鐵礦選礦自動(dòng)化的發(fā)展與對(duì)策探究

張 東

（ 鞍鋼礦業(yè)公司齊大山鐵礦，遼寧 鞍山 114000）

地球資源量是有限的，很多資源是不可再生資源，如何提高資源開(kāi)采率和使用率成了各個(gè)資源類企業(yè)所面臨的重大問(wèn)題，也是相關(guān)研究人員的主要研究課題之一。資源開(kāi)采和使用的過(guò)程中，先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)能夠在實(shí)現(xiàn)開(kāi)采率最大化的同時(shí)降低成本。鐵礦的開(kāi)采也是如此，鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)鐵礦開(kāi)采中應(yīng)用及其廣泛，它大大地降低了勞動(dòng)力，提升了生產(chǎn)效率。將鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合，對(duì)開(kāi)采結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)選礦指標(biāo)的有效控制，為推動(dòng)選礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 我國(guó)鐵礦選礦自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用是在上世紀(jì)40年代，這一技術(shù)的應(yīng)用使得資源類產(chǎn)業(yè)在很多方面都取得了突破。鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)改善了傳統(tǒng)的選礦技術(shù)，解決了生產(chǎn)自動(dòng)化的問(wèn)題。傳統(tǒng)的鐵礦選礦工藝多數(shù)是依靠經(jīng)驗(yàn)，這樣極大地增加了人為因素的干擾，生產(chǎn)指標(biāo)得不到控制和改善。鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠結(jié)合環(huán)境和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)結(jié)果，大大提高了選礦的準(zhǔn)確性，在控制選礦指標(biāo)上也有顯著的作用。自動(dòng)選礦技術(shù)的興起，能夠?qū)x礦的整個(gè)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整各種參量，保證選礦指標(biāo)的不斷提高，推動(dòng)了鐵礦類產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新。鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)最直觀的利益就是金屬回收率的提高，金屬回收率的提高大大降低了鐵礦生產(chǎn)的成本。從另一方面來(lái)看，鐵礦選礦實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了辦公自動(dòng)化?？偟膩?lái)說(shuō)，鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要是以下三個(gè)部分：

（1）選礦自動(dòng)化技術(shù)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)選礦過(guò)程快速計(jì)算和檢測(cè)，確保結(jié)果正確性的同時(shí)提高生產(chǎn)指標(biāo)。

（2）選礦自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了降低勞動(dòng)力的效果，降低了人為因素的干擾，為大規(guī)模的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

（3）選礦自動(dòng)化技術(shù)直接提高金屬回收率和指標(biāo)，為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，選礦自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用以后，金屬回收率和精礦品位等指標(biāo)有了很大的提升。選礦自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使我國(guó)一些選礦廠成為了國(guó)內(nèi)一流企業(yè)，使整個(gè)選礦產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量、產(chǎn)量都得到了保障。

1.2 鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展面臨的問(wèn)題

目前，國(guó)內(nèi)外選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展水平參差不齊，與國(guó)外相比，我國(guó)鐵礦選礦自動(dòng)化的技術(shù)水平還有待提高。國(guó)外選礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了不同的階段，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，選礦自動(dòng)化技術(shù)也在不斷地提升，面對(duì)不同的發(fā)展階段都會(huì)面臨不同的問(wèn)題，但是從發(fā)展方向來(lái)看，選礦自動(dòng)化技術(shù)在不斷地完善，依托計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展而變得更加先進(jìn)、智能。

從目前的的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，我國(guó)選礦行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)與其他行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)相比還處于較低的一個(gè)水平。分析影響我國(guó)選礦行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)高速發(fā)展的因素主要有以下三個(gè)方面：

（1）傳感器技術(shù)應(yīng)用不到位，傳感器質(zhì)量有待提高；

（2）選礦自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題；

（3）選礦自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)成本高。

造成我國(guó)選礦自動(dòng)化水平發(fā)展低的根本原因是我國(guó)選礦自動(dòng)化研究發(fā)展緩慢，缺少創(chuàng)新和技術(shù)改進(jìn)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，在人工智能的影響下，越來(lái)越多的企業(yè)意識(shí)到要想在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中占有一席之地，就得突破核心技術(shù)——選礦自動(dòng)化技術(shù)，提升自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。因此，許多企業(yè)不斷引進(jìn)國(guó)外的一些先進(jìn)設(shè)備，學(xué)習(xí)國(guó)外的一些優(yōu)秀的生產(chǎn)方法和管理方法等。在選礦技術(shù)中結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，向人工智能方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更深程度的自動(dòng)化，先進(jìn)的自動(dòng)化選礦設(shè)備和方法的運(yùn)用極大地推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展。

2 鐵礦選礦中的新技術(shù)

