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在19世紀(jì)末，有一位名叫凱莉·艾巴瑟（Kelly abbasser）的美國小學(xué)女教師，她的丈夫是一名礦山的機(jī)械修理工，有一天她丈夫帶回來幾個(gè)裝過黃銅礦的、沾滿油污的袋子想讓她清洗干凈后另做他用，她發(fā)現(xiàn)在清洗袋子的過程中，黃銅礦的小顆粒能附著在肥皂泡上而浮在水面之上，泥土則沉入了桶底，這個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)，就是浮選選礦新技術(shù)的起源。

存于谷歌文庫的Kelly abbasser版畫圖

一百多年過去了，浮選工藝技術(shù)在不斷地提高，應(yīng)用也越來越廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球有90%的有色金屬礦石均使用浮選法進(jìn)行的處理，此外浮選法還廣泛用于稀有金屬、貴金屬、黑色金屬、非金屬以及煤等礦物原料的選別。

位于中國西藏海拔5000米的玉龍銅礦

在現(xiàn)代浮選過程中，浮選藥劑的應(yīng)用及精確添加變得尤為重要，因?yàn)榻?jīng)浮選藥劑處理后，可以改變礦物的可浮性，使要浮的礦物能選擇性地附著于氣泡，從而達(dá)到選礦的目的。

VLB加藥系統(tǒng)控制著浮選藥劑的添加

選礦藥劑添加系統(tǒng)的發(fā)展歷史

在邏輯電路尚未發(fā)明前，最早的浮選廠藥劑添加采用人工添加，依靠浮選工的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，人工進(jìn)行藥劑閥門開度的調(diào)節(jié)以此來調(diào)整浮選藥劑流量的輸送大小。

  Congo露天銅選廠中浮選工正在進(jìn)行泡沫查看

20世紀(jì)60年代，隨著電機(jī)技術(shù)的成熟，美國的水利工程師Asses Andruos利用水車原理，發(fā)明了舀勺式加藥機(jī)，通過改變舀盤上舀勺的容積和數(shù)量，便可改變藥劑添加的流量。

已基本被淘汰的舀勺式加藥機(jī)

但僅僅只是通過旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行浮選藥劑流量的控制是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，70年代后，晶體管內(nèi)嵌式的集成電路單片機(jī)（Integrated Circuit）由軍工領(lǐng)域轉(zhuǎn)向民用，規(guī)模化的生產(chǎn)使其成本縮減至過去的1/100，汽車修理工兼電子愛好者，加拿大人Jack johns 利用業(yè)余時(shí)間搭建出了第一個(gè)可將流量單位轉(zhuǎn)換成開關(guān)量信號(hào)的邏輯電路，在一次技術(shù)交流會(huì)上，美國費(fèi)希爾（FISHER）閥門公司的技術(shù)工程師Taland了解到了Jack johns的流量-開關(guān)量技術(shù)，并通過收購該專利技術(shù)將其應(yīng)用到了閥門控制領(lǐng)域；

Mr.Jack johns（左）和費(fèi)希爾的工程師

如今隨著PLC可編程邏輯控制器（代表品牌西門子）的普及，現(xiàn)在僅需要一點(diǎn)自動(dòng)化邏輯編程知識(shí)，人們即可快速的搭建出一套擁有多點(diǎn)的電磁閥開關(guān)量控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)現(xiàn)在還有很多礦山選廠在使用，通常我們叫它：電磁閥加藥機(jī)（或自流式加藥機(jī)）。

數(shù)十個(gè)加藥點(diǎn)的電磁閥加藥機(jī)

80年代中期，變頻技術(shù)獲得多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，使用變頻原理控制機(jī)械隔膜泵能夠獲得比之前加藥系統(tǒng)（電磁閥加藥機(jī)和舀勺加藥機(jī)）精度更高的藥劑流量控制，這能夠在很大程度上幫助礦山管理者降低藥劑浪費(fèi)和管理成本。

隔膜泵的運(yùn)行原理

機(jī)械隔膜泵最開始是由美國米頓羅泵業(yè)公司（miltonroe）于1967年為軍工的生化研究室設(shè)計(jì)的一套精確流體添加系統(tǒng)，其開發(fā)的宗旨就是解決流體對(duì)泵體過流件的腐蝕問題，以及確保流體輸送的重復(fù)精度穩(wěn)定，開發(fā)完成后的原型機(jī)在輸送動(dòng)力粘度小于100C.p，無雜質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)流體中，性能表現(xiàn)優(yōu)異，得到了軍方的認(rèn)可；

