試論磨礦自動(dòng)化技術(shù)與選礦廠節(jié)能降耗

程遠(yuǎn)果

【摘 要】隨著現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程不斷推進(jìn)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)對(duì)于金屬礦物質(zhì)的開(kāi)采和冶煉所消耗的能量占全國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)總能量損耗的16%。其中，金屬礦物質(zhì)冶煉更是需要消耗巨大的能源，而選礦廠中磨礦所消耗的能量則占了絕大部分。由此可見(jiàn)，在整個(gè)金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用體系建設(shè)過(guò)程中，需要對(duì)磨礦自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有效優(yōu)化和創(chuàng)新，從根本上降低用于選礦廠生產(chǎn)所需要的能源消耗。

【關(guān)鍵詞】磨礦自動(dòng)化技術(shù);選礦廠節(jié)能降耗;研究

【中圖分類號(hào)】TP273 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）07-0149-02

1997年，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)在北京就中國(guó)鋼鐵體系召開(kāi)了相關(guān)議會(huì)。本次會(huì)議圍繞節(jié)能降耗、提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力展開(kāi)了激烈的討論，就金屬礦產(chǎn)選礦生產(chǎn)中的能源消耗進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。隨著人們節(jié)能理念的不斷深入及科學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，礦業(yè)開(kāi)采、選礦廠能量控制及磨礦技術(shù)等方面取得了明顯的進(jìn)步。

1 基于互聯(lián)網(wǎng)的磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)

1.1 磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

1.1.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)施

在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，進(jìn)行磨礦自動(dòng)化技術(shù)研究，將相關(guān)的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用到選礦廠磨礦生產(chǎn)中。該系統(tǒng)能夠清楚地將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表所檢測(cè)到的有效數(shù)據(jù)以無(wú)線的方式傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)處理器上，經(jīng)處理器反饋處理到共控機(jī)械中，從而讓整個(gè)磨礦系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成一定數(shù)量的數(shù)據(jù)池。整個(gè)通信系統(tǒng)主要通過(guò)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器來(lái)進(jìn)行機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)作和控制，從而達(dá)到自動(dòng)控制的效果。整個(gè)系統(tǒng)是在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一定的優(yōu)化和創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和服務(wù)同時(shí)進(jìn)行，方便企業(yè)管理者在外網(wǎng)上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作訪問(wèn)和了解。

1.1.2 系統(tǒng)軟件組成結(jié)構(gòu)

利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，進(jìn)行磨礦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用，在其準(zhǔn)確性、快捷性及混合模式等方面存在一定的技術(shù)要求。在系統(tǒng)的上位機(jī)上利用C語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫，管理計(jì)算機(jī)的相關(guān)程序則是基于美國(guó)微軟公司研發(fā)的Visual Studio 2010的基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫。

1.2 磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與主要技術(shù)

1.2.1 基于互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

要想在磨礦系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)或運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)設(shè)備之間所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理和應(yīng)用是尤為重要的環(huán)節(jié)。而在磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該系統(tǒng)在原有基礎(chǔ)上將無(wú)線傳輸方式代替了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)線路傳輸方式。當(dāng)計(jì)算機(jī)利用串口調(diào)試助手將RS485模塊和RS232模塊的網(wǎng)絡(luò)ID進(jìn)行統(tǒng)一屬性設(shè)置時(shí)，便可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備與主要控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互使用。當(dāng)該系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中時(shí)，RS485模塊設(shè)計(jì)為與設(shè)備的儀表盤相互連接，用于數(shù)據(jù)的傳輸;RS232模塊則設(shè)計(jì)成與管理的計(jì)算機(jī)連接，便于數(shù)據(jù)的接收。ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是一種操作簡(jiǎn)便、成本低、高效率的雙向通信技術(shù)，在設(shè)備的自動(dòng)化領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

1.2.2 基于互聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)

當(dāng)企業(yè)應(yīng)用磨礦自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)時(shí)，需要對(duì)其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益或能量損失進(jìn)行有效的掌握和把控，因此生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集是對(duì)整個(gè)自動(dòng)化磨礦過(guò)程及經(jīng)濟(jì)增收進(jìn)行科學(xué)化分析和評(píng)估的主要依據(jù)點(diǎn)。在傳統(tǒng)礦石資源打磨的生產(chǎn)化體系中，相關(guān)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由于種類和數(shù)量極多，無(wú)法及時(shí)處理和顯示，不能客觀對(duì)其系統(tǒng)的詳細(xì)運(yùn)行情況做出準(zhǔn)確分析和判斷。但是，海量的數(shù)據(jù)中往往隱含著大量的有用信息，提取和引入這些信息，建立長(zhǎng)期的資料數(shù)據(jù)庫(kù)，將設(shè)備產(chǎn)生相關(guān)信息數(shù)據(jù)的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，能在很大程度上減少設(shè)備發(fā)生故障的概率，還可以根據(jù)參數(shù)對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的技術(shù)更新和優(yōu)化。

1.3 運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)磨礦自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1.3.1 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化磨礦的優(yōu)缺點(diǎn)

為進(jìn)一步優(yōu)化磨礦產(chǎn)業(yè)鏈，有效節(jié)約產(chǎn)業(yè)資本，必須加強(qiáng)磨礦自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。據(jù)了解，只有在進(jìn)行分級(jí)磨礦的過(guò)程中，對(duì)其所產(chǎn)生的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行一定的控制和優(yōu)化，才能從根本上將整個(gè)磨礦生產(chǎn)過(guò)程維持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)?shù)V業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，磨礦的分級(jí)粒度把控得更為精確，才有機(jī)會(huì)增加打磨機(jī)械的處理數(shù)量，降低選礦廠打磨機(jī)械所消耗的能量。相關(guān)有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)選礦廠將合適的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用到礦石資源打磨時(shí)，其年收入相比于去年有明顯的增長(zhǎng)。

