選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造的現(xiàn)狀與趨勢

摘要：對于礦物加工行業(yè)而言，選礦藥劑生產設備的自動化與智能化升級改造，將有利于推動企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，從而提升其核心競爭力?；诖耍凑者x礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造的原則，對升級改造的現(xiàn)狀進行深入分析；同時，對選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造的未來發(fā)展趨勢提出建議，以期為推動企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供有價值的參考依據(jù)。

關鍵詞：選礦藥劑生產設備；自動化；智能化；升級改造

在整個化工藥劑體系中，選礦藥劑屬于一個細分類型，主要是為金屬冶煉廠、礦山選礦廠等提供相應的藥劑產品。從選礦廠層面來講，需要進行礦石選別，而對于冶煉廠而言，需要進行金屬冶煉，這些環(huán)節(jié)均需要用到藥劑，用于充分去除廢物。通過冶煉、懸浮等方式，提煉出有用物質，不僅有利于提升生產效率與質量，而且能夠保障產品的純度。這類企業(yè)屬于化工行業(yè)，對于安全、環(huán)境、效率、質量等各方面均有非常高的要求。同時，隨著化工企業(yè)現(xiàn)代化理念的深入，需要對選礦藥劑生產設備進行自""" 動化、智能化升級改造，有助于企業(yè)實現(xiàn)高質量發(fā)展的目標。

1選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造的原則1.1安全可靠與先進技術原則

（1） 確保設備升級改造后的安全性和可靠性。在設計和選擇控制系統(tǒng)、傳感器和執(zhí)行機構時，要考慮其安全性能，確保設備運行穩(wěn)定，并設置相應的安全監(jiān)測裝置和報警系統(tǒng)。（2） 采用先進的自動化與智能化技術，如PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（分布式控制系統(tǒng)）、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等。選擇先進的技術方案，使其具備較高的性能、穩(wěn)定性和靈活性，滿足生產需求［1］。

1.2系統(tǒng)集成與可擴展性原則

將各個子系統(tǒng)進行整合與集成，實現(xiàn)設備間的信息交流和數(shù)據(jù)共享。確保各個子系統(tǒng)之間的協(xié)調運行，并與企業(yè)信息管理系統(tǒng)進行無縫對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理和分析。同時，考慮到未來可能的擴容或新產品開發(fā)需求，需選取具有較好擴展性的設備升級方案，以確保新加入設備或新工藝可以無縫銜接，并且便于后續(xù)對控制系統(tǒng)進行升級和擴展。

1.3經(jīng)濟效益與持續(xù)改進原則

（1） 在設備升級改造中要充分考慮經(jīng)濟效益。根據(jù)實際情況，綜合考慮投資成本、運行費用、維護成本和預期收益等因素，需選擇具有良好性價比的技術方案。（2） 設備升級改造是一個持續(xù)不斷的過程。企業(yè)應建立完善的監(jiān)測與評估體系，定期對設備運行情況進行檢查與評估，并根據(jù)評估結果進行調整和改進，以提高生產效率、產品質量和安全性。

1.4人機工程與環(huán)境友好原則

在設備升級改造中注重人機工程學的應用，使操作界面友好、操作簡便，并提供必要的培訓和技術支持，確保操作人員能夠熟練操作設備，并了解其工作原理和安全注意事項。同時，在設備升級改造中要充分考慮節(jié)能環(huán)保因素。引入節(jié)能技術和裝置，減少能源消耗和廢棄物排放。而且還要優(yōu)化生產過程，降低對環(huán)境的影響［2］。

2選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造的現(xiàn)狀2.1自動化技術應用

選礦藥劑生產設備自動化技術應用廣泛且多樣化，下列是目前一些常見的自動化技術應用。

2.1.1傳感器和儀表

通過安裝各種傳感器和儀表，可以實時監(jiān)測選礦藥劑生產過程中的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)。這些傳感器將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制系統(tǒng)進行分析和決策。

2.1.2可編程邏輯控制器（PLC）

PLC是一種專門用于工業(yè)自動化控制的電子設備，它能夠根據(jù)預先編寫好的程序對設備進行精確的控制。在選礦藥劑生產中，PLC通常被用來控制設備的啟停、速度調節(jié)以及其他操作。

