一種采用鐵粉懸濁液進行硅渣分離的配料控制系統(tǒng)的制作方法

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本實用新型涉及一種硅渣分離系統(tǒng)，具體涉及一種采用鐵粉懸濁液進行硅渣分離的配料控制系統(tǒng)。

背景技術：

硅，原子序數(shù)14，原子量28.0855，硅有晶態(tài)和無定形兩種形式。晶態(tài)硅具有金剛石晶格，硬而脆，熔點1410℃，沸點2355℃，密度2.32～2.34克/厘米3,硬度為7。無定形硅是一種灰黑色粉末，實際是微晶體。晶態(tài)硅的電導率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有明顯的半導體性質。

硅渣一般是指原礦提煉之后的剩余部分，還含有一定量的硅。硅渣分很多種，工業(yè)硅渣，太陽能硅渣，半導體硅渣等等。硅渣可以用來回爐重新結晶、提純、現(xiàn)在硅料緊缺，價格不菲。硅錳渣也叫硅錳冶煉渣，是冶煉硅錳合金時排放的一種工業(yè)廢渣，其結構疏松，外觀常為淺綠色的顆粒，由一些形狀不規(guī)則的多孔非晶質顆粒組成。硅錳渣，性脆易碎，通過破碎機可以將大塊的硅錳渣破碎成小塊，然后進入細碎機將粗碎后的物料進一步粉碎，確保進入料倉，的物料能夠達到單體解離的程度，然后通過振動給料機和皮帶輸送機均勻的將物料給入，梯形跳汰機進行分選。破碎的主要目的在于打破連生體結構，跳汰的主要目的在于從硅錳渣中回收硅錳合金。硅錳渣和硅錳合金存在較大的比重差，通過跳汰機的重選作用可以將金屬和廢渣分離，獲得純凈的合金和廢渣，最后可以通過脫水篩的脫水作用分別將精礦和尾礦進行脫水。由于硅錳渣中含有一定量的硅錳合金，回收硅錳合金可以獲利，同時減少硅錳渣對土地的占用和對環(huán)境的污染。硅錳渣經(jīng)重選的方法首先從廢棄的硅錳渣中回收硅錳合金處理后，將廢渣作為建筑材料，可用于建筑工業(yè)，硅渣可以用來回爐重新結晶、提純、現(xiàn)在硅料緊缺，價格不菲。

現(xiàn)有的硅渣回收一般采用將硅渣粉碎后加入懸浮液，懸浮液采用鐵粉懸濁液較多，采用鐵粉懸濁液時，由于鐵粉懸濁液并不穩(wěn)定，靜置一段時間后鐵粉會沉淀，因此，需要不停的攪拌浮選容器，同時，由于浮選硅渣需要較為穩(wěn)定的環(huán)境，因此，對攪拌要求較高。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是避免鐵粉懸濁液沉淀，目的在于提供一種采用鐵粉懸濁液進行硅渣分離的配料控制系統(tǒng)，解決由于鐵粉懸濁液并不穩(wěn)定，靜置一段時間后鐵粉會沉淀，因此，需要不停的攪拌浮選容器，同時，由于浮選硅渣需要較為穩(wěn)定的環(huán)境，因此，對攪拌要求較高的問題。

本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種采用鐵粉懸濁液進行硅渣分離的配料控制系統(tǒng)，包括懸濁液容器、硅渣處理容器、處理器、與處理器相連的現(xiàn)場控制器、連接在現(xiàn)場控制器上的懸濁液控制器和攪拌控制器，懸濁液控制器與懸濁液注入模塊、流量檢測模塊相連，懸濁液容器連接在懸濁液注入模塊上，懸濁液注入模塊與硅渣處理容器相匹配，流量檢測模塊對懸濁液注入模塊進行檢測，攪拌控制器與攪拌模塊、現(xiàn)場監(jiān)控模塊相連，攪拌模塊與硅渣處理容器相匹配，現(xiàn)場監(jiān)控模塊對硅渣處理容器進行檢測；

硅渣處理容器：盛放懸濁液對硅渣進行處理的容器；

懸濁液容器：用于儲存制備好的鐵粉懸濁液；

處理器：根據(jù)外界輸入的參數(shù)和信號將控制信號輸出到現(xiàn)場控制器；

現(xiàn)場控制器：接收處理器發(fā)送的控制信號，將控制信號處理為懸濁液控制信號和攪拌控制信號發(fā)送到懸濁液控制器和攪拌控制器；

懸濁液控制器：接收現(xiàn)場控制器發(fā)送的懸濁液控制信號，處理后發(fā)送驅動信號到懸濁液注入模塊；

懸濁液注入模塊：根據(jù)鐵粉控制器發(fā)送的驅動信號向硅渣處理容器中注入懸濁液；

流量檢測模塊：對懸濁液注入模塊注入硅渣處理容器的懸濁液注入量進行檢測，并將檢測信號作為反饋信號發(fā)送給懸濁液控制器；

攪拌控制器：接收現(xiàn)場控制器發(fā)送的攪拌控制信號，處理后發(fā)送驅動信號到水注入模塊；

水注入模塊：根據(jù)流量控制器發(fā)送的驅動信號向懸濁液容器中注水；

現(xiàn)場監(jiān)控模塊：對硅渣處理容器進行檢測，并將檢測信號作為反饋信號發(fā)送給攪拌控制器。

所述懸濁液控制器、懸濁液注入模塊和流量檢測模塊構成懸濁液注入的閉環(huán)控制系統(tǒng)。由懸濁液控制器作為控制器、流量檢測模塊作為傳感器，懸濁液注入模塊作為執(zhí)行器構建閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制參數(shù)由現(xiàn)場控制器輸入到懸濁液控制器中。