2.1 磁鐵礦選礦

鐵礦中磁鐵礦的選礦質(zhì)量依賴于選礦技術(shù)。選礦設(shè)備的好壞、先進(jìn)程度直接決定了選礦質(zhì)量和選礦工作的效率。因此，在磁鐵礦的選礦工作中，需要引進(jìn)先進(jìn)的選礦設(shè)備和選礦技術(shù)，比如重點(diǎn)運(yùn)用低場(chǎng)強(qiáng)脈動(dòng)磁選機(jī)、磁選柱和磁團(tuán)聚重機(jī)等先進(jìn)設(shè)備。

2.2 赤鐵礦選礦

我國(guó)鐵礦石大多呈條帶狀構(gòu)造，寬度在0.24-3mm范圍內(nèi)。赤鐵礦在我國(guó)分布范圍比較廣，選礦方式主要為浮選和焙燒。隨著技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)的赤鐵礦選礦技術(shù)中也加入了新型的選礦方法，引進(jìn)了先進(jìn)的選礦設(shè)備來(lái)提高選礦工作的效率，保證選礦的質(zhì)量。其中應(yīng)用比較廣泛的方法是反浮選工藝，其在應(yīng)用中可以達(dá)到較高的鐵回收率。除此之外，脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)設(shè)備在赤鐵礦選礦過(guò)程中也經(jīng)常被使用。

2.3 新型選礦技術(shù)的應(yīng)用

在鐵礦選礦產(chǎn)業(yè)中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)可以全面提高鐵礦石產(chǎn)量。具體到生產(chǎn)目標(biāo)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能2億噸以上，鐵礦原料提供量達(dá)到6千萬(wàn)噸以上。鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)的同時(shí)，能夠從整體上提高選礦的質(zhì)量，對(duì)推動(dòng)能源類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著巨大的作用。對(duì)鐵礦資源的充分利用時(shí)，精確回收精礦的工作也是非常重要的，應(yīng)明確精礦回收指標(biāo)，充分利用各種先進(jìn)技術(shù)以達(dá)到資源利用最大化。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)選礦工藝的改善，離不開(kāi)選礦自動(dòng)化技術(shù)，推廣選礦自動(dòng)化技術(shù)能夠最大化減少生產(chǎn)過(guò)程中不必要的資源浪費(fèi)。

3 鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì)

目前，鐵礦選礦技術(shù)在朝著大型化、規(guī)劃化的方向發(fā)展，其中高壓輥磨機(jī)的推廣應(yīng)用讓鐵礦選礦企業(yè)規(guī)模不斷變大。先進(jìn)的選礦設(shè)備和方法，結(jié)合選礦自動(dòng)化技術(shù)，推動(dòng)選礦技術(shù)更加數(shù)字化、智能化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，為自動(dòng)化技術(shù)提供了各種控制軟件，讓控制過(guò)程趨于整體化和開(kāi)放化。其中，在選礦產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)選礦工作過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，推動(dòng)了選礦技術(shù)進(jìn)一步向自動(dòng)化的的方向發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在具體工程中來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)同業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、交流，保證選礦工作的高校性和準(zhǔn)確性，這個(gè)方法的應(yīng)用的最大特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性，方便管理者在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)作出調(diào)整。

“工欲善其事，必先利其器”。隨著社會(huì)需求量的不斷增加，選礦設(shè)備的更新也逐漸增快，越來(lái)越多的選礦設(shè)備被研發(fā)出來(lái)并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。選礦廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，選礦設(shè)備也不斷向高性能、高效率、大型化的方向發(fā)展。

從目前的發(fā)展情況來(lái)看，選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展日新月異，主要是以下的幾個(gè)方向：自動(dòng)化儀表逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化；控制系統(tǒng)整體化；操作系統(tǒng)智能化。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)與選礦自動(dòng)技術(shù)的結(jié)合是必然的，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與選礦自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?，滿足生產(chǎn)需求。對(duì)選礦過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，時(shí)刻把控選礦過(guò)程的工作準(zhǔn)確性，真時(shí)反映生產(chǎn)情況，讓管理者能夠及時(shí)作出調(diào)整，從而保障選礦的質(zhì)量。

