多金屬硫化礦浮選分選智能化控制研究展望

劉代才，李朝輝，王永紅，羅建彪，田茂波

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

1 背景

云南華聯鋅銦股份有限公司新田選礦車間是全球單系列最大的鋅錫多金屬選廠，其中浮選分選作業作為車間生產效益最直接體現的關鍵工序，承擔了車間主要產品鋅、銅、硫及細粒錫石的生產任務，約占車間總產能的70%。近年來，通過對流程中關鍵性產品引入在線品位分析儀器以及粒度儀，實現關鍵指標的在線檢測，并與浮選機設定的液位、充氣量等參數和控制系統相結合，基本實現了由傳統手工操作轉為遠程自動控制的目標，但因各控制模塊相互獨立，缺乏對整體工藝參數的分析及流程的集中控制，因此實施選礦智能控制系統的建設，對提高生產效率，降低員工的勞動強度，穩定產品產量及質量有較大的研究意義。

2 工藝流程簡介

浮選作業流程采用優先浮選銅，再浮選鋅，選鋅尾礦磁選鐵，磁選尾礦經過旋流器分級后，+0.037mm粗粒級經過粗粒脫硫除鐵系統后進入粗粒重選系統，-0.037mm細粒級經過脫泥、脫硫、除鐵后進入錫石浮選系統。

3 智能控制系統思路

考慮浮選分選流程本身的復雜性，由自動化轉為智能化的控制難度較大，所需的人力、物力投入占比較高，建設周期長，因此智能控制系統需分步進行實施，按照先實現單作業流程的智能控制，而后逐步實施選鋅、分級控制等較為復雜作業的智能控制。

結合目前較為成熟的控制技術，浮選智能控制系統主要是考慮引入泡沫成像分析和專家控制系統等新技術，依托現有的粒度儀、在線品位儀，升級現有的供氣閥門，通過實現液位、氣量及藥劑的智能調整達到產品回收率、品位的質量穩定及提升。

圖1 銅鋅浮選工藝流程

3.1 泡沫圖像分析儀

泡沫的優化及控制是浮選作業中尤其重要的參數指標，泡沫圖像分析儀可以實時對泡沫的大小、數量、泡沫流速、顏色及穩定性進行測量并量化為數據，并在相應操作站上顯示實時趨勢，將測量數據作為浮選專家系統的優化控制依據，由于現場采用大型的浮選設備，按照優先浮選流程的計算思路，僅需在粗選、混精及精選段幾個關鍵的作業點安裝泡沫圖像分析儀。

結合熒光在線分析、浮選過程控制系統泡沫厚度等數據，即可對整體流程的礦漿走向實現關鍵參數檢測，并反饋給專家控制系統，實現根據現場崗位操作經驗實現智能控制。

3.2 浮選專家控制系統

浮選專家控制系統通過泡沫圖像分析儀測量泡沫的生成速度、穩定性、大小等數據，對浮選過程進行量化，量化后的信息用于對浮選起泡劑、浮選進氣量、刮泡速率進行控制，穩定浮選槽液位、流量，通過系統控制所有閥門，防止各級浮選礦漿流的累積效應影響，在較短的時間內，平穩的達到新的穩定狀態。

通過浮選入料品位、精礦品位、回收率信息，依據現場控制經驗建立合理有效的浮選過程控制模型，并根據現場生產情況實時調整控制模型，實現對浮選流程的智能控制，在保證精礦品位的前提下，最大程度的提高回收率，從而達到提高回收率、節約藥劑消耗的目的。

3.3 浮選機 （柱）液位的協同控制

通過監控礦漿流波動情況及各個浮選槽液位數據，通過數據分析了解礦漿流變化幅度，針對性的調整各個浮選槽閥門。使得液面波動由第一槽到最后一槽的液位波動逐漸變小。目前現場采用的是傳統的PID控制邏輯，該流程針對的只是單段浮選作業流程，沒有對整個作業流程進行協同控制，導致下一級的液位波動越來越大，專家系統可實現對全流程浮選槽的液位及礦漿流量進行全面綜合控制，在上一槽的閥門打開進行液位控制的時候，下游的浮選槽提前開啟閥門，以“容納“新增礦漿流。達到全流程的閥門的統一，預先控制，實現全流程的液位穩定和全流程的泡沫層厚度的同步調整，進而促進浮選槽的生產工藝指標的穩步提高。

3.4 藥劑優化控制

專家控制系統根據在線品位分析儀測量的給礦量品位、濃度計與流量計計算的給礦量、泡沫圖像分析儀泡沫圖像信息、浮選精礦品位、回收率等現場參數的變化情況，依照設定好的藥劑控制模型，智能調整加藥量，并根據調整藥劑后的浮選效果自動優化藥劑調整直至現場浮選工藝處于最佳狀態，并可以預設不同給礦品位，藥劑添加量的上下限，對給礦藥劑調節進行限制。

3.5 品位、回收率控制

品位、回收率控制策略將綜合液位控制、浮選速率控制、藥劑優化控制等模塊，綜合對浮選流程進行控制。在保證產品合格品位的基礎上，通過現場調整獲得較高回收率、較高產量的控制邏輯，以保證現場的經濟收益達到最大值，品位回收率專家控制系統整體控制策略為：優先控制浮選機（柱）液位、進氣量、泡沫層厚度，在以上調整效果較小的情況下，再調整浮選藥劑。

4 結語

通過浮選分選智能控制系統的研究應用，可實現多金屬礦產資源的綜合開發流程的自動、智能控制，減輕現場操作工及技術人員的勞動強度，有效的提高勞動生產率和經濟效益，并可進一步提高操作人員和管理人員的工作效率，促使車間的管理水平上升到一個新的臺階。此外，智能化控制技術的實施，將大幅度的提升車間及公司的自動化、智能化控制水平，對礦山行業推進智能化選廠建設具有較好的引領和示范作用。