1.3.2 磨礦自動(dòng)化的節(jié)能效果

對(duì)于礦產(chǎn)開(kāi)采和冶煉產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，需要有效提高其經(jīng)濟(jì)效益。在傳統(tǒng)磨礦系統(tǒng)中，只是通過(guò)儀表盤的數(shù)據(jù)來(lái)顯示相關(guān)機(jī)械運(yùn)行情況，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控和掌握生產(chǎn)效能。運(yùn)用現(xiàn)代自動(dòng)化磨礦技術(shù)，系統(tǒng)能夠通過(guò)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行交流，對(duì)每臺(tái)機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)量、成本投入量、能量損耗量等進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)和分析，從而達(dá)到有效的節(jié)能減排效果。

2 選礦廠節(jié)能降耗相關(guān)技術(shù)研究

2.1 礦石的預(yù)選

隨著工業(yè)化時(shí)代的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)對(duì)資源的需求量越來(lái)越大，礦業(yè)產(chǎn)品的品位日漸貧化，對(duì)天然礦石的預(yù)選成為社會(huì)大眾關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)前，磁鐵礦礦石預(yù)選被廣泛應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中，大冶鐵礦預(yù)選工藝研究體系明確指出，磁滑輪的節(jié)能降耗作用，在選礦廠相關(guān)建設(shè)中扮演著重要角色。對(duì)于弱磁性鐵礦石來(lái)說(shuō)，進(jìn)行礦產(chǎn)資源預(yù)選時(shí)，其感應(yīng)式的強(qiáng)磁選機(jī)曾被廣泛應(yīng)用于礦廠的選取或相應(yīng)的工業(yè)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2.2 將礦物質(zhì)多碎少磨

有關(guān)生產(chǎn)資料顯示，在整個(gè)粉碎作業(yè)所消耗的總能量中，分選前礦石的粉碎作業(yè)所消耗能量占15%。由此可見(jiàn)，與傳統(tǒng)磨礦方法相比，將碎礦進(jìn)行磨損時(shí)所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)小于磨礦所消耗的能量。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析和考慮，從而提出將碎礦與磨礦工序能量消耗進(jìn)行科學(xué)化分配的相關(guān)課題。其目的在于：第一，根據(jù)碎礦的磨損臨界值，研究出具有更高破碎比的先進(jìn)設(shè)備。第二，在體系內(nèi)部進(jìn)行改變，采取科學(xué)的措施將粉碎設(shè)備的能耗值降到最低。

2.3 隨磨礦分級(jí)效率

當(dāng)一個(gè)建成的選礦廠在進(jìn)行礦物打磨時(shí)，為有效降低生產(chǎn)所消耗的能量，購(gòu)買和采用高壓碾壓機(jī)或慣性圓錐碎礦機(jī)會(huì)給企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本帶來(lái)一定的壓力，因此針對(duì)現(xiàn)有碎磨設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)化和創(chuàng)新無(wú)疑具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。為達(dá)到上述的目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)從碎礦和磨礦作業(yè)出發(fā)進(jìn)行效率的提高。在現(xiàn)有的碎礦篩選設(shè)備基礎(chǔ)上，對(duì)礦石產(chǎn)品顆粒分布與礦口尺寸的關(guān)系、設(shè)備篩分機(jī)總篩分效率和部分篩分效率的關(guān)系建立客觀的數(shù)學(xué)模型。在該模型中，將一變量控制，隨后動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)碎礦機(jī)的排礦口粒度分布，顯示出礦口的相關(guān)變化，以便在保證碎礦產(chǎn)品粒度分布符合實(shí)際生產(chǎn)要求的前提下，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2.4 選礦廠節(jié)能工藝

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)選礦廠在節(jié)能降損方面，相比于將礦石資源進(jìn)行連續(xù)打磨，階段性的磨選工藝更受企業(yè)青睞。在有關(guān)“回收細(xì)粒復(fù)雜貧紅鐵礦的高效節(jié)能技術(shù)”的課題研究中明確指出，當(dāng)對(duì)陰離子進(jìn)行反浮選時(shí)，采用選擇性的絮凝脫泥可以在現(xiàn)有的磨礦粒度基礎(chǔ)上有效處理貧紅鐵礦。

3 結(jié)語(yǔ)

第一，從國(guó)內(nèi)有關(guān)選礦的相關(guān)研究來(lái)看，節(jié)能降耗和具有節(jié)能性的技術(shù)應(yīng)用將逐漸成為國(guó)內(nèi)礦業(yè)開(kāi)采的引導(dǎo)方針，會(huì)與越來(lái)越多的社會(huì)大眾達(dá)成共識(shí)，也將成為選礦廠技術(shù)改造的出發(fā)點(diǎn)。第二，目前就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，我國(guó)有色金屬礦業(yè)企業(yè)在其生產(chǎn)系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化、智能化建設(shè)上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在一定的差距。在如此嚴(yán)峻的局勢(shì)下，勢(shì)必要以“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”為主要出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)+磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。只有在傳統(tǒng)工業(yè)化生產(chǎn)基礎(chǔ)上，與現(xiàn)代化信息技術(shù)相互結(jié)合，才能在有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與共享的同時(shí)，將信息數(shù)據(jù)利用最大化。根本解決礦產(chǎn)資源開(kāi)采和加工所產(chǎn)生的巨大能量損耗，為企業(yè)自身定位和發(fā)展決策提供一定的幫助。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]