所述懸濁液注入的閉環(huán)控制系統(tǒng)采用PID控制。PID控制器是一個在工業(yè)控制應用中常見的反饋回路部件，由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。PID控制的基礎是比例控制；積分控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能增加超調；微分控制可加快大慣性系統(tǒng)響應速度以及減弱超調趨勢。其中PID參數(shù)采用臨界比例法進行整定。

所述攪拌控制器包括至少兩種工作模式。根據(jù)系統(tǒng)的設置需求，所述攪拌器至少包括投料攪拌和分離攪拌兩種工作模式，其中投料攪拌轉速較高，適用于注入懸濁液時，分離攪拌轉速較低，適用于懸濁液和硅渣投放完成對硅渣進行處理時。兩種攪拌模式均采用閉環(huán)PID 控制，攪拌控制器根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控模塊發(fā)送的信號在兩種攪拌模式中進行選擇，當現(xiàn)場監(jiān)控模塊檢測到硅渣處理容器內混合物的質量上升時，采用投料攪拌模式，否則采用分離攪拌模式。

所述現(xiàn)場監(jiān)控模塊還與處理器連接?，F(xiàn)場監(jiān)控模塊監(jiān)控懸濁液的密度，并將懸濁液的密度發(fā)送給處理器。

所述現(xiàn)場監(jiān)控模塊包括稱量裝置和液位傳感器，對硅渣處理容器進行監(jiān)控。由于密度無法進行直接的檢測，一般通過對質量和體積的檢測去計算密度，稱量裝置采用壓力傳感器，通過檢測硅渣處理容器內混合物的重力來測算懸濁液的質量，液位傳感器通過檢測硅渣處理容器內液位的高度可以確定硅渣處理容器內混合物的體積。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本實用新型一種采用鐵粉懸濁液進行硅渣分離的配料控制系統(tǒng)，攪拌模塊具有兩種工作模式，工作效率高；

2、本實用新型一種采用鐵粉懸濁液進行硅渣分離的配料控制系統(tǒng)，可通過對現(xiàn)有設備進行改進獲得。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為基于本實用新型的方法組成的系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。

實施例

如圖1所示，本實用新型一種采用鐵粉懸濁液進行硅渣分離的配料控制系統(tǒng)包括懸濁液容器、硅渣處理容器、Xeon E7-8890處理器、與處理器相連的現(xiàn)場控制器S12MagniV、連接在現(xiàn)場控制器上的懸濁液控制器AT89S52和攪拌控制器ControlLogix 5570，懸濁液控制器與懸濁液注入模塊、流量檢測模塊相連，懸濁液注入模塊采用帶有電控閥門的管道，流量檢測模塊采用TDT-40E超聲波流量檢測裝置，懸濁液容器連接在懸濁液注入模塊上，懸濁液注入模塊與硅渣處理容器相匹配，流量檢測模塊對懸濁液注入模塊進行檢測，攪拌控制器與攪拌模塊、現(xiàn)場監(jiān)控模塊相連，攪拌模塊與硅渣處理容器相匹配，攪拌模塊為步進電機，工作時步進電機帶動硅渣處理容器旋轉，現(xiàn)場監(jiān)控模塊對硅渣處理容器進行檢測；所述懸濁液控制器、懸濁液注入模塊和流量檢測模塊構成懸濁液注入的閉環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)采用PID 控制。所述攪拌控制器包括投料攪拌和分離攪拌兩種工作模式，其中投料攪拌轉速較高，適用于注入懸濁液時，分離攪拌轉速較低，適用于懸濁液和硅渣投放完成對硅渣進行處理時。兩種攪拌模式均采用閉環(huán)PID控制，攪拌控制器根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控模塊發(fā)送的信號在兩種攪拌模式中進行選擇，當現(xiàn)場監(jiān)控模塊檢測到硅渣處理容器內混合物的質量上升時，采用投料攪拌模式，否則采用分離攪拌模式。所述現(xiàn)場監(jiān)控模塊還與處理器連接，現(xiàn)場監(jiān)控模塊包括稱量裝置和液位傳感器，對硅渣處理容器進行監(jiān)控，監(jiān)控硅渣處理容器質量和其中混合物體積的變化，與處理器發(fā)送的信號進行對比，判斷系統(tǒng)是否正常運行。