2.1.3分布式控制系統(tǒng)（DCS）

DCS是一種集中管理和控制多個設備或系統(tǒng)的技術。它通過網(wǎng)絡連接各個設備，并提供統(tǒng)一的監(jiān)視、調節(jié)和報警功能。在選礦藥劑生產中，DCS可以實現(xiàn)對整個生產過程進行集中管理和優(yōu)化。

2.1.4人機界面（HMI）

HMI是指人與機器之間進行交互和信息交流的界面。在選礦藥劑生產設備中，HMI通常是通過觸摸屏或操作面板實現(xiàn)的，它提供了直觀的操作界面和數(shù)據(jù)顯示，使操作人員能夠方便地監(jiān)控和控制設備［3］。

2.2數(shù)據(jù)采集與處理

在選礦藥劑生產設備的自動化與智能化升級改造中，數(shù)據(jù)采集和處理是非常重要的環(huán)節(jié)。

2.2.1數(shù)據(jù)采集、存儲以及預處理

（1） 通過傳感器和儀表等設備，對選礦藥劑生產過程中的各種參數(shù)進行實時監(jiān)測和采集。這些參數(shù)包括溫度、壓力、流量、液位、pH等。傳感器將采集到的數(shù)據(jù)以模擬信號或數(shù)字信號的形式發(fā)送給控制系統(tǒng)。（2） 采集到的數(shù)據(jù)需要進行存儲，以便后續(xù)的分析和決策支持?？梢允褂脭?shù)據(jù)庫或者云平臺等方式進行數(shù)據(jù)存儲。同時，為了確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性，還需要進行備份和權限管理等。（3） 在進行數(shù)據(jù)分析之前，通常需要對原始數(shù)據(jù)進行預處理。這包括去除異常值、填補缺失值、標準化或歸一化等操作，以提高后續(xù)分析的準確性和可靠性。

2.2.2數(shù)據(jù)分析

（1） 通過應用統(tǒng)計學、機器學習、人工智能等方法對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，例如可以利用回歸分析來建立生產參數(shù)與產品質量之間的關系模型，或者使用聚類分析來發(fā)現(xiàn)不同工況下的特征。同時，對于數(shù)據(jù)采集和分析，可以實現(xiàn)對選礦藥劑生產設備故障的診斷和預測。通過監(jiān)測設備運行狀態(tài)的變化，并與歷史數(shù)據(jù)進行對比，可以提前發(fā)現(xiàn)潛在故障，并采取相應的維修措施，以減少停機時間和降低維修成本。（2） 為了更好地理解和利用采集到的數(shù)據(jù)，可以將其以圖表、曲線等形式進行可視化展示。通過直觀地展示數(shù)據(jù)，操作人員能夠更加方便地監(jiān)控設備運行狀態(tài)，并及時做出調整。

2.2.3過程優(yōu)化

利用數(shù)據(jù)采集與處理技術，可以對選礦藥劑生產過程進行優(yōu)化。通過分析大量的生產數(shù)據(jù)，找出影響生產效率和產品質量的關鍵因素，并進行調整和優(yōu)化。這有助于提高生產效率、降低能耗、減少廢品率等［4］。

2.3智能化管理系統(tǒng)

在選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造過程中，常常會用到智能化管理系統(tǒng)。

2.3.1生產計劃與調度

智能化管理系統(tǒng)可以根據(jù)訂單需求、設備狀態(tài)和原料庫存等信息，自動生成合理的生產計劃，并進行實時調度。通過優(yōu)化生產計劃和資源利用，可以提高生產效率和降低成本。

2.3.2設備狀態(tài)監(jiān)測與維護

智能化管理系統(tǒng)可以實時監(jiān)測選礦藥劑生產設備的運行狀態(tài)，并根據(jù)預設的規(guī)則進行故障診斷和預警。同時，系統(tǒng)還可以提供設備維護的建議和指導，幫助延長設備壽命和減少停機時間。

2.3.3能耗管理與節(jié)能優(yōu)化

智能化管理系統(tǒng)通過對選礦藥劑生產過程中各個環(huán)節(jié)的能耗數(shù)據(jù)進行采集和分析，可以找出能源消耗較大的環(huán)節(jié)，并提出相應的節(jié)能措施。通過優(yōu)化工藝參數(shù)、改進操作方式等手段，實現(xiàn)節(jié)能減排目標。

