選礦自動(dòng)化是在選礦生產(chǎn)中，采用儀表、自動(dòng)裝置、電子計算機等技術(shù)和設備，對選礦生產(chǎn)設備狀態(tài)和選礦生產(chǎn)流程狀況實(shí)行監測、模擬、控制，并對生產(chǎn)進(jìn)行管理的技術(shù)。
據統計，選礦廠(chǎng)采用自動(dòng)控制技術(shù)以后一般可使設備的生產(chǎn)能力提高10%-15%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高25%-50%，生產(chǎn)成本降低3%-5%，能源消耗減少5%-40%，同時(shí)能顯著(zhù)提高選礦回收率等生產(chǎn)指標。
選礦過(guò)程自動(dòng)化主要包括：破碎、磨礦分級、選別（包括浮選、磁選、重選、電選等）、脫水過(guò)濾及濃縮、尾礦輸送等生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。
1、破碎的自動(dòng)控制
破碎工序是選礦作業(yè)的第一道工序，在選廠(chǎng)的整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程中，破碎起著(zhù)為后續作業(yè)提供物料的作用，但是破碎工序存在能耗大、能量轉換效率低等問(wèn)題。對破碎系統進(jìn)行自動(dòng)化控制能夠實(shí)現“多碎少磨”、低能耗、高效益，提高破碎的綜合處理能力等目標。
破碎自動(dòng)化控制有兩個(gè)重點(diǎn)：
一是優(yōu)化粗、中、細碎的負荷配置；
二是優(yōu)化碎礦與磨礦之間的負荷配置，即破碎應盡可能為磨礦提供最佳粒度分布的入磨礦石原料。
某半移動(dòng)破碎站控制系統網(wǎng)絡(luò )
目前，國內在碎礦過(guò)程自動(dòng)化控制方面主要以連鎖控制為主，即：
破碎自動(dòng)化控制系統利用先進(jìn)的檢測設備，通過(guò)對油溫、油壓的檢測，實(shí)現對破碎機安全工作狀態(tài)的分析和報警；
通過(guò)對破碎機負荷的檢測和分析，實(shí)現破碎機優(yōu)化給礦控制；
通過(guò)對料倉料位的檢測和各破碎機能力的分析，實(shí)現自動(dòng)布料和破碎機負荷優(yōu)化平衡控制；
此外還要對主要皮帶的跑偏、打滑實(shí)施自動(dòng)化控制，以及對相關(guān)設備實(shí)施邏輯連鎖與保護控制。
通過(guò)以上措施確保整個(gè)破碎系統安全、穩定、高效地運行，從而達到保護機械設備、穩定操作、提高效率以及降低能耗的目的。
2、磨礦分級的自動(dòng)控制
磨礦分級是破碎的后續作業(yè)，也是入選前物料準備的最后一道作業(yè)。磨礦分級作業(yè)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響著(zhù)選別作業(yè)的指標以及整個(gè)選礦廠(chǎng)的效益。
磨礦分級自動(dòng)化控制原理
通過(guò)采用先進(jìn)的控制方式，對磨機負荷和給水量等因素進(jìn)行綜合分析判斷，可實(shí)現對磨機給礦、磨礦濃度、分級溢流濃度和粒度的優(yōu)化控制，磨機球荷球比的分析和調整，磨機油路潤滑系統的安全保護等；同時(shí)，還能實(shí)現磨礦分級作業(yè)參數的自動(dòng)檢測、顯示和各種故障報警，使磨礦分級作業(yè)始終在最優(yōu)的狀態(tài)下運行。對磨礦分級實(shí)施自動(dòng)化控制能夠有效地解決其生產(chǎn)能力偏低、能耗較高、過(guò)磨、欠磨等問(wèn)題。
磨礦分級作業(yè)是一個(gè)非線(xiàn)性的過(guò)程，參數的藕合性很強，僅靠單輸入、單輸出的PID控制回路很難取得較好的控制效果，必須由一模糊控制器進(jìn)行協(xié)調，確保各控制回路的工作協(xié)調進(jìn)行，才能實(shí)現磨礦分級控制系統的自動(dòng)化控制。
3、浮選過(guò)程的自動(dòng)控制
浮選過(guò)程需要控制的內容主要有：給礦量、浮選濃度、浮選礦漿PH值、浮選藥劑量、浮選槽液位、浮選槽的充氣量、泡沫刮出量等。國內浮選機械設備自動(dòng)化，主要是對浮選加藥、浮選pH值、礦漿液面等進(jìn)行自動(dòng)控制。
?。?）浮選加藥自動(dòng)控制
浮選過(guò)程是有用礦物成分的選別和富集過(guò)程，加藥過(guò)程的好壞直接影響到浮選的指標。對加藥過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制能夠克服工人不能及時(shí)對浮選過(guò)程的變化做出相應調整所造成的不良影響。
