PDPC過程決策與線性回歸法在磨礦工藝的應用

陳 海

（百色百礦集團，廣西 恭城 533000）

1 概述

氧化鋁廠原料工序的主要任務是為溶出工序提供合格的成品原礦漿，主要生產原料是鋁土礦、石灰和循環母液。主體設備有球磨機、棒磨機、旋流器等。成品原礦漿細度是原料磨的重要指標，對鋁土礦的溶出率及溶出進料隔膜泵高效運行有很大影響，因此保證成品原礦漿細度質量是優化氧化鋁后續生產的有效措施。

2 影響成品原礦漿細度指標的因素以及應對措施

2.1 過程決策程序圖法（PDPC）

結合原料磨工藝棒磨、球磨、旋流器、排砂返磨等工藝步驟，利用PDPC圖法從磨礦的全局角度進行考慮，能夠針對性地制定了每一個步驟的控制方法和預防措施，然后再根據每一個措施再抓好現場管理和落實，可以有效地減少細度“跑粗”現象。

圖1 防止成品原礦漿細度合格率低的PDPC圖

上圖中PDPC循環各項措施具體解釋如下：

（1）由于磨機處理量有限，而磨機的下礦量往往是維持在接近磨機產能的上限，甚至是超負荷運行，因此，如稍有不慎就會出現下礦過量現象，在這種情況下細度很難得到保證。

采取的措施：加強下礦量抽測和電子秤抽稱，及時糾正下礦偏差，對皮帶稱部件的磨損要提高警惕，固定鋁礦倉出料口閥門的開度，使電子稱下礦誤差不超過±1t/h。

（2）棒磨機的填充率與磨礦效果存在統一辯證的關系，從磨礦力學的角度考慮，介質越多磨礦效果越好。一般棒磨機的填充率控制在38%左右。磨內液固比大，礦漿在磨內的流速快，停留時間短，被沖擊、磨剝的概率小，磨礦效果就差；相反液固比小，固含高，則礦漿在磨內流動過程中的粒度分離效果就差，研磨不充分，從而影響磨礦效果。

采取的措施：合理控制磨機填充率（棒磨機以棒面高出出口100mm），并及時清理碎棒。一般情況下，磨內液固比的控制以目測為準，以觀看棒磨機出端喇叭口附著的礦漿呈黃豆大小顆粒狀為宜，液固比大概在0.5～0.7之間。

（3）泵池液位的影響主要是臨界于空槽狀態運行而造成流速波動，而流速的波動造成礦粒在水旋器內形成的離心力不穩定，最終導致分離效果不理想。

采取的措施：安裝中間泵泵池液位報警裝置，設置1m低報、4m高報，操作人員得到警示，打空泵現象得以杜絕。

（4）水旋器排砂嘴磨損，會造成不同礦粒在水旋器內的運動不規則，離心分層遭到破壞，因而影響粒度分級。

采取的措施：避免超負荷運行（流速快則磨損快）、制作水旋器排砂嘴的運行時間電子表格，崗位即時查閱并加強檢查力度，發現砂嘴直徑超過95mm及時更換損壞的水旋器。

（5）由于球磨機磨內介質少，磨內礦漿研磨不充分，不能達到需要的磨礦要求，從而降低了成品原礦漿細度的合格率。

采取的措施：經過現場調查和實驗對比發現，球磨機電流與細度有較強的線性關系。通過球磨機電流與細度的線性曲線關系，以此來確定鋼球的加入量，從而保證球磨機電流達到標準。

（6）生產實踐發現，由于礦漿槽放料管管徑過小，礦漿槽粗砂不能及時返回流程進行二次研磨，降低了成品原礦漿細度的合格率。

采取的措施：通過加大礦漿槽排砂管管徑，縮短了管道長度，并且確保了崗位人員操作的輕便和安全。

2.2 建立球磨機電流與成品原礦漿細度的線性回歸模型

在原料磨生產控制實踐中，我們發現球磨機運行電流與球磨機磨內介質兩者之間緊密聯系，球磨機磨內鋼球介質的多少均不同程度上影響著球磨機的填充率，進而影響成品原礦漿細度指標。

我們研究收集的成品原礦漿細度-63μm指標與球磨機電流的關系，經過分析和整理后進行統計回歸的擬合分析，步驟如下：

（1）收集數據進行正態性檢驗并轉換。將成品原礦漿固含在172～339g/l之間，數據分布按中間部分50%的數據（即226.5～266.5g/l之間的數據）進行整理，我們剔除異常點樣后對56個樣本做進一步的正態性檢驗如圖1所示。

（2）確定細度-63μm指標與球磨機電流的擬合關系。使用整理后成品原礦漿細度-63μm指標的線性項與球磨機運行電流執行回歸，如圖2所示。

圖2

圖3

回歸曲線相關性R2為80.5%，按直線回歸為下圖所示：

圖4

回歸曲線相關性R2為80.5%，每1A電流影響成品原礦漿細度-63μm指標0.3645%。

（3）確定適合的球磨機電流并給崗位人員提供數據支持。球磨機電流每提高1A，則細度合格率升高0.3645%以上。為此我們經過計算，在確保氧化鋁利潤空間的前提下，本著成本可控的原則，根據加球量與球磨機電流為2：1的比例（即每增加2噸鋼球，球磨機電流相應提升1A）以確定適當的鋼球使用量，將球磨機鋼球填充率維持在36～40%之間，并且要求操作人員按照以上標準合理控制球磨機運行電流，進而達到優化成品原礦漿細度合格率指標的目的。

3 結論

通過使用過程決策程序法（PDPC）在原料磨礦的應用，我們對生產流程進行了全面的質量過程控制，對每一個影響成品原礦漿細度降低的影響因素進行了現場調查和認真分析，從經濟性、可操作性找到最優解決問題的方案，通過對這些方案的成功實施，成品原礦漿細度合格率得到了相應的提高，生產指標得到優化。由于球磨機運行電流得到具體的量化，操作人員在日常的加球、補球作業中更顯得有理可依、有章可循。上述統計工具的應用還為我們在生產過程中發現問題、分析和掌握數據的分布狀況和動態變化指明了思路，使我們在生產管理活動中找到了歸納、分析問題和顯示事物客觀規律的方法，為我們在生產過程中提高配料Rp合格率、配鈣C/S、石灰分解率等其他關鍵指標提供了改進的方向。