自動化技術在選礦中的應用探討

茆訓龍

摘 要：文章通過查閱大量相關文獻和作者多年親身經驗，簡要分析了自動化技術控制在選礦廠進程中的主要作用。

關鍵詞：自動化技術；選礦；破碎作業；進展

1 選礦過程采用全新策略

1.1 破碎作業參數的檢測和控制

國產圓錐破碎機的排礦扣尺寸大小是固定的，不可進行動態調整，為了控制產品的粒度就必須定期進行人工調整，其控制系統是以主傳動電機功率為被控參數，采用核定功率或者優化功率的方式進行控制，通過不斷的動態調整給礦量大小，從而保證主機負荷處于原設定的范圍內，與此同時還可對破碎機潤滑系統的壓力、溫度和流量等各項指標進行檢測，保護功能完備。

1.2 磨礦作業控制策略

1.2.1 模糊控制

模糊控制主要是利用模糊集合理論及語言變量而形成控制算法，并形成語言歸納操作人員的控制策略。這種策略無需針對控制對象創建數學模型，但是對現場操作人員要求較高，通過把經驗和資料進行總結，從而形成一套完善的語言規則，所以可有效避免不確定性、時變性、噪音、時滯和非線性帶來的影響，具備超強的系統性，很適合非線性、滯后、時變系統的控制。

1.2.2 專家系統

專家系統相當于一個具備智能推理系統的專家庫，而這個專家庫包含某特殊領域中專家的經驗和理論知識，具備專家級水平，因此可通過嚴謹的推理分析得出智能決策。美國《世界采礦設備》一書中指出，美國猶它州巴里克一默克爾金礦選廠就采取了專家系統為基礎的模型控制半自磨機，其礦石處理量相對于以前提升百分之四點四，平均能耗降低百分之五點七。

1.3 浮選過程控制策略

對浮選過程進行控制的最終目的是提高有用成分回收率、保持精礦品位、降低原材料消耗量。在浮選過程中應對以下幾個變量進行控制：藥劑量、砂漿的酸堿度、槽液位和充氣量。

1.4 高效濃縮機優點分析

高效濃縮機作為一種新型的固一液分離設備具備很多優點，例如占地面積較小、單位處理面積大、成本地、耗電量低、對環境污染程度小等。我國針對二十余家重點黑色金屬礦山選廠進行深入調查統計，結果顯示尾礦排放濃度平均值在百分之十五，輸送尾礦的耗電量占比百分之十五甚至更高。若單從尾礦排放濃度這一項進行改革，即使提高至百分之四十五，每年節約下來的電量就高達180000000度。

2 選礦自動化專用檢測儀表的新進展

2.1 浮選計算機視覺器¨

一般而言，浮選廠都會把浮選表面監視工作這一重任交給經驗豐富的工程師或者師傅，這項工作的難點就在于以下五點：第一，監視人員很難連續八小時監視其變化情況并形成報告；第二，這種變化情況很難用肉眼觀測發現；第三，這種工作環境非常惡劣，對監視人員大的健康損害很大；第四，監視人員只能通過肉眼粗略觀測，不能做到精準的定量觀測；第五，觀測結果因人而異，沒有一個相對標準，這也就造成優化生產控制的變化性及隨意性。針對在這些問題，國內相關研究人員以“機器視覺處理和分析浮氣泡的顏色特性及結構”的項目為基礎進行鉆研，研發出第一代浮選機視覺器，其主要硬件由六部分組成，分別是攝像系統、圖像采集卡、計算機～Ola輸出卡、鏈接線纜和其它輔助設備。其中軟件系統是整個視覺器的主要核心部分。

2.2 在線粒度分析儀

（1）PSI一200粒度儀。這種檢測儀器于二十世紀九十年代被奧托昆普公司發明，在設計上非常新穎，可對礦漿中顆粒大小直接進行測量，不僅利用了數據統計，HIA利用了PLC技術。正是由于PCL的運算速度極快，在PSI一200在陶瓷頭撞擊礦漿的瞬間可連續讀取四十五次數據，并計算出其平均值當做一個有效值，這種技術可在一分鐘內采集120個類似的有效值，并以此值參與最終計算，即AVE。除此之外，PCL還引用了“先進先出”技術，保證PIE在半秒采集一個有效值，與此同時還可更新以此AVE。這種檢測儀器采用的數學模式為74 m% =A0 +A1×AVE +A2×SD +A3/AVE，+175 Ixm% =130+B1×AVE +132×SD +B3/AVE，其中AVE是PSI一200檢測值，就是上文所說的每一秒鐘可更新兩次的120個有效值的均值；SD是標準偏差，AO―A3，BO～B3是回歸系數。

（2）CLY一2000在線粒度分析儀。這種儀器是由馬鞍山研究院最新研發的實驗成果，是礦山專用儀器。主要由四部分組成，分別是取樣裝置、工控機、粒度控制器和顯示屏。主要工作原理是當超聲波在勻質懸浮液里傳播時，其振幅大小可根據砂漿中固體量和粒子大小的變化而發生超聲衰減測量的變化，檢測出這種衰減量便可以得出砂漿粒度和濃度的值。

2.3 在線品位分析儀

（1）Courier 3SL在線品位分析儀¨。

這種儀器與PSI一200粒度儀一樣，是同時期由同一家公司研發生產，它使用激發源是X射線，一次和二次取樣設備可以對礦物質進行取樣和分縮，最后將形成的標準礦樣送進樣品室經過X射線生成X熒光，通過這種方式生成的熒光在經過晶體分光計后進行分解，分解出的光就是所測元素的熒光，探頭此時就可發揮作用，將射線能量轉化為電脈沖，前置放大器就可放大信號，然后把信號送給脈沖處理器進行處理，最后由處理器對數據進行分析和計算，顯示器就顯示出計算結果。

（2）多探頭及WDPF微機多道在線品位分析系統。這種系統由同位素源、引流取樣裝置、電子譜儀、正比探測儀、工業控制機、標樣自校正裝置及多道分析儀構成。它主要以X熒光在線品位分析儀為基礎，由于這種分析儀已經應用于實際十多年且效果不錯，馬鞍山礦山研究所便采用更為先進的標準樣品的自校正裝置及多道能譜分析技術研發出這個新一代產品。

3 結語

無論是出于科學技術飛速發展的考慮，還是出于對人性的尊重，對結果的精準要求，自動化控制技術都必將是今后礦山控制系統的主要趨勢。

參考文獻

[1]馬瑞林.PLC技術在礦山電氣自動化中的應用[J].世界有色金屬，2018（18）：44-45.

[2]陳臣.計算機技術在金屬礦山自動化控制中的應用價值研究[J].現代工業經濟和信息化，2018，8（07）：37-39.

[3]孫云東，楊金艷.國內選礦自動化技術應用及進展[J].黃金，2010，31（4）：35-38.