選礦過(guò)程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及發(fā)展探討

黃克連

摘 要：近年來(lái)，對(duì)有限資源綜合回收利用引起了人們的關(guān)注，并逐漸實(shí)現(xiàn)了信息化和自動(dòng)化，為選礦行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了較大便利。在選礦行業(yè)不斷發(fā)展過(guò)程中，其應(yīng)逐漸推廣自動(dòng)化技術(shù)，從而更好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)框架的進(jìn)一步優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：選礦；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；自動(dòng)化

隨著我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采深度的不斷增加，礦石貧、雜、細(xì)及種類(lèi)多，對(duì)有限資源綜合回收利用提出了新的要求，選礦工藝對(duì)設(shè)備、電氣和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，大型設(shè)備機(jī)電一體化化、選礦過(guò)程自動(dòng)化控制已經(jīng)成為用戶(hù)的迫切需求。

1 選礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述

根據(jù)生產(chǎn)工藝的流程特點(diǎn)及其對(duì)自動(dòng)化的要求，整個(gè)工藝流程的自動(dòng)化控制采用儀電合一的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)EIC）完成?，F(xiàn)場(chǎng)儀表檢測(cè)信號(hào)直接（或現(xiàn)場(chǎng)值班室顯示后）進(jìn)入EIC，由EIC完成數(shù)據(jù)的顯示、報(bào)警和控制。EIC主要由高性能操作站和控制站組成，操作員通過(guò)操作站對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行操作、管理和監(jiān)視。生產(chǎn)中的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)都可以在操作站的顯示器上顯示。

2 選礦過(guò)程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及發(fā)展分析

2.1 開(kāi)路破碎控制

一般來(lái)說(shuō)原礦通過(guò)顎式破碎機(jī)碎成粗礦后，進(jìn)入緩沖倉(cāng)，并依次經(jīng)過(guò)板式給料機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)輸送到粗礦倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)藏。膠帶運(yùn)輸機(jī)是一體化設(shè)備，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)高地位報(bào)警發(fā)出信號(hào)的時(shí)候，運(yùn)輸車(chē)就會(huì)停止送礦工作，低報(bào)警發(fā)出信號(hào)的時(shí)候，是對(duì)重型板式給料機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)工藝條件，可以對(duì)生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)順流程開(kāi)車(chē)、逆流成停車(chē)。

2.2 磨礦控制

磨礦工藝過(guò)程的控制目標(biāo)是為浮選提供合格的產(chǎn)品，要求產(chǎn)品達(dá)到合格的礦漿粒度，合格的礦漿濃度。磨礦過(guò)程采用半自磨工藝。原礦經(jīng)粗碎、半自磨和篩分后，篩上物料經(jīng)頑石破碎回半自磨，篩下經(jīng)水力旋流器分級(jí)，沉砂送球磨機(jī)再磨，簡(jiǎn)稱(chēng)SABC流程。（1）在SABC流程中，除鐵和脫泥是流程成功的關(guān)鍵。礦石在開(kāi)采和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，礦石中會(huì)含有鐵件物質(zhì)，這對(duì)碎礦設(shè)備產(chǎn)生著嚴(yán)重的影響。而除鐵能夠充分保證碎礦機(jī)的安全運(yùn)行。如果礦石中含有鐵件，在進(jìn)入磨礦設(shè)備的時(shí)候，會(huì)比較容易卡住排礦口，從而造成事故，阻礙生產(chǎn)。為了避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，必須要清楚礦石中的鐵件，防止鐵件進(jìn)入破碎機(jī)中。洗礦是脫泥的主要手段，清洗礦石表面的粘土或污泥。由于受到長(zhǎng)期風(fēng)化，因此而產(chǎn)生礦床。在礦石的開(kāi)采和運(yùn)輸過(guò)程中，會(huì)摻入許多雜物和黃泥，比較容易塞篩孔和分析儀取樣器，從而影響分析精度，無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制目標(biāo)，因此必須要進(jìn)行洗礦工作。（2）磨機(jī)的充填率決定這磨機(jī)功率的消耗。電能的消耗量與填充量成正比，電能消耗量增加，填充量便會(huì)相應(yīng)的增加，一旦超過(guò)穩(wěn)定的充填率，磨機(jī)就會(huì)不按比例增加，甚至還會(huì)超過(guò)臨界填充率，出現(xiàn)漲肚現(xiàn)象。（3）磨礦細(xì)度是磨礦作業(yè)的重要標(biāo)準(zhǔn)，因此必須要保證磨礦產(chǎn)品的細(xì)度，充分保證磨礦設(shè)備良好的充填率。（4）磨礦設(shè)備的填充率與沖擊效率、襯板質(zhì)量之間有著十分緊密的關(guān)系。磨礦設(shè)備的襯板率如果不符合要求，將會(huì)降低鋼球的提升高度，偏離落點(diǎn)位置，音頻信號(hào)變化，礦石密度變化，從而使得填充率也發(fā)生變化。如果磨礦設(shè)備的填充率由其靜壓力決定，會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)內(nèi)部料的底部位置發(fā)生變化，從而減小沖擊力度。

2.3 浮選設(shè)備的控制

浮選機(jī)是浮選過(guò)程的基本單元。浮選生產(chǎn)過(guò)程要求浮選機(jī)中合格的入選礦漿，在有效的流體動(dòng)力學(xué)和適合的化學(xué)環(huán)境條件下，形成穩(wěn)定的高質(zhì)量泡沫層和理想的泡沫速度。如何提高浮選機(jī)的可控性，將浮選自動(dòng)化推向新的高度巳成為現(xiàn)實(shí)。