浮選自動(dòng)加藥控制系統是一種可遠距離自動(dòng)控制及調節的準確定量、定時(shí)加藥裝置，采用程序控制加藥機進(jìn)行自動(dòng)給藥，可同時(shí)控制多個(gè)藥點(diǎn)的給藥量。
目前，國內浮選自動(dòng)化藥劑添加系統多采用流量控制方法，控制系統主要分為控制部分和執行機構，其中工業(yè)中多采用PLC進(jìn)行控制，執行機構多采用電磁閥和加藥泵，由于電磁閥成本較低，維護方便，現場(chǎng)應用最多的是電磁閥式控制。
?。?）浮選pH值自動(dòng)控制
pH值是浮選作業(yè)最重要的參數，pH值是否合理直接影響到生產(chǎn)指標。直接對礦漿進(jìn)行pH值的檢測確有較大的難度，礦漿對電極的粘附、氣泡附于電極表面都對測量精度有較大影響。測量礦漿pH值一般需要輔助測量裝置，以保證pH電極在較好的條件下進(jìn)行測量。
?。?）浮選槽液位自動(dòng)控制
在選礦生產(chǎn)過(guò)程中，準確控制浮選槽液位和充氣量，保持液面穩定，不但能穩定浮選作業(yè)，而且有利于提高有用礦物的品位和回收率等浮選指標。
在浮選作業(yè)中，對浮選槽液位和充氣量進(jìn)行控制一直是個(gè)難題，國內目前大多采用間接測量的方法。近年來(lái)在浮選槽檢測礦漿液位時(shí)，多采用浮子式液位變送器，也有的采用超聲波測量浮球位移的浮選槽液位計進(jìn)行液面檢測。
浮選柱沒(méi)有劇烈攪拌，可通過(guò)間接測量法測得液位的實(shí)際高度，通過(guò)調節尾礦閥的開(kāi)度或泵的轉速，控制尾礦量的排出，達到穩定液位的目的。
4、產(chǎn)品及尾礦輸送的自動(dòng)控制
對濃縮池可以安裝自動(dòng)化控制儀器和監控設備，配置液位監測儀器，安裝濃度檢測儀等，通過(guò)監測設備獲取對應數據，經(jīng)過(guò)計算機系統的分析判斷，自動(dòng)輸出調節指令，實(shí)現自動(dòng)調節液位高低，根據濃度調節礦漿流量等，減少人工調節的不及時(shí)或者造成淤塞等。
尾礦輸送可通過(guò)自動(dòng)化設備來(lái)分配礦漿量的自動(dòng)分流，實(shí)現渣漿泵工作負荷最佳匹配，避免因負荷過(guò)大對設備的損害。
由以上各作業(yè)系統的自動(dòng)化設備儀器形成綜合的自動(dòng)化體系設備，再由相應的計算機系統將各部分自動(dòng)化模塊集成，就構成了選礦廠(chǎng)的自動(dòng)化體系，實(shí)現整個(gè)選礦廠(chǎng)的自動(dòng)化信息集成處理，通過(guò)專(zhuān)職技術(shù)人員進(jìn)行數據挖掘分析，完善自動(dòng)化體系模塊，做到對整個(gè)選礦廠(chǎng)的數據全面分析，根據需要統一調度，實(shí)時(shí)監控，實(shí)時(shí)調節，同時(shí)，也可以隨時(shí)獲取生產(chǎn)成本，并將生產(chǎn)指標不斷優(yōu)化。
5、老舊及中小型選廠(chǎng)自動(dòng)化改造的建議
由于我國很多選礦廠(chǎng)為老舊及中小型選廠(chǎng)，礦山設備老化，生產(chǎn)規模較小或者資源進(jìn)入了瓶頸期，全面安裝自動(dòng)化設備會(huì )導致一次性投人大，改造難度大，或者與原有設備無(wú)法匹配，同時(shí)也缺少相應的操作自動(dòng)化設備的專(zhuān)業(yè)人才。隨著(zhù)礦業(yè)成本不斷增加，礦山應進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)的改革。
基于此，建議老舊及中小型選廠(chǎng)的自動(dòng)化技術(shù)改造工作可先從破碎、磨礦分級和選別系統等部分重要環(huán)節開(kāi)始，能降低一次性投入，回收成本時(shí)間短，對設備適應性強。
?。?）在諸多選礦設備中，磨機運行成本最高、能源消耗最大，磨機運行狀態(tài)和效率的控制是實(shí)現磨礦過(guò)程節能優(yōu)化的關(guān)鍵。如果能夠及時(shí)掌握磨機內物料裝載量、磨機內物料濃度粒度狀態(tài)、襯板磨損程度等設備狀態(tài)信息，就能夠及時(shí)調整磨機操作條件，使得磨機處理量最佳、運轉效率最優(yōu)、維護保養及時(shí)。因此，磨機狀態(tài)監測技術(shù)一直是礦業(yè)技術(shù)研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，可建議優(yōu)先配置磨礦自動(dòng)化監測技術(shù)。
