选矿工业的自动化仪表与控制方法

摘要：随着现代矿产资源稀缺以及市场竞争压力的增加，如何有效利用现有矿产资源，提高市场占有率，提高生产环节的自动化、信息化是现代矿产行业发展的必然趋势。近些年来，国内许多大型矿产企業纷纷开展技术优化与升级，并大力推动信息技术的应用，在生产环节中引入电子计算机技术。通过自动化仪控系统的应用提高了现代矿场企业的管理水平与生产效率。本文主要针对选矿工业的自动化仪表与控制进行分析。

关键词：选矿工业；自动化仪表；控制方法

中图分类号：TD928.9 文献标识码：A

选矿工业的自动化仪表控制系统综合应用了传感器技术、电子技术、自动控制理论、通讯技术及计算机科学等多方面的科研成果，能够有效提高生产效率，自主进行各生产设备的控制，有助于减少人工劳动力，从而降低生产成本，提高生产效率，推动选矿企业的可持续发展。选矿企业的自动化控制主要是指对选矿生产各环节的控制，包括破碎、磨矿与分级、选别、脱水过滤、浓缩、尾矿输送等环节[1]。通过自动化仪控系统的应用，能够实现生产过程的在线监控与管理，有助于提高生产效率，保证过程参数的稳定及各段产品的质量，实现选矿综合效益的最大化。

1 选矿工业自动化仪控系统

目前许多选矿企业所使用的自动化仪控系统主要是基于现场控制总线、PLC控制、现场仪表等技术的基础上开发的。总线技术的应用能够获取生产环节各设备的运行数据，从而为生产环节的自动化控制提供了稳定的信息支持[2]。自动化仪控系统主要由现场仪器仪表、控制器、监控器等设备设施组成，实现选矿生产各环节的自动检测、自动调节控制。自动检测能够及时准确的指示选矿过程各参数的变化，自动调节能够及时根据所测结果，准确的对有关变量进行调节。自动化仪控系统具有先进、科学的优势，且各仪表的控制比较稳定、可行。

2 选矿工业的自动化仪表与控制方法

2.1 碎矿工序

此工序是选矿生产环节的首要任务，其工作质量对于后续磨矿工作具有直接影响。碎矿工序中的仪表控制主要集中于不同级别破碎的配置以及碎矿、磨矿之间的配置，促使碎矿工作能够提供最合适的矿产，从而达到多碎少磨的目的。目前我国选矿生产中的碎矿工序主要以连续控制为主，主要是对破碎机各项参数的在线监测，从而对破碎机的工作状态进行监测与报警；通过实施监测破碎机的工作负荷，然后对给矿量进行调整；并通过对料仓现状的监测，结合各破碎机的工作状况进行分析；实现对不同破碎机工作负荷的调整，有助于保护设备的工作状况，避免长时间高负荷工作的现象发生。近些年来，国内研发的自动破碎机通过对细破筛分的优化配置，发现能够提高15%的破碎效率，且破碎粒度的合格率提升15%，能耗下降15%，提高了生产效率与产品质量，符合现代节能环保的要求[3]。

2.2 磨矿工序

磨矿是碎矿之后的下一环节。磨矿工作直接影响到产品的质量，对后续流程以及生产指标都有较大的影响。目前我国选矿自动化仪控系统在磨矿工序中的仪表控制主要是通过对给矿量、给水量、泵池液位以及旋流器压力等指标进行控制来实现的，并且随着磨机的不断发展，提高了磨矿工作的效率以及处理量，但是与发达国家相比仍有一定的差距。自动化仪控系统中，通过利用给料机与秤表仪器进行给矿量控制；利用电磁流量计对调节阀进行给水量的控制，气动调节阀能够通过在线监测水流量，对泵池液位进行调整，并采用分段控制的预设系统，确保旋流器压力处于正常水平。

2.3 浮选工序

目前自动化仪控系统主要采取的浮选控制有浮选加药自动控制、浮选液位控制这两种。浮选加药自动控制主要是利用孔口流的基本原理，采用时间占比的控制方式，可分为控制部分与执行部分，控制部分主要是利用PLC控制器进行控制，执行部分主要是利用电磁或气动加药阀完成。自动控制仪表的应用不但突破了传统人工添加药剂的缺陷，同时减少了药剂的损耗量，并且能够减少员工的工作量，稳定了选矿生产技术指标。

浮选液位自动控制主要是通过液位测量装置、液位控制器和调节阀来完成浮选液位与泡沫层厚度的自动调节。浮选液位检测的准确性对于浮选控制具有重要影响，有助于提高金属回收率与产品质量。目前我国多数选矿企业采用间接接触法进行浮选液位的测量，主要是通过超声波传感器测量浮球移动位置，但是由于机械搅拌的强度高，液位精确控制仍存在一定的问题，许多企业都是通过采用模糊PID控制法来实现。

2.4 浓缩工序

矿浆的浓缩工作通常都是采用高效浓缩机来实现，其是一种处理性能高、节能环保的分离设备。其主要控制参数为给矿量、给矿浓度、药剂流量、驱动扭矩等。在沉积层与澄清层之间的界面计量中，能够通过信号来源的检测来调节添加量，并根据检测数值的大小来控制底部泵的排出量，从而对浓度进行有效控制。通过观察浓度变化从而对泵的转速进行有效调节，当浓度升高时，增加变频频率，从而提高排出量，降低池内浓度；反之则下调变频频率，有助于保障流量波动位于生产规定范围内。在应用自动控制仪表之后能够提高10%的生产效率。

2.5 过滤工序

该工序主要是由过滤机完成的，目前常用的过滤机有盘式真空过滤机、拆带式真空过滤机、内滤式转鼓真空过滤机。但是上述过滤机普遍存在真空率低、能耗高、效率低的问题，陶瓷过滤机的出现则有效突破了上述问题的限制，具有生产效率高、过滤效果好、滤饼水分少的优势，在现代选矿企业中得到了广泛的应用。

3 结束语

随着现代科学技术的不断发展，使得现代各行各业的工作方式与方法发生巨大转变。选矿行业也需要正视时代变化，不断引入新工具与新工艺，提高选矿生产的工作效率，并不断完善自动化仪控系统，有助于提升企业的经济效益，从而在激烈的市场竞争中保持领先地位。

参考文献：

[1]刘海军，贾勇强.自动化仪表在选矿系统中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014，34（21）：4308-4309.

[2]毋克力.有色金属工业自动化仪表现状及需求[J].中国仪器仪表，2014，34（5）：4-5.

[3]郭晓晓.选矿厂自动化仪表维护与常见故障分析[J].科技致富向导，2015，34（6）：220-221.

作者简介：

孟飞（1982—），男，山西省垣曲县；忻州师范学院，专业：计算机科学与技术，本科，研究方向：选矿工业的自动化仪表与控制方法。