4 鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展對(duì)策

4.1 采用總線控制方法改進(jìn)鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大背景下，工農(nóng)業(yè)中對(duì)資源浪費(fèi)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，從整體來(lái)看會(huì)造成供需失衡，經(jīng)濟(jì)損失不斷增長(zhǎng)。為了解決上述問(wèn)題，可以采用PLC算法對(duì)負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化處理，平衡供給和需求之間的關(guān)系，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型并應(yīng)用于實(shí)際工程當(dāng)中來(lái)滿足客戶的要求，進(jìn)而改進(jìn)鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)。目前存在的問(wèn)題是，PLC總線設(shè)備應(yīng)用率在各個(gè)礦場(chǎng)中的應(yīng)用率參差不齊，這就導(dǎo)致在一些選礦廠需要采用充電措施來(lái)保證工作的高效性，這種做法可以降低能源的總消耗量；相反，對(duì)于該設(shè)備應(yīng)用率高的礦場(chǎng)，這種做法會(huì)對(duì)在電路運(yùn)輸過(guò)程中造成能源的浪費(fèi)，電路和轉(zhuǎn)換器處能源的消耗會(huì)造成運(yùn)行成本的大幅增加，當(dāng)負(fù)荷過(guò)大時(shí)有可能對(duì)整個(gè)線路造成影響。由此可見(jiàn)，為了將PLC設(shè)備對(duì)礦場(chǎng)運(yùn)行的影響降到最小，要對(duì)PLC總線設(shè)備進(jìn)行整體管控。例如，在電路的輸電、發(fā)電步驟可以采用人工智能技術(shù)，提高鐵礦選礦技術(shù)的自動(dòng)化程度，對(duì)選礦廠進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的管理，逐步實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，從而平衡供給和需求的關(guān)系。但是從目前的情況來(lái)看，PLC設(shè)備系統(tǒng)化程度不夠，需要專業(yè)人士加強(qiáng)對(duì)新型選礦技術(shù)的研究，進(jìn)而加強(qiáng)不同設(shè)備的通信效率，結(jié)合人工智能管理的優(yōu)勢(shì)，對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行整體化的科學(xué)管理。

在運(yùn)用總線控制技術(shù)的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)設(shè)備的控制，可以采用雙絞線進(jìn)行連接，雙絞線的連接方式十分簡(jiǎn)單方便，有接線方式方便、添加新設(shè)備方便的特點(diǎn)。

4.2 促進(jìn)通信技術(shù)在鐵礦選礦中的應(yīng)用

從我國(guó)的多數(shù)礦場(chǎng)發(fā)展水平來(lái)看，已經(jīng)逐步引進(jìn)鐵礦通信系統(tǒng)，將應(yīng)用中將鐵礦通信系統(tǒng)與PLC設(shè)備結(jié)合，可以減少在選礦過(guò)程中的認(rèn)為因素的干擾，提高自動(dòng)化操作水平，提高選礦的質(zhì)量。將鐵礦通信系統(tǒng)應(yīng)用于其他設(shè)備，不僅能夠?qū)ζ渌O(shè)備能起到控制的作用，還能夠起到維護(hù)的作用，減少設(shè)備的維護(hù)次數(shù)，降低設(shè)備的維護(hù)成本。在傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)中，為了平衡負(fù)荷，經(jīng)常采用的方式是調(diào)整發(fā)電機(jī)的功率。目前現(xiàn)代化的礦場(chǎng)普遍采用的是分布式電源，分布式電源的缺點(diǎn)是容易受環(huán)境的影響，當(dāng)負(fù)荷不平衡時(shí)很容易造成大面積的損害，當(dāng)損害嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)大面積的電機(jī)燒毀現(xiàn)象，造成設(shè)備的損壞，很大程度上影響了生產(chǎn)的進(jìn)程。由此可見(jiàn)，在現(xiàn)代化的選礦場(chǎng)中需要引入鐵礦通信技術(shù)，加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)。將鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，不僅能夠滿足礦場(chǎng)對(duì)大量電能儲(chǔ)存的需求，還能對(duì)礦場(chǎng)分布式設(shè)備進(jìn)行整體管理。這樣大大降低了操作技術(shù)層面的難度，同時(shí)提高了礦場(chǎng)的運(yùn)行效率，改善了電能的供給，根據(jù)需要，隨時(shí)調(diào)動(dòng)電能的傳輸，實(shí)現(xiàn)供需平衡的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

從相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展速度很快，不斷有新型的選礦設(shè)備被研發(fā)出來(lái)投入生產(chǎn)工程當(dāng)中，實(shí)踐證明，這些新型設(shè)備的研發(fā)也取得了一定的成果，大大加深了鐵礦選礦自動(dòng)化的程度。盡管鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，但在一些尖端科技方面仍有一部分需要突破創(chuàng)新，例如傳感器、操作系統(tǒng)等方面還需要進(jìn)行創(chuàng)新研究，這些方面的研究是提高選礦質(zhì)量和效率的必經(jīng)之路。地球資源總量是有限的，很多資源是不可再生資源，如何提高資源開(kāi)采率和使用率成了各個(gè)資源類企業(yè)所面臨的重大問(wèn)題。鐵礦選礦自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)提升我國(guó)的綜合國(guó)力有著不可忽視的作用。