?。?）浮選泡沫狀態(tài)分析技術(shù)，在實(shí)際礦物選別生產(chǎn)中，浮選泡沫表面視覺(jué)特征，如顏色、大小、流速、紋理等依靠人工觀(guān)察，主觀(guān)性強、誤差大、效率低，無(wú)法實(shí)現浮選狀態(tài)的客觀(guān)評價(jià)與認知，造成生產(chǎn)過(guò)程不穩定，礦物原料流失嚴重，藥劑消耗量過(guò)大，為此，將機器視覺(jué)應用到礦物浮選過(guò)程的監控中，可以提髙浮選過(guò)程的回收率。
總之，根據實(shí)際需求，挖掘選礦廠(chǎng)的經(jīng)濟技術(shù)需求，選好合適的自動(dòng)化儀器，是值得每個(gè)老舊及中小型選廠(chǎng)重視的新內容。
6、選礦自動(dòng)化的發(fā)展趨勢
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和對選礦自動(dòng)化的重視，以及在激烈的市場(chǎng)環(huán)境競爭壓力下，國內選礦自動(dòng)化將得到迅速發(fā)展，以下幾點(diǎn)是選礦自動(dòng)化發(fā)展的主要趨勢。
?。?）先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)與新型選礦工藝和高效節能選礦設備的結合
傳統選礦工藝和設備在能耗、成本、環(huán)保、效率等方面有局限性，一些新型的選礦工藝和選礦設備正在逐步改進(jìn)或替代原有的生產(chǎn)方式。把自動(dòng)化技術(shù)與新的工藝和設備進(jìn)行結合能夠更好地實(shí)現“高效益、低能耗、無(wú)污染”的生產(chǎn)。
?。?）不斷向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò )化等方向進(jìn)步發(fā)展
現代選礦企業(yè)的自動(dòng)化系統已經(jīng)從對某個(gè)單獨系統獨立的管理監督逐漸的向網(wǎng)絡(luò )集成方向發(fā)展，通過(guò)對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監控、管理實(shí)現對整個(gè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化運行，智能化和系統集成化是選礦企業(yè)的重要研究方向。
?。?）自動(dòng)化技術(shù)的遠程化發(fā)展
選廠(chǎng)的地址一般都比較偏僻，當選礦設備出現問(wèn)題，同時(shí)廠(chǎng)內的技術(shù)人員無(wú)法解決，而其他聯(lián)絡(luò )方式也無(wú)法起作用時(shí)，只能等待選礦設備廠(chǎng)商技術(shù)人員上門(mén)維護，在設備停止工作的那段時(shí)間里，無(wú)法避免的會(huì )對選礦廠(chǎng)造成一定的經(jīng)濟損失。如果設備廠(chǎng)家能遠程監控設備運行狀況，就能指導廠(chǎng)內技術(shù)人員進(jìn)行維護，及時(shí)的解決故障。
?。?）選礦自動(dòng)化向著(zhù)數字化方向發(fā)展
隨著(zhù)計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，選礦廠(chǎng)必然向著(zhù)數字化的方向發(fā)展。隨著(zhù)選礦企業(yè)將信息管理局域網(wǎng)和各個(gè)獨立的生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò )有機地連接起來(lái)，實(shí)現底層的控制信息和中間層的管理信息及高層的決策信息高度集成，最終將實(shí)現選礦企業(yè)的數字化管理。
近年來(lái)，國內環(huán)保、安全形勢嚴峻，選礦企業(yè)的經(jīng)濟效益普遍下滑，同時(shí)選礦行業(yè)還面臨著(zhù)生產(chǎn)成本高和資源綜合利用率低等問(wèn)題。選礦自動(dòng)化技術(shù)在降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、穩定生產(chǎn)指標、企業(yè)減員增效等方面帶來(lái)了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，實(shí)施自動(dòng)化控制是選礦企業(yè)提高生存能力和市場(chǎng)競爭能力的必由之路。
參考資料：我國選礦自動(dòng)化的現狀及發(fā)展趨勢，杜五星等；礦業(yè)新形勢下選礦自動(dòng)化技術(shù)應用及建議，作者：陳軍等
時(shí)間：7月10-12日，地點(diǎn)：北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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