2.3.4質量控制與質量追溯

智能化管理系統(tǒng)可以對選礦藥劑生產過程中關鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測，并根據(jù)預先設定的質量標準進行自動化控制。同時，系統(tǒng)還可以記錄和追溯生產過程中的關鍵數(shù)據(jù)，以確保產品質量的穩(wěn)定性和一致性。同時，智能化管理系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡連接實現(xiàn)對選礦藥劑生產設備的遠程監(jiān)控和操作，而管理人員可以隨時隨地了解設備運行狀態(tài)，并進行必要的調整和控制。

2.3.5人機界面與可視化展示

智能化管理系統(tǒng)通常會配備用戶友好的人機界面，以便操作人員直觀地了解設備狀態(tài)、生產進度等信息，并進行相應的操作。同時，系統(tǒng)還可以將采集到的數(shù)據(jù)以圖表、曲線等形式進行可視化展示，方便用戶理解和利用。

2.4機器人技術應用

現(xiàn)階段，機器人技術在選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造中發(fā)揮著重要作用。

2.4.1重復性與危險環(huán)境作業(yè)

（1） 基于機器人的自動化操作，機器人可以代替人工進行重復性、精細度要求高的操作，如樣品采集、試驗操作等。通過使用機器人執(zhí)行這些任務，可以提高操作的準確性和一致性，并減少了對人力資源的依賴。（2） 危險環(huán)境作業(yè)。選礦藥劑生產過程中可能存在一些危險環(huán)境，如高溫、有毒氣體等。機器人可以被設計和配置成能夠耐受這些環(huán)境，并且能夠完成相關作業(yè)任務，從而保護工作人員的安全。

2.4.2數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測

機器人配備傳感器和攝像頭等設備，可以實時采集選礦藥劑生產過程中各種參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)。通過機器學習和圖像處理算法分析這些數(shù)據(jù)，可以提供實時監(jiān)測和預警功能，幫助優(yōu)化生產流程。同時，在選礦藥劑生產設備中進行巡檢和故障檢測，通過傳感器和攝像頭等設備獲取設備運行狀態(tài)的信息。一旦發(fā)現(xiàn)異常或故障，機器人可以及時報警并提供相應的維護建議。

2.4.3自主導航與協(xié)作

（1） 機器人配備自主導航系統(tǒng)，能夠在工廠內自動定位、規(guī)劃路徑，并避開障礙物；同時，多個機器人之間還可以實現(xiàn)協(xié)同工作，完成更復雜的任務。（2） 機器人具有高精度和高速度的特點，在選礦藥劑生產過程中能夠更加準確地執(zhí)行操作，并且能夠以更快的速度完成任務，從而提高生產效率。（3） 通過機器人采集到的數(shù)據(jù)和圖像信息，結合數(shù)據(jù)分析算法和模型，在選礦藥劑生產中提供決策支持，例如根據(jù)機器學習算法對數(shù)據(jù)進行分析，預測設備故障概率，并制定相應的維護計劃。

2.5節(jié)能環(huán)保改造

在選礦藥劑生產設備的自動化與智能化升級改造中，節(jié)能環(huán)保是一個重要的考慮因素。

2.5.1能源管理系統(tǒng)

（1） 引入智能能源管理系統(tǒng)，對選礦藥劑生產設備的能耗進行實時監(jiān)測和分析。通過優(yōu)化設備運行參數(shù)和調整工藝流程，減少不必要的能量消耗，并提供節(jié)能建議。（2） 將老舊、低效的設備替換為新型高效設備，例如使用高效電機、變頻器等技術。這些新設備具有更好的性能和更低的能耗，可大幅度降低選礦藥劑生產過程中的能量損耗。

2.5.2“廢”利用

（1） 對于產生大量廢熱的選礦藥劑生產過程，可以采用廢熱回收技術，將廢熱轉化為可再利用的熱能或電力。這樣不僅可以降低對外部供暖或電力資源的依賴，還可以減少溫室氣體排放。（2） 廢水處理與回收，對于選礦藥劑生產中產生的廢水，應采取有效的廢水處理技術，將廢水中的有害物質去除或降低到符合排放標準。同時，可以考慮廢水回收利用，減少對淡水資源的消耗。

