選礦工業(yè)的自動(dòng)化儀表與控制方法

摘要：隨著現(xiàn)代礦產(chǎn)資源稀缺以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力的增加，如何有效利用現(xiàn)有礦產(chǎn)資源，提高市場(chǎng)占有率，提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、信息化是現(xiàn)代礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多大型礦產(chǎn)企業(yè)紛紛開(kāi)展技術(shù)優(yōu)化與升級(jí)，并大力推動(dòng)信息技術(shù)的應(yīng)用，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中引入電子計(jì)算機(jī)技術(shù)。通過(guò)自動(dòng)化儀控系統(tǒng)的應(yīng)用提高了現(xiàn)代礦場(chǎng)企業(yè)的管理水平與生產(chǎn)效率。本文主要針對(duì)選礦工業(yè)的自動(dòng)化儀表與控制進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：選礦工業(yè)；自動(dòng)化儀表；控制方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TD928.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

選礦工業(yè)的自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)綜合應(yīng)用了傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多方面的科研成果，能夠有效提高生產(chǎn)效率，自主進(jìn)行各生產(chǎn)設(shè)備的控制，有助于減少人工勞動(dòng)力，從而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)選礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。選礦企業(yè)的自動(dòng)化控制主要是指對(duì)選礦生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的控制，包括破碎、磨礦與分級(jí)、選別、脫水過(guò)濾、濃縮、尾礦輸送等環(huán)節(jié)[1]。通過(guò)自動(dòng)化儀控系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的在線(xiàn)監(jiān)控與管理，有助于提高生產(chǎn)效率，保證過(guò)程參數(shù)的穩(wěn)定及各段產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)選礦綜合效益的最大化。

1 選礦工業(yè)自動(dòng)化儀控系統(tǒng)

目前許多選礦企業(yè)所使用的自動(dòng)化儀控系統(tǒng)主要是基于現(xiàn)場(chǎng)控制總線(xiàn)、PLC控制、現(xiàn)場(chǎng)儀表等技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用能夠獲取生產(chǎn)環(huán)節(jié)各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而為生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制提供了穩(wěn)定的信息支持[2]。自動(dòng)化儀控系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表、控制器、監(jiān)控器等設(shè)備設(shè)施組成，實(shí)現(xiàn)選礦生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。自動(dòng)檢測(cè)能夠及時(shí)準(zhǔn)確的指示選礦過(guò)程各參數(shù)的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)能夠及時(shí)根據(jù)所測(cè)結(jié)果，準(zhǔn)確的對(duì)有關(guān)變量進(jìn)行調(diào)節(jié)。自動(dòng)化儀控系統(tǒng)具有先進(jìn)、科學(xué)的優(yōu)勢(shì)，且各儀表的控制比較穩(wěn)定、可行。

2 選礦工業(yè)的自動(dòng)化儀表與控制方法

2.1 碎礦工序

此工序是選礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)的首要任務(wù)，其工作質(zhì)量對(duì)于后續(xù)磨礦工作具有直接影響。碎礦工序中的儀表控制主要集中于不同級(jí)別破碎的配置以及碎礦、磨礦之間的配置，促使碎礦工作能夠提供最合適的礦產(chǎn)，從而達(dá)到多碎少磨的目的。目前我國(guó)選礦生產(chǎn)中的碎礦工序主要以連續(xù)控制為主，主要是對(duì)破碎機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，從而對(duì)破碎機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與報(bào)警；通過(guò)實(shí)施監(jiān)測(cè)破碎機(jī)的工作負(fù)荷，然后對(duì)給礦量進(jìn)行調(diào)整；并通過(guò)對(duì)料倉(cāng)現(xiàn)狀的監(jiān)測(cè)，結(jié)合各破碎機(jī)的工作狀況進(jìn)行分析；實(shí)現(xiàn)對(duì)不同破碎機(jī)工作負(fù)荷的調(diào)整，有助于保護(hù)設(shè)備的工作狀況，避免長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工作的現(xiàn)象發(fā)生。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)研發(fā)的自動(dòng)破碎機(jī)通過(guò)對(duì)細(xì)破篩分的優(yōu)化配置，發(fā)現(xiàn)能夠提高15%的破碎效率，且破碎粒度的合格率提升15%，能耗下降15%，提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，符合現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保的要求[3]。

