昆明有色冶金设计研究院股份公司
摘要：随着科学技术的不断发展，也为我国选矿自动化技术创造了良好的发展空间，近年来更是取得了较大进展，有效弥补了传统选矿技术的缺陷和不足，基于上述情况，文章主要对金矿选矿过程自动化系统设计进行了分析与研究。
关键词：金矿；选矿过程；自动化系统；设计
选矿即粉碎矿石，使脉石与有用矿物进行有效分离，并借助相应的技术手段，实现有用矿物的分离与富集，并丢弃无价值脉石。在此过程中，对于自动化系统的技术水平具有较高要求，故对该系统设计进行分析，具有很关键的现实意义。
一、设计思想
对选矿过程进行控制，主要是为了对整个生产过程进行优化改进，从而大幅度提升精矿品质和回收率，提高整体的生产工作效率，节约生产成本，减少能耗，具体分析如下：
第一，结合特定规则，对设备进行自动化控制，并对设备的运行状态进行实时监控，在遇到突发事故时，需及时进行报警，联锁停车，以此确保设备的安全稳定运行。第二，执行器以及仪表的选择需要恰当。选矿过程中，需要严格控制好重要环节参数，并做好检测工作，确保生产指标符合要求，从而对整个生产过程进行优化。第三，建立以太网，以此确保各生产部门和生产车间的有效连接，实现生产数据和管理信息的顺利交换，对整个生产过程进行统一化管理。第四，监控系统的建立，通过音频、动画、图像等方式，将相关的生产信息传输给管理部门。
二、控制系统构成
计算机控制系统由执行器、仪表、可编程控制器等共同构成，考虑到生产管理工艺流程的具体需求，可将控制系统作为单独的碎矿系统，并设置好相应的操控战。操控战、PLC以及模糊系统和破碎系统之间的数据通讯均采用目前应用较为广泛的以太网结构，如此可为该系统的有效应用提供保障。
在此过程中，操控站主要工作是对工艺数据进行设定。实现了人工操控和自动化操控，并对故障表、生产报表等进行妥善记录，并对生产状态进行实时显示，过程控制和信号采集均可通过可编程控制器来实现[1]。
三、选矿过程中的难点控制分析
（一）磨矿旋流器入口浓度控制
浓度调节系统和磨矿工艺具体如下图所示:
旋流器在具体应用的过程中，主要是借助流体力学的基本原理，用于矿浆分级的机械设备。矿浆经过渣浆泵进入旋流机，并在其中作回转运动，最后排出。磨矿旋流器的技术指标设定如下：沉砂浓度在73%-75%之间；溢流浓度在30%-35%之间；被矿浓度在55%左右。矿浆在进入循流器的过程中，对其工艺水平要求较高，只有在达标范围内，才可确保溢流浓度和粒度满足实际的生产需求。
旋流器给矿浓度与补充水量和排矿浓度息息相关，其中，排矿浓度一直处于变化状态当中，且泵池内的实际浓度通常无法进行实时测量，因此，通常只在旋流器入口上安装流量计和浓度计，以此对浓度状况进行实时检测。在球磨机出口泵池的管道上安装流量计和气动调节阀，结合具体的浓度变化，对补充水流量加以调整，在补充水量和排矿浓度出现变化时，受到管道长度以及泵池容积的影响，通常需停留一段时间后，才可对浓度变化进行精准检测。将压力传感器安装于旋流器中，通过变频器驱动，并结合压力对渣浆泵转速进行调节，可确保旋流器给矿压力满足实际生产需求[2]。
旋流器给矿浓度与补充水量息息相关，借助补充水量，可对调节阀开度控制系统进行调节，在前一级过渡的过程中，具有参数关联性强、扰动变化频繁、不可控对象滞后性大等特点，若坚持使用传统的PAD进行控制，则往往会存在参数难以确定、系统稳定性低、消除偏差时间长等缺陷。结合模糊控制理论，再根据上述，可设计出二维模糊逻辑控制器，即主要是借助PLC的高速运算能力来实现，其优势分析如下：不会产生饱和问题、模糊推理规则有助于警察消除、响应大扰动的时间快等等。
在具体生产的过程中，通常具有两种操控模式，第一，若磨球机生产状况不稳定，需通过人工控制的方式进行水量补充。第二，磨球机在连续运用的过程中，借助自动控制，磨矿旋流器给矿浓度通常在55%-60%之间，由此可证明该方式行之有效。