用于水處理行業(yè)添加次氯酸鈉的隔膜泵加藥機(jī)組

80年代后計(jì)量泵開始轉(zhuǎn)向工業(yè)市場(chǎng)，尤其在精密化工和水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，由于計(jì)量泵當(dāng)初的設(shè)計(jì)初衷是解決標(biāo)準(zhǔn)流體的重復(fù)精確輸送問題，所以隨著計(jì)量泵在選礦行業(yè)的大面積應(yīng)用，其缺點(diǎn)也隨之暴露出來，其中最大的幾個(gè)問題在于，1.輸出流量精度的可控區(qū)間較小，當(dāng)設(shè)定較小量時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致誤差高達(dá)50%以上； 2.膜片破裂后導(dǎo)致藥劑泄漏； 3.完全靠電機(jī)頻率與泵頭容積的線性關(guān)系來計(jì)算流量而非真實(shí)感應(yīng)的輸送流量，在不斷調(diào)整流量的過程中，導(dǎo)致流量輸出誤差增加。 4.管道堵塞會(huì)造成泵頭憋壓爆裂，泄漏的藥劑污染環(huán)境。5.雜質(zhì)較多的浮選藥劑會(huì)造成泵頭止回閥堵塞失效。 6.外部旁路控制電路和管路較多，維護(hù)安裝較為復(fù)雜。

壓力過高和水錘效應(yīng)造成的隔膜泵泵頭爆裂

為了解決上述的一些問題，計(jì)量泵的應(yīng)用商和技術(shù)人員也不斷的對(duì)計(jì)量泵外部設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，通過在輸出管道上增加流量計(jì)進(jìn)行PID即時(shí)監(jiān)控來解決不同輸送區(qū)間切換過程中所產(chǎn)生的誤差，通過外部增加各項(xiàng)傳感器和電控來解決各類的輸出問題，其間，應(yīng)用商們也嘗試過使用不同類別的計(jì)量泵來輸送藥劑，比如：蠕動(dòng)泵（軟管泵），氣動(dòng)隔膜泵、螺桿泵、齒輪泵、柱塞泵、離心泵等，但終歸由于這些產(chǎn)品均為非選礦專業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的選礦藥劑屬性，導(dǎo)致存在各種問題。

蠕動(dòng)泵（軟管泵）加藥機(jī)

氣動(dòng)隔膜加藥機(jī)

意大利物理學(xué)家文丘里（Giovanni Battista Venturi）利用伯努利流體原理發(fā)現(xiàn)了文丘里效應(yīng)，繼而發(fā)明了文丘里管，2013年威爾博將文丘里原理應(yīng)用于浮選藥劑的輸送，發(fā)明了VLB數(shù)控加藥系統(tǒng)（專利號(hào)ZL20140649261.1），采用以循環(huán)恒壓水作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)膜片進(jìn)行藥劑添加，由厚膜邏輯控制電路控制的加藥系統(tǒng)，一度也被稱為水動(dòng)力加藥機(jī)。

通過文丘里效應(yīng)可控制吸入口的水流向

VLB數(shù)控加藥系統(tǒng)

現(xiàn)在智慧選廠、多變的礦石性質(zhì)、更大更復(fù)雜的礦石處理，都給浮選藥劑添加系統(tǒng)提出了性能更高的要求和技術(shù)挑戰(zhàn)，現(xiàn)代化選廠的新工藝急需要一種性能更強(qiáng)，更智慧的加藥裝置，電微分加藥系統(tǒng)至此而生。

現(xiàn)在智慧選廠、多變的礦石性質(zhì)、更大更復(fù)雜的礦石處理，都給浮選藥劑添加系統(tǒng)提出了性能更高的要求和技術(shù)挑戰(zhàn)，現(xiàn)代化選廠的新工藝急需要一種性能更強(qiáng)，更智慧的加藥裝置，電微分加藥系統(tǒng)至此而生。

應(yīng)用在螢石礦選廠的電微分加藥系統(tǒng)

利用微積分學(xué)中的無窮級(jí)思想，將膜片推出藥劑的單位容積轉(zhuǎn)換成無窮多個(gè)容積切片，將所需的藥劑輸送容積再轉(zhuǎn)換成電子脈沖信號(hào)，以此來驅(qū)動(dòng)線性電機(jī)（line-motor）運(yùn)行，從而獲得更加精確，穩(wěn)定和均勻的流體輸送，多維度的傳感系統(tǒng)對(duì)所有管道進(jìn)行監(jiān)控，并通過算法擬合其內(nèi)部流體的運(yùn)行狀態(tài)，電微分加藥系統(tǒng)的最大區(qū)別在于，將過去離散式的液體輸送形式轉(zhuǎn)換成了無窮接近于線性連續(xù)性的輸送形式，并通過伯努利公式對(duì)流量精度進(jìn)行二次校準(zhǔn)！

Matrix版電微分加藥系統(tǒng)主機(jī)