磁铁矿选矿工艺设备自动化控制研究

磁铁矿选矿工艺设备自动化控制研究

摘要：随着市场经济的发展，矿山开采已经走向市场。我国当前的高硬度磁铁矿多为贫矿。只有在矿山开采中通过进行选矿工艺设备的优化和自动化水平的提升，才能使选矿更加具有高效性，避免一些主观因素的影响。所以选矿场进行自身工艺设备及自动化的控制升级是势在必行的。本文结合我国当前选矿设备的发展现状，对如何优化相关的工艺设备及自动化控制水平给出了建议，以供参考。

关键词：高硬度；选矿；设备；工艺；自动化

机械制造在我国出现于19世纪中期，由于其在各行业带来的较大生产效率，所以说在近几年取得了迅猛的发展。选矿设备作为我国主要的开矿中的主要力量，已经极大地提升了我国在矿产开采以及加工行业的装备水平，有效的减少了设备的功耗。近几年在选矿设备已经从磨矿，磁矿，破碎等相关方面取得了很大成绩。但相比国外来说，无论是设备的工艺水平还是自动化水平上，都无法使开矿工作处于最优的生产状态。所以我们要积极的进行选矿工艺设备的优化以及自动化的发展[1]。

1基于高硬度磁铁矿选矿工艺设备及自动化控制概述

选矿厂的供矿石通过斜坡道与竖井提升设备进行双向供矿，矿石借助无轨运输车辆运送到地表矿场，在铲车辅助下直接倒入矿仓。目前的一些大企业也逐渐的将选矿过程推向一体化的管控模式，通过自动化的选矿能够提升破碎机，磨碎机的处理能力，有效降低生产成本，减轻人工劳作的强度。自动化的选矿流程为：矿石破碎、分级磨矿、选型、退税过滤，最后进行尾矿输送。自动化控制系统能够以计算机网络为技术条件实现远程的监控调度和管理，有效提升的选矿的精确性和产量，符合优选优产，节能减排的发展目的。

2高硬度磁铁选矿常用设备及自动化应用

2.1破碎过程的自动化控制

破碎设备以国外的设备较为先进，在国产产品引进基础上安装了对应的检测设备及控制装置，能够有效的提升操作稳定性和自动化，具有提升选矿生产能力的作用。国内圆锥形破碎机，其排矿口无法动态调节，只能通过人工定期调整来对矿品粒度进行满足。控制系统主要是通过控制传动电动机的功率。在实施上以恒功率或者功率优化为主要途径，通过废矿量的大小调节来确保主机主语稳定的负荷状态。另外，需要对破碎设备进行严格的温度、流量及压力的测定来优化设备功能。我国多家公司还引用了芬兰的Nord-bergHP破碎机，这个设备具有较强的破碎能力，极大的提升了我国矿场的矿石破碎效率。自动化系统主要是借助串行控制，使得矿品得到动态的管控，充分的体现了破碎处理能力。便于后期的矿石筛分流程优化。借助现代化的网络技术，可以对破碎过程进行远程的控制和分析，从而使得破碎控制自动化水平得到提升[2]。

2.2磨碎分级的自动化控制

对矿石进行磨碎分级是重要的一个环节，磨矿分级的指标分析主要有四个：磨矿处理量、分级粒度、磨矿及溢流的浓度。出了原矿对这些指标与影响外，还会受到矿石流量，返砂水量及充填率等的影响。为此，必须对磨矿分级做进一步的自动化控制来确保运行效率和经确定，为后期进行合格的溢流产品做好保障。磨矿分级过程比较复杂，单输入或者单输出都不能很好的进行系统运行控制。必须通过模糊控制技术进行综合协调，确保各个控制系统能够实现综合性的智能控制效果。按照不同的系统回路，可以进行不同的控制策略。PID控制简单的回路，串级和模糊控制用于复杂回路。每个PID的控制回路参数由模糊控制器进行计算给出。参数的设置要根据矿石的粗细、硬度及负荷量进行对应的变化调整，模糊与PID的并行控制，能够实现局部与全部的协同监控，并且人性化的操作界面有利于操作的便捷性，系统可以根据矿量情况进行自动的调节，在给水控制上也非常简单，计算机系统可以根据浓度进行自动调节。

