礦漿選礦自控技術(shù)的未來發(fā)展

摘要：隨著自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的不斷擴(kuò)大，其在礦漿選礦中的應(yīng)用也得到越來越多人的關(guān)注，而選礦環(huán)境影響因素的復(fù)雜和過程控制的繁雜也使得自動(dòng)化控制技術(shù)顯現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)。本文在簡單介紹選礦自控技術(shù)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，就目前實(shí)際應(yīng)用中較為先進(jìn)的礦漿選礦自控技術(shù)進(jìn)行了分析，并就其未來發(fā)展方向做了討論。

關(guān)鍵詞：礦漿；選礦；自控技術(shù)；發(fā)展方向

中圖分類號(hào)： TD9289 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

1 引言

自動(dòng)控制技術(shù)在選礦流程中的應(yīng)用不僅有利于優(yōu)化生產(chǎn)工藝、節(jié)約人力和機(jī)械成本，同時(shí)還可以有效避免因?yàn)槿藶槭д`、重復(fù)操作或者處理能力低下導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量低和能源浪費(fèi)現(xiàn)象。此外行業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度已經(jīng)逐漸成為衡量企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，人才技術(shù)水平和管理先進(jìn)性的重要因素，下面就礦漿選礦自控技術(shù)的發(fā)展過程進(jìn)行簡單的介紹。

2 選礦自控技術(shù)的發(fā)展過程

選礦技術(shù)自控技術(shù)在世界范圍內(nèi)的發(fā)展離不開控制技術(shù)的進(jìn)步的發(fā)展，其最初的應(yīng)用起源于上世紀(jì)的四十年代，但是由于不同類型礦物生產(chǎn)的選礦流程和影響因素有較大的差異性，在實(shí)際的應(yīng)用過程中很難做到普遍適用，所以最初的發(fā)展也較為緩慢。在此之后的十年間人們加強(qiáng)了對(duì)于控制變量的研究，基本可以做到幾種變量的關(guān)聯(lián)處理，而自動(dòng)化模擬儀表的研制與推出也給自動(dòng)控制技術(shù)帶來了較大的進(jìn)步。隨著模擬控制儀表自身穩(wěn)定性和精度的提升使得選礦對(duì)自動(dòng)化控制應(yīng)用的信心增強(qiáng)，在六十年代以后類似于礦漿PH檢測(cè)計(jì)、礦漿濃度計(jì)和溫度傳感器等自動(dòng)檢測(cè)儀表開始大范圍的使用，到了七十年代更是提出了突破性的礦漿粒度和金屬含量檢測(cè)等一系列的在線檢測(cè)儀與X 熒光分析儀等。計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及更是將選礦自動(dòng)控制推進(jìn)到集中化、智能化和微處理階段，目前的選礦自控技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)不同環(huán)節(jié)的針對(duì)性控制，關(guān)鍵流程的智能監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程控制等。

3 礦漿選礦自控關(guān)鍵技術(shù)

3.1 礦漿液位的自動(dòng)控制

浮選是選礦的重要過程組成，其中礦漿的液位控制不僅直接關(guān)系到產(chǎn)品的最終質(zhì)量，同時(shí)還是影響回收率的關(guān)鍵因素，在實(shí)際的選礦操作中很容易因流量波動(dòng)或性質(zhì)變化發(fā)生改變，當(dāng)?shù)V漿液位過低或過高時(shí)其精礦產(chǎn)品也會(huì)隨之減少或增多，同時(shí)也帶動(dòng)著產(chǎn)品回收率或質(zhì)量的下降，所以需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)控制以保持礦漿和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。目前較為常見的礦漿液位測(cè)量傳感器為浮子式液位變送器和浮選槽液位計(jì)等，其中浮子式液位變送器的工作原理是浮在礦漿中浮子隨著液位的變化通過連桿帶動(dòng)液位變送器中角位移傳感器的輸出信號(hào)變化，并將變化傳導(dǎo)至控制器，控制器在與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比之后通過氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能調(diào)節(jié)器和就地控制操作盤對(duì)浮選液位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3.2 礦漿PH值的自動(dòng)控制

礦漿PH值不僅可以直接影響礦物的可浮性，同時(shí)還是決定尾礦回收率的關(guān)鍵，在實(shí)際的調(diào)節(jié)中既要根據(jù)產(chǎn)品的不同選取適宜的PH值，又要形成能夠自動(dòng)進(jìn)行酸性或堿性劑添加的控制系統(tǒng)。目前較為常見的PH值檢測(cè)裝置為玻璃電極和參比電極，由于后者不適用于高溫環(huán)境，所以通常選用前者，在實(shí)際的應(yīng)用中分別在浮選機(jī)與礦漿攪拌桶內(nèi)放入電極，并通過PH值發(fā)送器將檢測(cè)到的數(shù)值傳遞到反饋發(fā)送器。最終與主機(jī)中設(shè)定好的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比后，發(fā)送精確的酸堿溶液添加指令，并通過調(diào)節(jié)閥門開度來達(dá)到添加量的控制。