2.5.3節(jié)能燈與環(huán)保材料

（1） 在選礦藥劑生產場所使用節(jié)能燈，并結合自動化照明系統(tǒng)實現(xiàn)按需調節(jié)照明亮度。這樣可以避免不必要的能源浪費，并提高工作場所的舒適度。（2） 在選礦藥劑生產設備升級改造中選擇環(huán)保材料和設計方案。例如使用可再生材料、低污染材料等來替代傳統(tǒng)材料，并進行環(huán)保設計以減少對環(huán)境的影響。

3選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造的趨勢選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造的未來趨勢將涉及以下幾個方面。

3.1數(shù)據(jù)驅動和智能優(yōu)化

隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術的不斷發(fā)展，未來的選礦藥劑生產設備將更加注重數(shù)據(jù)的收集、分析和應用。通過對海量數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，可以實現(xiàn)設備運行狀態(tài)監(jiān)測、故障預警以及生產過程優(yōu)化等功能，從而提高生產效率和質量。

3.2機器學習與自適應控制

（1） 機器學習算法將在選礦藥劑生產設備中得到廣泛應用。通過訓練模型并利用實時數(shù)據(jù)進行反饋調整，設備可以實現(xiàn)自適應控制，根據(jù)不同條件下的變化調整參數(shù)，并優(yōu)化生產過程；（2） 機器人與無人化操作。未來的選礦藥劑生產設備將更多地引入機器人技術，實現(xiàn)無人化操作。機器人可以完成樣品采集、試驗操作等重復性任務，并在危險環(huán)境中代替人工作業(yè)。這樣不僅提高了安全性，還提高了操作的準確性和一致性。

3.3虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術將在選礦藥劑生產設備中得到應用。通過虛擬現(xiàn)實技術，可以進行設備模擬和操作培訓，減少人員對真實設備的依賴。而增強現(xiàn)實技術則可以提供實時數(shù)據(jù)顯示、操作指導等功能，提高工作效率和準確性。

3.4云計算與物聯(lián)網(wǎng)

云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術將進一步推動選礦藥劑生產設備的智能化升級。通過云平臺的數(shù)據(jù)存儲和分析，可以實現(xiàn)多設備之間的協(xié)同工作和遠程監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)技術則可以連接各種傳感器和設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫傳輸和集中管理。

3.5綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展

未來的選礦藥劑生產設備升級改造將更加注重綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。節(jié)能降耗、廢物利用、減少排放等環(huán)保措施將成為關鍵要素；同時，使用環(huán)保材料、設計低碳工藝等也將成為趨勢。

4結語

在遵循相關原則的基礎上，目前的選礦藥劑生產設備自動化與智能化升級改造主要集中自動化技術應用、數(shù)據(jù)采集與處理、智能化管理系統(tǒng)、機器人技術應用、節(jié)能環(huán)保改造等領域。未來發(fā)展趨勢主要是數(shù)據(jù)驅動和智能優(yōu)化、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實、云計算與物聯(lián)網(wǎng)、綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展等，有利于化工企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化轉型，從而提升生產效率、質量以及安全。

參考文獻：

［1］趙越峰，牟松.選礦藥劑生產企業(yè)自動化與智能化升級改造的現(xiàn)狀與趨勢［J］.有色礦冶，2022，38（4）：6366.

［2］羅斯恩，王櫻璇，楊陽，等.選礦藥劑企業(yè)發(fā)展過程中環(huán)境保護問題的管理策略［J］.有色礦冶，2021，37（3）：5557.

［3］李超，尚衍波，朱陽戈，等.基于CFD技術的選礦藥劑生產用反應釜流場特性研究概述［J］.礦產保護與利用，2019，39（5）：135139.

［4］劉加強，徐國強.常村煤礦選煤廠浮選藥劑應用分析［J］.煤炭加工與綜合利用，2019（5）：910，14.

作者簡介：王冰，男，吉林通化人，中級注冊安全工程師，本科，研究方向：化學工程與管理。