（二）磨球机给矿控制
在实际选矿生产过程中，磨矿属于一个重要的环节，正常情况下，该环节的能耗约占总能耗中的半数以上，因此对该环节进行有效控制，不仅可大幅度提升产品的产量和质量，同时也更有助于节约能耗。在磨矿过程需要对做好以下控制工作：借助调节给水量以及给矿量，对分级溢流浓度以及力度进行控制，从而使实际功率需求得到满足，促使磨机产量达到最大化。其中，给矿量与给水量之间存在一定的比例关系，需要做好控制。
利用自动化方式对魔球给矿量的控制主要是借助调整给矿变频电机频率而实现，进而使相关的设定值满足实际变化需求，在此可将电子皮带秤安装于给矿皮带中，以此实现给矿量的精准检测。使用变频器对给矿机频率进行有效控制，如此便达到了控制给矿量的目的。在矿场之中，经常会出现结矿问题，进而对矿量稳定性造成影响，但该问题通常很难预测，需要与设备的具体要求相结合进行考虑。一般情况下，电子皮带秤与给矿机之间有一段距离，如此便导致控制作用具有滞后性的劣势。实际生产过程中，需要控制给矿量在特定的波动范围内，由此，只需保证给矿量平均值的稳定性，便能够达到实际的工作需求。实际计算过程中，当给矿量数值超出波动范围后，通常可通过比例积分的方式，对给矿频率进行有效控制与调节，如此可确保生产的稳定性[3]。
（三）粉矿仓料位测量
在磨矿流程和破碎流程中，矿仓料位属于至关重要的参数，矿仓的截面通常较大，且其内部物料经常会无法控制的进行下陷和堆积，进而对最后的测量结果造成影响。为提升料位测量的精准性，可在不同位置中安装雷达料位计，借助软件滤波后，获得数值并取其中的平均值作为控制量的标准。
（四）浮选槽液位测量
一般情况下，非接触式和接触式是测量的主要方式，其中，后者的主要优势在于，不会受到矿浆泡沫的限制和影响，但缺陷在于，通常会对机械装置运行造成影响，进而产生测量误差问题。而前者的优势在于，无需直接接触矿井，但缺陷在于超声波无法对泡沫层和矿浆表面进行识别。因此，在实际生产过程中，可将两种方式进行有效结合，充分发挥其优势，扬长避短。如可在评选槽中放置浮子。对其质量、体积进行合理选择，使其能够在矿浆中处于漂浮状态，与此同时，还可选择将反射板以及支架安装于浮子中，借助超声波液位计测量反射板的确切位置，最终将液位实际高度计算出来。一般情况下，浮子自身不会产生机械运动，由此，对其进行应用不对影响到矿浆粘度，而超声波也不会对矿浆表面进行直接照射，因此也不会受到矿浆泡沫厚度的限制和影响，应用效果显著[4]。
结语
综上所述，随着时代的进步以及社会的发展，当前的矿产资源市场竞争尤为激烈，且日益呈现出贫化的趋势，故在今后发展中，需最大限度的提升资源的应用价值，并以此提升其市场竞争力，促进生产过程的自动化、信息化，加快选矿企业的全面改革，从而更好的适应当今社会发展需求。
参考文献
[1]赵嘉赟,涂忆洪,廖乐光等.金矿选矿过程自动化系统设计[J].控制工程,2013,12(3):270-272.
[2]刘志文,刘伟波,刘利波等.自动化系统在新建选矿厂的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(17).
[3]欧阳伟.大型堆浸金矿选厂自动化系统[J].江西冶金,2013,23(3): 37-39.
[4]赵大勇.选矿生产过程全流程综合自动化系统[C].//中国冶金矿山产业高峰论坛论文集.2014:232-240.
论文作者:朱宁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：浓度论文; 矿浆论文; 过程中论文; 水量论文; 自动化系统论文; 测量论文; 生产过程论文; 《基层建设》2018年第5期论文;