2.3矿石浮选的自动化控制

2.3.1药剂添加的自动化控制药剂自动化控制添加主要是控制和执行两个环节。多采用PLC技术，主要的执行元件为电磁阀和加药泵两种形式，电磁阀相对成本更低，维护便捷，所以应用最多。浮选的自动加药控制能够实现远程调节和自动控制，通过对加药机的远程控制来实现自动给药，并可以实现多个节点的同时给药。2.3.2液位的调节控制技术做好浮选槽的液位控制，并对气泡的聚集厚度进行测量是比较关键的。但同时这项控制技术也难度较大。目前用于选矿中矿浆液位控制是主要是浮选槽液位测量计，这在国外很多国家已经开始使用，我国在铜矿的选矿中也有一定的应用。2.3.3浮选柱的自动控制应用浮选柱不同于普通的浮选机，它不需要剧烈的搅拌和振动将矿浆注入到浮选柱侯矿浆与系统内的气体形成相反的逆向下降。与气包发生碰撞并附着在气泡上的矿类上升到浮选柱的顶部，最终到达矿浆的与泡沫的表面，从而实现更加微细的矿粒选择回收。浮选柱一般由三个自动控制系统来执行：主要是控制浆面高度、冲洗的水流量以及空气流量[3]。①界面高度控制。界面位置由球状浮子与超声波探测器进行测量，在柱底流管路上的自动夹管阀控制系统发出与泡沫矿浆位置正比例的信号，由的借助U型管原理，通过调节矿槽溢流口高度实现液位调节。②冲洗水流控制。借助流量计进行水流测定并通过控制阀进行自动控制。水流测量必须保持水平稳定，在估算额定冲水量同时可以适当进行偏流的调整，流量大小跟供料的品质、速率及溢流质量的回收率。③空气流的分散控制。合理控制空气流能够确保浮选柱运行良好。先通过流量计进行空气流量测量并借助球形阀进行控制。低于标准值泡沫不稳定，高于则气泡不断凝结。空气流量测定值会随着投放药量、吨位及矿品而发生变化。

3当前选矿设备及自动化中的问题

3.1选矿设备的自动化工艺设计不够合理

由于系统设计不够完善，使得其在运行中无法实现有效的自动控。仪表的选型不准确，无法发挥其正常的测量性能，没有对仪表可能出现的问题进行事前的分析。

3.2缺乏创新性的传感器设计

在选矿自动化设备中，传感器是较为核心的部件。当前的选矿设备中，传感器的安装比较复杂，并且面临着可靠性差，测量精度不够精确等问题，使得选矿自动设备的应用受到影响。另外，由于选矿作业环境比较复杂，可能会导致传感器使用寿命不长。所以，如何对传感器进行设计创新也是一个重要因素。

3.3选矿设备运维工作量大

由于很多选矿厂对各类设备的自动化运行缺乏有效的日常维护，并且缺乏在设备维护方面的专业人才。使得很多运行中的一些问题得不到及时的解决。一旦相关的自动化设备缺少了厂家的技术支持，那么就很有可能因为系统上的故障或者是工况变化无法使自动化设备正常运行。

4未来的选矿工艺设备及自动化发展探析

4.1选矿专业检测仪器的开发和利用

借助电子技术，新型的传感检测仪将具有高分辨率、低噪音。能够开发出具有波谱技术的载流品位分析仪，对含量较低的元素进行测定，辨别相邻元素，更方便选矿的准确进行。

4.2自动控制先进的自动控制理论及其软件

在自动控制的发展方向上，主要是走人工智能化技术。人工智能借助神经元网络、专家系统以及模糊控制，将智能控制系统进行相互关联。特别是DCS和APC在计算机控制系统中的提升了软件和硬件的适用性。人们由单独的模块控制转变为串级比值、预测、模糊控制、最优控制等较为复杂的系统[4]。这些先进的控制理论及软件在选矿自动化中的应用。将进一步推动选矿的自动化技术发展。特别是模糊预测，控制技能控制将会成为选矿过程中主要的自动化发展方向。

5结语

总而言之，我国的选矿自动化技术落后于发达国家。必须积极地进行信息技术、自动化技术以及相关自动化控制设备的研究和应用，全面提升各类技术及设备的创新能力和实际应用水平。以选矿自动化技术的提升，确保矿业的持续发展。

参考文献

[1]彭培祯.PLC控制技术在选矿工艺破碎自动化中的应用[J];设备管理与维修;2018年22期.

[2]张功学,王小龙,游丽嘉.大型振动筛的动性分析及结构优化[J]矿山机械，2013.08.

[3]宋昱晗.微细鳞片石墨和隐晶质石墨选矿工艺特性差异研究[D];武汉理工大学;2014年.

[4]李诺.眼前山难选铁矿石选矿工艺试验研究[D];东北大学;2011年.

作者：曾永刚 杨启学 单位：乌鲁木齐泰迪安全技术有限公司