選礦廠破碎流程自動化控制工程設計

李 哲

沈陽有色冶金設計研究院，遼陽 沈陽 110003

進入本世紀，可持續發展戰略已成為資源性產業的頭等大事，選礦行為作為資源性產業重要的組成部分，必須面對“持續”和“發展”這兩大問題。

選廠的自動控制系統包括設備層和軟件層。硬件設備是構成整個自動化系統的強有力基礎。軟件則為實現自動化系統提供了有力的保障

1 工藝簡介

全廠破碎工藝過程主要包括以下幾個方面:礦石粗碎、礦石中碎、礦石細碎和礦石篩分生產過程。

2 自動化流程簡介

破碎機給礦自動控制研究；工藝流程順序控制研究；金屬探測與報警控制；料倉料位檢測及控制；可編程邏輯控制器（PLC）實現破碎篩分自動控制系統；可編程邏輯控制器（PLC）之間的通信。

3 現就針對過程控制

根據選廠工藝流程特點，在設計時將整個工藝過程的控制劃分為中破碎系統、細破碎系統、篩分系統。這些子系統在控制上形成了破碎篩分流程控制的各個反饋環節，繼而實現整個工藝流程的優化控制。

中破碎自動控制，實現順序控制；通過中破礦倉料位檢測，中破機腔料位檢測，中破機給礦量檢測，實現中破機擠滿式給料和恒功率控制，中破機潤滑油路檢測與保護自動控制等。

細破碎自動控制，在三段一閉路系統中基本跟中破碎系統的控制要求是一樣的。

篩分自動控制:實現篩分礦倉料位檢測，粉礦礦量檢測，粉礦倉料位檢測與布料控制功能等。

4 現就一選礦廠改造

原設計選礦廠設計規模為6500t/d，由于主礦體生產規模由6500t/d核定為4500t/d，現新增東南礦體規模為3000t/d，故需對6500t/d選礦廠進行擴建改造，使選礦廠處理能力達到7500t/d。

4.1 增加的過程檢測和控制的主要內容

4.1.1 破碎與篩分

由于工藝增加了1臺中碎、1臺細碎，則本次設計變化相應的內容有:

1）中碎及細碎圓錐破碎機功率檢測控制，軸承溫度及潤滑油系統的檢測控制由破碎機廠家隨設備成套供應，其控制信號與原選廠全廠控制系統聯網；

2）增加細碎振動給礦機變頻調速控制系統。

4.1.2 磨礦工段

原磨礦工段設有二組Ф4270×6100的球磨機及水力旋流器。粉礦經粉礦倉緩沖后下到帶式輸送機至球磨機磨礦旋流器分級后至浮選工段。兩組磨機及旋流器系統的檢測控制系統相同且維持原有檢測系統不變。

4.1.3 浮選工段

來自旋流器溢流進入浮選工段，采用硫化礦選礦及氧化礦選礦流程。其主要增加的檢測和控制內容有:

1）在新增的2臺給礦攪拌槽設pH計，對其pH值連續檢測指示；

2）浮選槽液位調節系統。在新增的2組浮選槽設液位計，將信號送至選廠主控室。調整浮選槽氣動執行機構位置，使浮選槽液位控制在期望值；

3）浮選槽充氣量調節。在新增的2組浮選槽充氣管上，設氣動調節閥門。分別調整到每組浮選槽的充氣量。充氣閥門開度通過閥位變送器，送到選廠主控室顯示；

4）新增的浮選柱的檢測控制系統隨浮選柱生產廠家成套帶來，并將信號送至全廠控制系統，增加1臺DN40的沖洗水調節閥；

5）浮選X熒光分析系統不變；

6）加藥控制系統。新增的l套程控加藥機，其加藥PLC控制系統隨加藥機成套帶來，并考慮與原控制系統連網；

7）新增的的渣漿泵設水封水斷流報警檢測儀表，共10臺；

8）新增的2臺鼓風機、1臺空壓機的檢測和控制儀表隨設備帶來。

4.1.4 精礦脫水

浮選工段精礦經精礦濃縮機濃縮，通過變頻調速泵輸送至緩沖攪拌槽后，再用泵送至壓濾機，最后，精礦通過皮帶送至精礦堆，其主要檢測及控制變化內容有增加1臺壓濾機，其控制系統隨壓濾機成套帶來，并將其信號送至全廠控制系統。

4.1.5 尾礦分級與輸送泵站

來自浮選尾礦經旋流器分級后，粗砂至礦漿池經粗砂泵加壓后，送至充填攪拌站，其溢流經尾礦濃密機濃縮后，經三級串聯砂泵站送至尾礦庫，由于工藝設備未變化，其主要檢測及控制內容也無相應的增加。

4.1.6 水處理站及其它

在水處理站內，分別設電磁流量計，對全廠生產用水、生活用水等進行計量，其檢測儀表不變化。

4.2 原選礦廠需改造的內容

經過一段時間的運行，發現原控制系統的編程和控制系統設備存在一些問題，改造有:

1）對原控制系統DCS存在的硬軟件問題，需進行完善，如將DCS與加藥機、浮選柱等信號進行連接，另外包括的信號有尾礦輸送泵站壓力信號連接，DCS自動控制系統的PID調節回路投入運行、DCS的報警和報表軟件的完善、選廠管理系統網絡的連接；

2）將原工業電視監控系統恢復投入應用；

3）將原粒度儀由于取樣器的問題解決，恢復投入運行；

4）根據現場工藝運行需要，增加旋流器至浮選槽的礦漿濃度檢測的核輻射濃度計1臺；

5）由于新的選礦廠產能增加，部分現場檢測儀表的儀表量程可能發生變化，需要調整以滿足新的產能需要。

5 主要儀表選型

新增的儀表盡量與原來的型號相同，以減少全廠的備品備件，新增的主要儀表類型有:

1）壓力儀表

對于礦漿壓力測量其遠傳信號采用隔膜式壓力變送器。一般就地壓力指示儀表，選用彈簧管壓力表。

2）濃度計、pH計

對于礦漿濃度的測量，采用管上核輻射式濃度計。pH測量采用pH計。

3）流量

對于氣體流量測量，采用節流裝置和差壓變送器相配套的方式。

4）執行機構

在選礦廠，執行機構選用氣動執行機構。一般調節閥選用單座調書閥或調節蝶閥。

通過運用綜合自動化系統，最終達到勞動生產率位于國內領先水平。通過設備監控與設備安全管理，達到保障設備安全運行、減少設備故障停機時間，提高設備作業率。通過對能耗、物耗的管理及生產成本的監控，到達強化管理、節省能耗、降低成本的目的。通過實施綜合自動化控制系統，減少污染、改善作業環境與勞動強度，實現文明生產。

[1]有色冶金企業電氣設計手冊.冶金工業部長沙有色冶金設計院編制.

[2]電氣傳動自動化技術手冊.機械電子工業部 天津電氣傳動設計研究所編著.