在浮選正常生產(chǎn)過(guò)程中，需要合格的入選礦漿，產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，并在化學(xué)環(huán)境下，提高泡沫層和泡沫速度的穩(wěn)定性。在采用浮選藥劑以后，浮選機(jī)中的礦漿便會(huì)進(jìn)行混合以及涌過(guò)泡沫層的處理，科學(xué)的回收不同粒級(jí)的礦物。而入選中的礦物會(huì)根據(jù)其不同的粒級(jí)，在浮選的時(shí)候會(huì)具備不同的行為和反應(yīng)。在進(jìn)行粗選的時(shí)候，回收粒級(jí)比較細(xì)小的礦物收，以此提高剪切力，從而傳遞能量，對(duì)液體界層進(jìn)行突破。

清理粘附在浮選機(jī)上的氣泡，提高泡沫的負(fù)載率。而對(duì)于粗粒級(jí)的礦物，不能出現(xiàn)跑槽的現(xiàn)象，保持半層流的運(yùn)動(dòng)，保證礦粒不從氣泡上掉下來(lái)。礦石的成功選別主要取決于礦漿的藥劑類(lèi)型、酸堿程度、用藥量等方面的選擇，按照工藝要求g/t的標(biāo)準(zhǔn)，有效的控制藥劑用量，是保證礦石成功選別的一種主要手段。浮選機(jī)具有可控性，其主要以現(xiàn)在泡沫性質(zhì)的控制。顆粒在泡沫中停留的時(shí)間與泡沫層的厚度有著密切的聯(lián)系。但是，如果泡沫層過(guò)厚將會(huì)出現(xiàn)塌陷，泡沫結(jié)構(gòu)確定陷部分泡沫層的厚度，而泡沫結(jié)構(gòu)和藥劑用量又與礦漿的酸堿度以及可浮礦物的數(shù)量等相關(guān)。由此可知，浮選機(jī)中泡沫厚度和泡速度的穩(wěn)定性可以在很大程度上提高浮選效果。浮選系統(tǒng)隨著礦漿液位的變化而變化的，所以當(dāng)浮選系統(tǒng)發(fā)生較大變化的時(shí)候，就需要控制浮選機(jī)的液位，避免出現(xiàn)泡沫箱溢出以及浮選機(jī)跑槽的現(xiàn)象。

2.4 精礦脫水設(shè)備控制

精礦脫水采用濃縮、過(guò)濾兩段流程，濃縮采用濃密機(jī)，過(guò)濾采用陶瓷過(guò)濾機(jī)。過(guò)濾后的精礦貯存于精礦倉(cāng)中，最后采用抓斗起重機(jī)裝車(chē)外運(yùn)。濃密機(jī)是濃密過(guò)程的重要設(shè)備，需要保證其安全、高效、穩(wěn)定工作。針對(duì)濃密機(jī)的自動(dòng)化檢測(cè)和控制方案主要有以下幾方面：（1）保證濃密機(jī)安全運(yùn)行，避免產(chǎn)生壓耙事故。濃密過(guò)程控制的首要任務(wù)是保證濃密機(jī)安全運(yùn)行，防止?jié)饷軝C(jī)發(fā)生壓耙事故。濃密機(jī)產(chǎn)生壓耙主要是由于濃密機(jī)內(nèi)部物料過(guò)多，導(dǎo)致底部物料濃度增大，當(dāng)超過(guò)耙子的負(fù)荷時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓耙現(xiàn)象。為了避免壓耙事故產(chǎn)生，對(duì)能夠反映濃密機(jī)負(fù)荷的耙子扭矩和耙子電流等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視，超限報(bào)警，并根據(jù)所監(jiān)督信號(hào)合理控制濃密機(jī)的排礦量，從而保證濃密機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定在安全范圍內(nèi)。（2）監(jiān)控溢流水澄清度，減少有價(jià)金屬流失。對(duì)于精礦濃密機(jī)來(lái)說(shuō)，金屬損失率是一個(gè)重要的指標(biāo)，溢流水混濁意味著大量有價(jià)金屬的流失。采用濁度儀在線(xiàn)檢測(cè)精礦濃密機(jī)溢流水濁度，根據(jù)濁度值的趨勢(shì)曲線(xiàn)判斷濃密機(jī)運(yùn)行狀況，從而進(jìn)行及時(shí)有效的操作，避免濃密機(jī)出現(xiàn)“跑混”現(xiàn)象，最終實(shí)現(xiàn)提高資源回收利用率的目的。（3）提高固液分離效率，節(jié)能降耗。過(guò)濾機(jī)在正常生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)給礦濃度有一定要求，如果給礦濃度過(guò)低將會(huì)降低陶瓷過(guò)濾機(jī)的處理效率，同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)電能。因此，在正常操作的時(shí)候，一般保持過(guò)濾機(jī)的給礦濃度在60%左右，此時(shí)過(guò)濾機(jī)能夠達(dá)到較高的生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，選礦過(guò)程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及其實(shí)施逐漸引起了人們的關(guān)注，最終加強(qiáng)了選礦管理，此為我國(guó)選礦行業(yè)的發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。同時(shí)，科學(xué)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)促使我國(guó)選礦過(guò)程更加趨于智能化和規(guī)范化，從而為我國(guó)選礦行業(yè)的發(fā)展贏得了更大的經(jīng)濟(jì)效益，并由此推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的有效提升。

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