選礦自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

引言

選礦自動化技術(shù)自二十世紀(jì)四十年代發(fā)展以來，經(jīng)過70多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了飛速的進(jìn)步。在傳統(tǒng)選礦技術(shù)之中，工人依靠自身經(jīng)驗進(jìn)行手動選礦，無法對生產(chǎn)過程無法進(jìn)行準(zhǔn)確、及時的控制，從而達(dá)不到生產(chǎn)指標(biāo)的要求。實現(xiàn)選礦生產(chǎn)自動化以后，通過使用一些自動化水平較高的設(shè)備，不僅減少了生產(chǎn)成本，而且使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到提高，降低了原材料的損耗，使工人的勞動強(qiáng)度降低。我國近幾年不斷發(fā)展的自動化選礦技術(shù)，對選礦過程中的影響因素進(jìn)行綜合性的考慮，隨著礦石性質(zhì)的改變，對各種變量進(jìn)行及時的控制，提高了選礦的質(zhì)量。選礦自動化生產(chǎn)主要包含以下幾個方面：浮選、磨礦和破碎等，通過使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對生產(chǎn)管理和調(diào)度進(jìn)行自動化管理，使生產(chǎn)過程達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，提高了回收率、精礦品位和產(chǎn)量，最終實現(xiàn)減少消耗和提高質(zhì)量的目的。

1、破碎過程控制

破碎機(jī)是生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，具有粒度均勻、耗能少、產(chǎn)量高和破碎比高的特征，經(jīng)過多年的改進(jìn)與發(fā)展，破碎系統(tǒng)和設(shè)備取得了長足的發(fā)展。國內(nèi)外很多廠商都對設(shè)備進(jìn)行了完善和改進(jìn)，取得了良好的效果，推出了節(jié)能、可靠和高效的產(chǎn)品。在破碎設(shè)備上配置了自動控制裝備和檢測儀表，從而達(dá)到了提高產(chǎn)量、穩(wěn)定操作和設(shè)備保護(hù)的目的。

我國礦山現(xiàn)有破碎機(jī)以20世紀(jì)60_70年代老設(shè)備居多 ，并一直在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。若對這些老設(shè)備進(jìn)行自動化改造，實現(xiàn)自動控制，具有良好的現(xiàn)實意義。

2、磨礦過程控制

在選礦工藝中，磨礦作業(yè)是一個必不可少的重要工藝環(huán)節(jié)，其工作狀態(tài)的好壞對選礦工藝指標(biāo)、能源消耗以及生產(chǎn)成本的影響至關(guān)重要，直接關(guān)系到選礦生產(chǎn)的處理能力、磨礦產(chǎn)品的質(zhì)量，對后續(xù)作業(yè)的指標(biāo)乃至整個選礦廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有很大的影響。為了充分挖掘磨礦分級作業(yè)的內(nèi)在潛力，尋求高效的有效途徑，對磨礦分級自動控制的試驗研究具有十分重要的意義。磨礦系統(tǒng)有4個主要的技術(shù)的指標(biāo)：球磨機(jī)臺時處理量、磨礦粒度、磨礦濃度和溢流濃度。影響這些技術(shù)指標(biāo)除了原礦性質(zhì)以外，還與排礦水量、返砂水量、磨機(jī)充填率等因素有關(guān)。因此，有必要對磨礦系統(tǒng)實施自動控制，其目的是為了提高磨機(jī)效率，穩(wěn)定分級溢流粒度，為選別作業(yè)提供合格的溢流產(chǎn)品。

磨礦作業(yè)是一個十分繁瑣的過程中，具有很強(qiáng)的耦合性，只依據(jù)單輸出和單輸入的PID很難對回路進(jìn)行有效的控制，因此，應(yīng)該使用模糊控制器，保證回路能夠協(xié)調(diào)的工作，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化操作，針對回路的特征，應(yīng)該使用不同的策略進(jìn)行控制，在簡單的回路之中，可以使用智能PID進(jìn)行控制，在復(fù)雜的回路之中，使用模糊控制和串級控制等。各智能PID控制回路的給定值由一個模糊控制器根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況自動計算。當(dāng)?shù)V石硬度、粒度、磨機(jī)介質(zhì)、負(fù)荷量等發(fā)生變化時，球磨機(jī)的最佳處理量將發(fā)生變化，這時磨礦作業(yè)的控制參數(shù)必須及時作出相應(yīng)的調(diào)整 。

磨礦過程自動控制系統(tǒng)包括：磨機(jī)給礦量自動控制，磨礦濃度自動控制，細(xì)碎礦倉料位自動控制，旋流器泵池液位自動控制、給礦濃自動控制度、給礦壓力自動控制，實現(xiàn)智能給水、給礦及磨機(jī)工況的自動分析、故障判斷、歷史資料歸檔、事故報警、故障保護(hù)等。按照結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、操作方便的原則，對破碎控制系統(tǒng)、自磨一細(xì)碎一磨礦控制系統(tǒng)實施控制，并引入國外成熟的優(yōu)化軟件調(diào)節(jié)整個過程，協(xié)調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行。在磨礦閉路環(huán)節(jié)中引入“實驗”模型，實現(xiàn)了功率、旋流器沉砂、原礦性質(zhì)等多因素的綜合分析判斷，在磨礦作業(yè)中實現(xiàn)了先進(jìn)的控制理論與礦山現(xiàn)場工業(yè)實踐的結(jié)合。

