选矿自动化技术的应用及发展

选矿自动化技术自二十世纪四十年代发展以来，经过 70 多年的发展，已经取得了飞速的进步。在传统选矿技术之中，工人依靠自身经验进行手动选矿，无法对生产过程无法进行准确、及时的控制，从而达不到生产指标的要求。实现选矿生产自动化以后，通过使用一些自动化水平较高的设备，不仅减少了生产成本，而且使产品质量和生产效率得到提高，降低了原材料的损耗，使工人的劳动强度降低。我国近几年不断发展的自动化选矿技术，对选矿过程中的影响因素进行综合性的考虑，随着矿石性质的改变，对各种变量进行及时的控制，提高了选矿的质量。选矿自动化生产主要包含以下几个方面：浮选、磨矿和破碎等，通过使用计算机网络对生产管理和调度进行自动化管理，使生产过程达到最优状态，提高了回收率、精矿品位和产量，最终实现减少消耗和提高质量的目的。

1、破碎过程控制

破碎机是生产过程中的重要设备，具有粒度均匀、耗能少、产量高和破碎比高的特征，经过多年的改进与发展，破碎系统和设备取得了长足的发展。国内外很多厂商都对设备进行了完善和改进，取得了良好的效果，推出了节能、可靠和高效的产品。在破碎设备上配置了自动控制装备和检测仪表，从而达到了提高产量、稳定操作和设备保护的目的。

我国矿山现有破碎机以 20 世纪 60_70 年代老设备居多 ，并一直在生产中发挥着重要的作用。若对这些老设备进行自动化改造，实现自动控制，具有良好的现实意义。

2、磨矿过程控制

在选矿工艺中，磨矿作业是一个必不可少的重要工艺环节，其工作状态的好坏对选矿工艺指标、能源消耗以及生产成本的影响至关重要，直接关系到选矿生产的处理能力、磨矿产品的质量，对后续作业的指标乃至整个选矿厂的经济技术指标有很大的影响。为了充分挖掘磨矿分级作业的内在潜力，寻求高效的有效途径，对磨矿分级自动控制的试验研究具有十分重要的意义。磨矿系统有 4 个主要的技术的指标：球磨机台时处理量、磨矿粒度、磨矿浓度和溢流浓度。影响这些技术指标除了原矿性质以外，还与排矿水量、返砂水量、磨机充填率等因素有关。因此，有必要对磨矿系统实施自动控制，其目的是为了提高磨机效率，稳定分级溢流粒度，为选别作业提供合格的溢流产品。

磨矿作业是一个十分繁琐的过程中，具有很强的耦合性，只依据单输出和单输入的PID 很难对回路进行有效的控制，因此，应该使用模糊控制器，保证回路能够协调的工作，最终实现整个系统的自动化操作，针对回路的特征，应该使用不同的策略进行控制，在简单的回路之中，可以使用智能 PID 进行控制，在复杂的回路之中，使用模糊控制和串级控制等。各智能 PID 控制回路的给定值由一个模糊控制器根据系统运行情况自动计算。当矿石硬度、粒度、磨机介质、负荷量等发生变化时，球磨机的最佳处理量将发生变化，这时磨矿作业的控制参数必须及时作出相应的调整。

磨矿过程自动控制系统包括：磨机给矿量自动控制，磨矿浓度自动控制，细碎矿仓料位自动控制，旋流器泵池液位自动控制、给矿浓自动控制度、给矿压力自动控制，实现智能给水、给矿及磨机工况的自动分析、故障判断、历史资料归档、事故报警、故障保护等。按照结构简单、运行可靠、操作方便的原则，对破碎控制系统、自磨一细碎一磨矿控制系统实施控制，并引入国外成熟的优化软件调节整个过程，协调系统稳定地运行。在磨矿闭路环节中引入“实验”模型，实现了功率、旋流器沉砂、原矿性质等多因素的综合分析判断，在磨矿作业中实现了先进的控制理论与矿山现场工业实践的结合。

3、浮选过程控制

3.1 加药过程控制

在浮选过程中，加药是一个重要的环节，加药会对选矿指标产生直接的影响，在传统的选矿工作之中，一直使用人工加药的方式，使用人工调节的方式进行控制，在人工操作 的过程中，受到技术经验、熟练程度、责任心和经历等因素的制约，无法针对过程的变化情况进行有效的调节，随着选矿企业自动化、连续化和大型化的发展，对加药系统的自动化水平提出了进一步的要求，以往使用的管理方式不能与现在相适应，加强加药系统中的自动化水平已经成为了十分迫切的需求。 我国目前的加药控制系统一般使用流量控制的方式，在管道上配置电磁流量计，通过 DCS 系统控制管道上的调节阀或加药泵的变频器这两种方式来实现。

3.2 浮选槽液位控制

在浮选生产过程中，准确控制浮选槽液位，将浮选槽中矿浆液面保持稳定，对于提高浮选指标具有重要的作用，不但能稳定浮选作业，而且有利于提高有用矿物的回收率和品位等浮选指标。浮选槽液位检测的几种方法：电容式液位计、吹气式液位计、浮子式液位变送器以及超声波传感器。采用超声波传感器方法测量矿浆液位可避免前面 3 种方法测量的不稳定和不可靠的问题，通过在国内实践(采用特殊设计的浮子及连杆机构)，超声波矿浆浮选槽液位计使用良好，免维护，克服了其它方式检测矿浆浮选槽液位计的缺点，解决了以前浮选槽液位计不好用及泡沫层厚度不能检测的难题，给国内选矿厂的浮选槽矿浆液位检测设计提供了一个很好的手段。但由于浮选机使用机械搅拌式装置，搅拌强度较大，故矿浆液位较难精确自动控制。

4、选矿自动化存在的主要问题及发展趋势

4.1 选矿自动化存在的主要问题

选矿设计不切合实际，主要表现在设计不合理;仪表选型不合适，不能充分发挥其性能，对生产过程中仪表可能出现的问题没有充分估计。

很多选矿厂在自动化系统投入后，没有进行定期的维护，缺乏科学的、系统的维护体系，没有聘请专业的人员进行，在系统出现问题的时候，无法进行有效的解决，使系统处于瘫痪状态。而且选矿厂在设备投入运行之后，没有必备的备品和备件，在问题出现之后无法进行维修，对整个生产过程产生了严重的影响。

4.2 选矿自动化的发展趋势

虽然我国选矿自动化应用等方面还存在着很多问题，但是，随着计算机技术，控制技术和电子技术的飞速发展，我国的选矿自动化技术得到了飞速的发展。现代集成的制造系统使选矿自动化能够将先进的工艺水平、管理技术和控制技术等信息技术结合，对企业的整体进行管理和控制，最终提高企业的运行水平，提高企业的市场竞争水平。

现我国经济的可持续发展。

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