2.2 磨礦工序

磨礦是碎礦之后的下一環(huán)節(jié)。磨礦工作直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)后續(xù)流程以及生產(chǎn)指標(biāo)都有較大的影響。目前我國(guó)選礦自動(dòng)化儀控系統(tǒng)在磨礦工序中的儀表控制主要是通過(guò)對(duì)給礦量、給水量、泵池液位以及旋流器壓力等指標(biāo)進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且隨著磨機(jī)的不斷發(fā)展，提高了磨礦工作的效率以及處理量，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有一定的差距。自動(dòng)化儀控系統(tǒng)中，通過(guò)利用給料機(jī)與秤表儀器進(jìn)行給礦量控制；利用電磁流量計(jì)對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行給水量的控制，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)水流量，對(duì)泵池液位進(jìn)行調(diào)整，并采用分段控制的預(yù)設(shè)系統(tǒng)，確保旋流器壓力處于正常水平。

2.3 浮選工序

目前自動(dòng)化儀控系統(tǒng)主要采取的浮選控制有浮選加藥自動(dòng)控制、浮選液位控制這兩種。浮選加藥自動(dòng)控制主要是利用孔口流的基本原理，采用時(shí)間占比的控制方式，可分為控制部分與執(zhí)行部分，控制部分主要是利用PLC控制器進(jìn)行控制，執(zhí)行部分主要是利用電磁或氣動(dòng)加藥閥完成。自動(dòng)控制儀表的應(yīng)用不但突破了傳統(tǒng)人工添加藥劑的缺陷，同時(shí)減少了藥劑的損耗量，并且能夠減少員工的工作量，穩(wěn)定了選礦生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。

浮選液位自動(dòng)控制主要是通過(guò)液位測(cè)量裝置、液位控制器和調(diào)節(jié)閥來(lái)完成浮選液位與泡沫層厚度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。浮選液位檢測(cè)的準(zhǔn)確性對(duì)于浮選控制具有重要影響，有助于提高金屬回收率與產(chǎn)品質(zhì)量。目前我國(guó)多數(shù)選礦企業(yè)采用間接接觸法進(jìn)行浮選液位的測(cè)量，主要是通過(guò)超聲波傳感器測(cè)量浮球移動(dòng)位置，但是由于機(jī)械攪拌的強(qiáng)度高，液位精確控制仍存在一定的問(wèn)題，許多企業(yè)都是通過(guò)采用模糊PID控制法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.4 濃縮工序

礦漿的濃縮工作通常都是采用高效濃縮機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其是一種處理性能高、節(jié)能環(huán)保的分離設(shè)備。其主要控制參數(shù)為給礦量、給礦濃度、藥劑流量、驅(qū)動(dòng)扭矩等。在沉積層與澄清層之間的界面計(jì)量中，能夠通過(guò)信號(hào)來(lái)源的檢測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)添加量，并根據(jù)檢測(cè)數(shù)值的大小來(lái)控制底部泵的排出量，從而對(duì)濃度進(jìn)行有效控制。通過(guò)觀察濃度變化從而對(duì)泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，當(dāng)濃度升高時(shí)，增加變頻頻率，從而提高排出量，降低池內(nèi)濃度；反之則下調(diào)變頻頻率，有助于保障流量波動(dòng)位于生產(chǎn)規(guī)定范圍內(nèi)。在應(yīng)用自動(dòng)控制儀表之后能夠提高10%的生產(chǎn)效率。

2.5 過(guò)濾工序

該工序主要是由過(guò)濾機(jī)完成的，目前常用的過(guò)濾機(jī)有盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)、拆帶式真空過(guò)濾機(jī)、內(nèi)濾式轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)。但是上述過(guò)濾機(jī)普遍存在真空率低、能耗高、效率低的問(wèn)題，陶瓷過(guò)濾機(jī)的出現(xiàn)則有效突破了上述問(wèn)題的限制，具有生產(chǎn)效率高、過(guò)濾效果好、濾餅水分少的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代選礦企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得現(xiàn)代各行各業(yè)的工作方式與方法發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。選礦行業(yè)也需要正視時(shí)代變化，不斷引入新工具與新工藝，提高選礦生產(chǎn)的工作效率，并不斷完善自動(dòng)化儀控系統(tǒng)，有助于提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先地位。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉海軍，賈勇強(qiáng).自動(dòng)化儀表在選礦系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，34（21）：4308-4309.

[2]毋克力.有色金屬工業(yè)自動(dòng)化儀表現(xiàn)狀及需求[J].中國(guó)儀器儀表，2014，34（5）：4-5.

[3]郭曉曉.選礦廠(chǎng)自動(dòng)化儀表維護(hù)與常見(jiàn)故障分析[J].科技致富向?qū)В?015，34（6）：220-221.

作者簡(jiǎn)介：

孟飛（1982—），男，山西省垣曲縣；忻州師范學(xué)院，專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，本科，研究方向：選礦工業(yè)的自動(dòng)化儀表與控制方法。endprint