3、浮選過程控制

3.1加藥過程控制

在浮選過程中，加藥是一個重要的環(huán)節(jié)，加藥會對選礦指標(biāo)產(chǎn)生直接的影響，在傳統(tǒng)的選礦工作之中，一直使用人工加藥的方式，使用人工調(diào)節(jié)的方式進(jìn)行控制，在人工操作的過程中，受到技術(shù)經(jīng)驗、熟練程度、責(zé)任心和經(jīng)歷等因素的制約，無法針對過程的變化情況進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，隨著選礦企業(yè)自動化、連續(xù)化和大型化的發(fā)展，對加藥系統(tǒng)的自動化水平提出了進(jìn)一步的要求，以往使用的管理方式不能與現(xiàn)在相適應(yīng)，加強(qiáng)加藥系統(tǒng)中的自動化水平已經(jīng)成為了十分迫切的需求。 我國目前的加藥控制系統(tǒng)一般使用流量控制的方式，在管道上配置電磁流量計，通過DCS系統(tǒng)控制管道上的調(diào)節(jié)閥或加藥泵的變頻器這兩種方式來實現(xiàn)。

3.2浮選槽液位控制

在浮選生產(chǎn)過程中，準(zhǔn)確控制浮選槽液位，將浮選槽中礦漿液面保持穩(wěn)定，對于提高浮選指標(biāo)具有重要的作用，不但能穩(wěn)定浮選作業(yè)，而且有利于提高有用礦物的回收率和品位等浮選指標(biāo)。浮選槽液位檢測的幾種方法：電容式液位計、吹氣式液位計、浮子式液位變送器以及超聲波傳感器。采用超聲波傳感器方法測量礦漿液位可避免前面3種方法測量的不穩(wěn)定和不可靠的問題，通過在國內(nèi)實踐(采用特殊設(shè)計的浮子及連桿機(jī)構(gòu))，超聲波礦漿浮選槽液位計使用良好，免維護(hù)，克服了其它方式檢測礦漿浮選槽液位計的缺點，解決了以前浮選槽液位計不好用及泡沫層厚度不能檢測的難題，給國內(nèi)選礦廠的浮選槽礦漿液位檢測設(shè)計提供了一個很好的手段。但由于浮選機(jī)使用機(jī)械攪拌式裝置，攪拌強(qiáng)度較大，故礦漿液位較難精確自動控制。

4、選礦自動化存在的主要問題及發(fā)展趨勢

4.1選礦自動化存在的主要問題

選礦設(shè)計不切合實際，主要表現(xiàn)在設(shè)計不合理；儀表選型不合適，不能充分發(fā)揮其性能，對生產(chǎn)過程中儀表可能出現(xiàn)的問題沒有充分估計。

很多選礦廠在自動化系統(tǒng)投入后，沒有進(jìn)行定期的維護(hù)，缺乏科學(xué)的、系統(tǒng)的維護(hù)體系，沒有聘請專業(yè)的人員進(jìn)行，在系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時候，無法進(jìn)行有效的解決，使系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。而且選礦廠在設(shè)備投入運(yùn)行之后，沒有必備的備品和備件，在問題出現(xiàn)之后無法進(jìn)行維修，對整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。

4.2選礦自動化的發(fā)展趨勢

雖然我國選礦自動化應(yīng)用等方面還存在著很多問題，但是，隨著計算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，我國的選礦自動化技術(shù)得到了飛速的發(fā)展?，F(xiàn)代集成的制造系統(tǒng)使選礦自動化能夠?qū)⑾冗M(jìn)的工藝水平、管理技術(shù)和控制技術(shù)等信息技術(shù)結(jié)合，對企業(yè)的整體進(jìn)行管理和控制，最終提高企業(yè)的運(yùn)行水平，提高企業(yè)的市場競爭水平。

結(jié) 語

隨著市場競爭的加劇和礦產(chǎn)資源的不斷減少，我國的選礦企業(yè)為了完善技術(shù)、提高生產(chǎn)和深化改革，應(yīng)該對資源進(jìn)行充分的使用，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)自動化和信息化，不斷提高企業(yè)在市場中的競爭力。由于和其它國家相比，還有很大的距離，因此，我國的選礦企業(yè)應(yīng)該使用先機(jī)的自動化技術(shù)和信息技術(shù)，不斷對企業(yè)進(jìn)行改造，提高企業(yè)的自動化生產(chǎn)水平和創(chuàng)新能力，最終促進(jìn)我國礦山企業(yè)實力的提高，實現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。