選礦工業的自動化儀表與控制方法

摘要：隨著現代礦產資源稀缺以及市場競爭壓力的增加，如何有效利用現有礦產資源，提高市場占有率，提高生產環節的自動化、信息化是現代礦產行業發展的必然趨勢。近些年來，國內許多大型礦產企業紛紛開展技術優化與升級，并大力推動信息技術的應用，在生產環節中引入電子計算機技術。通過自動化儀控系統的應用提高了現代礦場企業的管理水平與生產效率。本文主要針對選礦工業的自動化儀表與控制進行分析。

關鍵詞：選礦工業；自動化儀表；控制方法

中圖分類號：TD928.9 文獻標識碼：A

選礦工業的自動化儀表控制系統綜合應用了傳感器技術、電子技術、自動控制理論、通訊技術及計算機科學等多方面的科研成果，能夠有效提高生產效率，自主進行各生產設備的控制，有助于減少人工勞動力，從而降低生產成本，提高生產效率，推動選礦企業的可持續發展。選礦企業的自動化控制主要是指對選礦生產各環節的控制，包括破碎、磨礦與分級、選別、脫水過濾、濃縮、尾礦輸送等環節[1]。通過自動化儀控系統的應用，能夠實現生產過程的在線監控與管理，有助于提高生產效率，保證過程參數的穩定及各段產品的質量，實現選礦綜合效益的最大化。

1 選礦工業自動化儀控系統

目前許多選礦企業所使用的自動化儀控系統主要是基于現場控制總線、PLC控制、現場儀表等技術的基礎上開發的。總線技術的應用能夠獲取生產環節各設備的運行數據，從而為生產環節的自動化控制提供了穩定的信息支持[2]。自動化儀控系統主要由現場儀器儀表、控制器、監控器等設備設施組成，實現選礦生產各環節的自動檢測、自動調節控制。自動檢測能夠及時準確的指示選礦過程各參數的變化，自動調節能夠及時根據所測結果，準確的對有關變量進行調節。自動化儀控系統具有先進、科學的優勢，且各儀表的控制比較穩定、可行。

2 選礦工業的自動化儀表與控制方法

2.1 碎礦工序

此工序是選礦生產環節的首要任務，其工作質量對于后續磨礦工作具有直接影響。碎礦工序中的儀表控制主要集中于不同級別破碎的配置以及碎礦、磨礦之間的配置，促使碎礦工作能夠提供最合適的礦產，從而達到多碎少磨的目的。目前我國選礦生產中的碎礦工序主要以連續控制為主，主要是對破碎機各項參數的在線監測，從而對破碎機的工作狀態進行監測與報警；通過實施監測破碎機的工作負荷，然后對給礦量進行調整；并通過對料倉現狀的監測，結合各破碎機的工作狀況進行分析；實現對不同破碎機工作負荷的調整，有助于保護設備的工作狀況，避免長時間高負荷工作的現象發生。近些年來，國內研發的自動破碎機通過對細破篩分的優化配置，發現能夠提高15%的破碎效率，且破碎粒度的合格率提升15%，能耗下降15%，提高了生產效率與產品質量，符合現代節能環保的要求[3]。

2.2 磨礦工序

磨礦是碎礦之后的下一環節。磨礦工作直接影響到產品的質量，對后續流程以及生產指標都有較大的影響。目前我國選礦自動化儀控系統在磨礦工序中的儀表控制主要是通過對給礦量、給水量、泵池液位以及旋流器壓力等指標進行控制來實現的，并且隨著磨機的不斷發展，提高了磨礦工作的效率以及處理量，但是與發達國家相比仍有一定的差距。自動化儀控系統中，通過利用給料機與秤表儀器進行給礦量控制；利用電磁流量計對調節閥進行給水量的控制，氣動調節閥能夠通過在線監測水流量，對泵池液位進行調整，并采用分段控制的預設系統，確保旋流器壓力處于正常水平。

2.3 浮選工序

目前自動化儀控系統主要采取的浮選控制有浮選加藥自動控制、浮選液位控制這兩種。浮選加藥自動控制主要是利用孔口流的基本原理，采用時間占比的控制方式，可分為控制部分與執行部分，控制部分主要是利用PLC控制器進行控制，執行部分主要是利用電磁或氣動加藥閥完成。自動控制儀表的應用不但突破了傳統人工添加藥劑的缺陷，同時減少了藥劑的損耗量，并且能夠減少員工的工作量，穩定了選礦生產技術指標。

浮選液位自動控制主要是通過液位測量裝置、液位控制器和調節閥來完成浮選液位與泡沫層厚度的自動調節。浮選液位檢測的準確性對于浮選控制具有重要影響，有助于提高金屬回收率與產品質量。目前我國多數選礦企業采用間接接觸法進行浮選液位的測量，主要是通過超聲波傳感器測量浮球移動位置，但是由于機械攪拌的強度高，液位精確控制仍存在一定的問題，許多企業都是通過采用模糊PID控制法來實現。

2.4 濃縮工序

礦漿的濃縮工作通常都是采用高效濃縮機來實現，其是一種處理性能高、節能環保的分離設備。其主要控制參數為給礦量、給礦濃度、藥劑流量、驅動扭矩等。在沉積層與澄清層之間的界面計量中，能夠通過信號來源的檢測來調節添加量，并根據檢測數值的大小來控制底部泵的排出量，從而對濃度進行有效控制。通過觀察濃度變化從而對泵的轉速進行有效調節，當濃度升高時，增加變頻頻率，從而提高排出量，降低池內濃度；反之則下調變頻頻率，有助于保障流量波動位于生產規定范圍內。在應用自動控制儀表之后能夠提高10%的生產效率。

2.5 過濾工序

該工序主要是由過濾機完成的，目前常用的過濾機有盤式真空過濾機、拆帶式真空過濾機、內濾式轉鼓真空過濾機。但是上述過濾機普遍存在真空率低、能耗高、效率低的問題，陶瓷過濾機的出現則有效突破了上述問題的限制，具有生產效率高、過濾效果好、濾餅水分少的優勢，在現代選礦企業中得到了廣泛的應用。

3 結束語

隨著現代科學技術的不斷發展，使得現代各行各業的工作方式與方法發生巨大轉變。選礦行業也需要正視時代變化，不斷引入新工具與新工藝，提高選礦生產的工作效率，并不斷完善自動化儀控系統，有助于提升企業的經濟效益，從而在激烈的市場競爭中保持領先地位。

參考文獻：

[1]劉海軍，賈勇強.自動化儀表在選礦系統中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2014，34（21）：4308-4309.

[2]毋克力.有色金屬工業自動化儀表現狀及需求[J].中國儀器儀表，2014，34（5）：4-5.

[3]郭曉曉.選礦廠自動化儀表維護與常見故障分析[J].科技致富向導，2015，34（6）：220-221.

作者簡介：

孟飛（1982—），男，山西省垣曲縣；忻州師范學院，專業：計算機科學與技術，本科，研究方向：選礦工業的自動化儀表與控制方法。endprint