3.3 礦漿流量的自動(dòng)控制

在進(jìn)行選礦的過程中礦漿流量是影響工序操作和指標(biāo)測(cè)量的重要因素，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中應(yīng)該盡量保持流量的穩(wěn)定性，目前實(shí)際應(yīng)用中較為常見的測(cè)量裝置為電磁流量計(jì)，其工作原理是應(yīng)用了法拉第的電磁感應(yīng)定律。其不僅能夠很好的適應(yīng)礦漿中藥劑或礦砂的侵蝕，同時(shí)還具備較好的精度和使用壽命，此外轉(zhuǎn)換器是將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)的關(guān)鍵。

3.4 礦漿濃度的自動(dòng)控制

礦漿濃度時(shí)影響浮選機(jī)生產(chǎn)能力和水電消耗的關(guān)鍵變量，將其控制調(diào)節(jié)在合理的范圍內(nèi)不僅能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)還可以降低對(duì)能源的消耗。一般來說礦漿濃度與具體的浮選條件和生產(chǎn)的產(chǎn)品粒度有很大關(guān)系，目前應(yīng)用較為廣泛的濃度測(cè)量計(jì)包括光電式濃度計(jì)、超聲波濃度計(jì)和射線濃度計(jì)等，其中射線與超聲波濃度計(jì)存在一定的安全隱患和計(jì)量誤差，所以在實(shí)際應(yīng)用中想要取得精確的濃度數(shù)值通常選擇光電式濃度計(jì)。

4 礦漿選礦自控技術(shù)未來的發(fā)展方向

4.1 選礦的全面數(shù)字化

這里所說的選礦全面數(shù)字化是指無論是自動(dòng)控制系統(tǒng)的終端儀器儀表，還是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與操作調(diào)節(jié)的主機(jī)，在未來的發(fā)展中均應(yīng)該實(shí)現(xiàn)全面的智能化、精確性、靈敏度、穩(wěn)定性和虛擬化性能提升。其中對(duì)于終端數(shù)據(jù)傳感器而言目前存在的主要問題便是對(duì)于變量的控制和數(shù)據(jù)傳輸還停留在單變量與單方向階段，為靈敏度較高的儀表一般還需要依賴國外進(jìn)口，在未來的發(fā)展中應(yīng)該重點(diǎn)突破多變量和多方向的全面總線控制儀表研發(fā)。此外對(duì)于進(jìn)行數(shù)據(jù)集中處理和全面控制調(diào)節(jié)作用的主機(jī)，其未來發(fā)展應(yīng)該向著能夠適應(yīng)嚴(yán)苛惡劣的使用環(huán)境和全面實(shí)現(xiàn)虛擬化等，其中虛擬化技術(shù)的提出不僅可以幫助企業(yè)節(jié)約大量不必要的經(jīng)費(fèi)投入，又能對(duì)過程控制中可能出現(xiàn)的問題和需要重點(diǎn)控制的變量進(jìn)行提前的掌握。

4.2 控制理論的更新與優(yōu)化

如果終端控制儀表和主機(jī)是組成控制系統(tǒng)的軀干，那么控制理論便是決定自動(dòng)控制系統(tǒng)先進(jìn)性的靈魂，隨著礦漿選礦過程的不斷復(fù)雜化以及生產(chǎn)產(chǎn)品種類的多樣化，現(xiàn)有的控制理論已經(jīng)不能滿足多變量、大時(shí)滯、非線性以及耦合的控制要求。目前較為先進(jìn)的控制理論包括神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的人工智能控制、專家實(shí)時(shí)在線指導(dǎo)系統(tǒng)、模糊控制理論等，其中神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模式的智能控制步進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)變量的前饋和結(jié)果預(yù)測(cè)。專家系統(tǒng)的建立實(shí)現(xiàn)了控制技術(shù)和理論的同步更新，在出現(xiàn)問題時(shí)還可以進(jìn)行及時(shí)的反饋和專家指導(dǎo)。此外模糊控制理論的應(yīng)用使得選礦自控技術(shù)更加具備廣適性和可變性，當(dāng)企業(yè)需要對(duì)控制變量或工藝流程進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)無需對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行替換，而是簡單的進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)即可，方便快捷。

4.3 使用和維護(hù)技術(shù)的完善

隨著自控技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷增加，高水平的使用和維護(hù)隊(duì)伍不僅可以保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行的安全性，同時(shí)還可以在實(shí)踐工作中將遇到的問題進(jìn)行及時(shí)的反饋，幫助設(shè)計(jì)人員和進(jìn)行系統(tǒng)的完善和技術(shù)的創(chuàng)新等。對(duì)于使用和維護(hù)技術(shù)的完善應(yīng)該包括標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)體系的建立、監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高素質(zhì)維護(hù)隊(duì)伍的培養(yǎng)與建立等。

5 結(jié)語

通過上文對(duì)礦漿選礦自控技術(shù)發(fā)展過程的簡單介紹，不僅加深了對(duì)于推廣和應(yīng)用該技術(shù)重要性的了解，同時(shí)也更加深刻的認(rèn)識(shí)到想要從整體上完善和推進(jìn)我國選礦行業(yè)的自動(dòng)化程度，還需要從數(shù)字技術(shù)、控制理論和使用維護(hù)等多方面進(jìn)行努力。雖然目前我國的礦漿選礦自控技術(shù)還處在初步發(fā)展成熟的階段，但是隨著成功經(jīng)驗(yàn)的不斷積累以及專業(yè)技術(shù)人員的持續(xù)成長，一定能夠使該技術(shù)得到進(jìn)一步的提高。

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