入料量、上游分级设备分级效果和筛网磨损情况，在线指导生产，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于人工仿生的浮选尾矿粒度在线检测装置，包含浮选尾矿灰分评估单元、浮选尾矿粒度检测单元和高性能处理器，所述浮选尾矿灰分评估单元与浮选尾矿粒度检测单元连通，高性能处理器内置于浮选尾矿粒度检测单元中；

浮选尾矿灰分评估单元包括相机、光源一、矿浆入料口、采样口、光源二、浓度计和紧缩排料口，浮选尾矿灰分评估单元为密闭暗室结构，光源一和光源二内嵌于暗室顶部两侧，相机安装于暗室顶部，矿浆入料口和采样口设置于暗室侧面，浓度计与暗室相通，紧缩排料口设置于暗室底部；