铁矿选矿厂选别作业自动控制的进展

铁矿选矿厂选别作业自动控制的进展

韩尧光

韩尧光

海南矿业股份有限公司选矿厂海南省昌江县572700

摘要：选矿过程自动化主要包括：破碎、磨矿分级、选别（包括浮选、磁选、重选、电选等）、脱水过滤及浓缩、尾矿输送等生产过程的自动控制。

关键词：铁矿；选矿；自动化技术

引言

正是在这种趋势下，选矿过程自动化应运而生，并在各种选矿行业中被广泛应用，尤其是在钢铁、钼选矿行业的广泛应用，自动化程度达到了前所未有的高度。从原矿破碎、球磨、分级机、浮选到尾矿处理，生产工艺较为复杂，传统控制以手动操作为主，靠工人的实际经验调节，产品质量的一致性较差，磨矿效率较低，金属回收率也得不到保障，精矿品位难以保证，自动化程度较低，工人劳动强度较大。

1.铁矿选矿厂选别作业自动控制的应用

1.1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至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。

1.2磨矿过程控制

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。

1.3浮选过程控制

（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。

（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。

2.铁矿选矿厂选别作业自动控制的发展

2.1自动化仪表的数字化、智能化和虚拟化

选矿自动化仪表的发展与其它行业自动化一样，经历了机械式、电子式、微机式几个层次；现场仪表是否具有数字化、智能化和通信化功能是现代仪表的标志性品格。检测仪表的数字化、智能化实现了同控制装置网络的连接，通过现场总线和工业以太网，实现多方向、多变量数据通讯。数字化的执行器可以直接接受数字信号控制调节阀开度和其他机构的行程。一些自动化仪表不再是传统意义上的有形仪表，而是软件的虚拟功能体。

2.2控制系统的分布化技术

传统的工业自动化系统都采用具有集中运算能力的中央控制器，软件程序是面向过程的、需要做大量程序开发工作。微软公司的Windows平台提供了组件对象模型技术（COM）或分布式组件对象模型技术（DCOM），为实现分布式自动化提供了技术基础，它们之间可以相互通信并共享数据，并通过网络相互连接、相互交换数据，就像在本地一样。分布式自动化大大提高了系统的开放性、一致性和适用性，使系统具有统一的工程和数据模型，从而大大降低了工程项目从系统设计、系统集成、交付投运、开车运行直至技术维护阶段的总成本。

2.3基于PC的自动化和WEB技术

基于PC自动化系统的典型配置是在工业PC中插入一个现场总线通信卡，通过现场总线与现场的各类I/O模块、控制器相连接，可以存取现场的所有数据，以完成传统PLC或DCS装置所能完成的各种数据处理和控制任务。随着WEB技术的日趋成熟，将WEB技术用于工业控制已成为一个新热点。通过在工业控制底层的现场设备中运行嵌入式WEB服务器，可用标准浏览器在Internet的远端对这些设备进行访问与控制，从而实现了基于WEB的远程监控、诊断和系统维护。

2.4工业以太网技术及OPC技术

现场总线技术在不同厂家设备的相互通信与相互操作问题很难解决，组网规模不能太大。于是现场总线开始转向以太网。现在，工业以太网技术已经被工业自动化系统广泛接受。不同工业以太网设备采用相同的通信协议，易于不同厂家的产品混合使用。相对于DCS系统，其布线量大大减少。近年来称为万能连接桥的OPC技术得到了巨大发展和广泛应用，OPC可以向用户提供不依靠于特定开发语言和开发环境的可以自由组合使用的过程控制软件或组件产品。OPC诞生之前，智能设备之间的接口没有统一的标准。OPC的产生可以使不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化，使其间的数据交换更加简单化。

2.5工业无线通信技术工业无线通信技术

具有数据传输速率高、区域广泛、性价比高、抗干扰能力强、以及系统维护成本较低等优点，因而成为继现场总线和工业以太网之后，工业自动化领域的又一热点技术，已成为现有有线通信系统发展的重要补充。工业无线通信技术可以借助移动通信网、GPS等渠道实现通信。非常适用于距离较远且不便布线的场合。

3.结语

尽快实现铁矿选矿过程的信息化以及自动化已经成为普遍的发展趋势，同时，随着其它技术的不断发展，新型技术、设备、传感器以及自动控制等越来越多的应用于铁矿选矿过程，这些，正是提高选矿质量和矿物有效、综合利用必有之路，相信随着各行业的发展，铁矿选矿自动化技术必将得以迅速提高，为我国经济的发展、产生综合效益带来不可忽视的作用。

参考文献：

[1]郭彪，刘晓玲.选矿自动化中计算机的应用探讨[J].硅谷.2010（20）

[2]张绵慧，薛向军.选矿自动化控制系统与流程设计[J].硅谷.2012（12）

[3]郭彪，刘晓玲.选矿自动化中计算机的应用探讨[J].硅谷.2010（20）

[4]张晓兰，郭飞华.自动化系统在选矿作业的应用与实践[J].采矿技术，2009（01）.