試論磨礦自動化技術與選礦廠節能降耗

程遠果

【摘 要】隨著現代化工業進程不斷推進，據不完全統計，國內對于金屬礦物質的開采和冶煉所消耗的能量占全國工業化生產總能量損耗的16%。其中，金屬礦物質冶煉更是需要消耗巨大的能源，而選礦廠中磨礦所消耗的能量則占了絕大部分。由此可見，在整個金屬礦產資源的開發和利用體系建設過程中，需要對磨礦自動化技術進行有效優化和創新，從根本上降低用于選礦廠生產所需要的能源消耗。

【關鍵詞】磨礦自動化技術;選礦廠節能降耗;研究

【中圖分類號】TP273 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）07-0149-02

1997年，中國金屬學會在北京就中國鋼鐵體系召開了相關議會。本次會議圍繞節能降耗、提高行業競爭力展開了激烈的討論，就金屬礦產選礦生產中的能源消耗進行了強調。隨著人們節能理念的不斷深入及科學技術的開發，礦業開采、選礦廠能量控制及磨礦技術等方面取得了明顯的進步。

1 基于互聯網的磨礦自動化系統

1.1 磨礦自動化系統的結構組成

1.1.1 硬件結構設施

在互聯網快速發展的背景下，進行磨礦自動化技術研究，將相關的自動化系統應用到選礦廠磨礦生產中。該系統能夠清楚地將生產現場儀表所檢測到的有效數據以無線的方式傳輸到中心數據處理器上，經處理器反饋處理到共控機械中，從而讓整個磨礦系統能夠將數據集成到數據庫中，形成一定數量的數據池。整個通信系統主要通過兩個數據庫服務器來進行機械的自動化運作和控制，從而達到自動控制的效果。整個系統是在互聯網應用程序的基礎上，進行一定的優化和創新，能夠實現數據和服務同時進行，方便企業管理者在外網上進行現場運作訪問和了解。

1.1.2 系統軟件組成結構

利用“互聯網+”，進行磨礦系統的設計和使用，在其準確性、快捷性及混合模式等方面存在一定的技術要求。在系統的上位機上利用C語言進行程序編寫，管理計算機的相關程序則是基于美國微軟公司研發的Visual Studio 2010的基礎上進行編寫。

1.2 磨礦自動化系統的功能與主要技術

1.2.1 基于互聯網的無線數據傳輸技術

要想在磨礦系統中實現或運用自動化技術，對設備之間所產生的數據進行科學管理和應用是尤為重要的環節。而在磨礦自動化系統中，數據傳輸是整個系統的基礎，該系統在原有基礎上將無線傳輸方式代替了傳統的數據線路傳輸方式。當計算機利用串口調試助手將RS485模塊和RS232模塊的網絡ID進行統一屬性設置時，便可以實現多個設備與主要控制系統進行數據交互使用。當該系統運用到實際生產中時，RS485模塊設計為與設備的儀表盤相互連接，用于數據的傳輸;RS232模塊則設計成與管理的計算機連接，便于數據的接收。ZigBee無線數據傳輸技術是一種操作簡便、成本低、高效率的雙向通信技術，在設備的自動化領域被廣泛應用。

1.2.2 基于互聯網的海量數據處理技術

當企業應用磨礦自動化生產技術時，需要對其產生的經濟效益或能量損失進行有效的掌握和把控，因此生產數據收集是對整個自動化磨礦過程及經濟增收進行科學化分析和評估的主要依據點。在傳統礦石資源打磨的生產化體系中，相關設備所產生的數據由于種類和數量極多，無法及時處理和顯示，不能客觀對其系統的詳細運行情況做出準確分析和判斷。但是，海量的數據中往往隱含著大量的有用信息，提取和引入這些信息，建立長期的資料數據庫，將設備產生相關信息數據的原因進行系統分析，能在很大程度上減少設備發生故障的概率，還可以根據參數對相應設備進行系統的技術更新和優化。

1.3 運行物聯網磨礦自動化技術的現狀分析

1.3.1 實現自動化磨礦的優缺點

為進一步優化磨礦產業鏈，有效節約產業資本，必須加強磨礦自動化技術的研發和應用。據了解，只有在進行分級磨礦的過程中，對其所產生的技術參數進行一定的控制和優化，才能從根本上將整個磨礦生產過程維持在較為穩定的狀態。當礦業生產的全過程處于穩定狀態，磨礦的分級粒度把控得更為精確，才有機會增加打磨機械的處理數量，降低選礦廠打磨機械所消耗的能量。相關有效試驗數據表明，當選礦廠將合適的自動控制系統應用到礦石資源打磨時，其年收入相比于去年有明顯的增長。

1.3.2 磨礦自動化的節能效果

對于礦產開采和冶煉產業來說，需要有效提高其經濟效益。在傳統磨礦系統中，只是通過儀表盤的數據來顯示相關機械運行情況，無法實時監控和掌握生產效能。運用現代自動化磨礦技術，系統能夠通過傳輸數據進行交流，對每臺機械的實際生產量、成本投入量、能量損耗量等進行精確統計和分析，從而達到有效的節能減排效果。

2 選礦廠節能降耗相關技術研究

2.1 礦石的預選

隨著工業化時代的發展，經濟市場對資源的需求量越來越大，礦業產品的品位日漸貧化，對天然礦石的預選成為社會大眾關注的重點。當前，磁鐵礦礦石預選被廣泛應用到實際生產生活中，大冶鐵礦預選工藝研究體系明確指出，磁滑輪的節能降耗作用，在選礦廠相關建設中扮演著重要角色。對于弱磁性鐵礦石來說，進行礦產資源預選時，其感應式的強磁選機曾被廣泛應用于礦廠的選取或相應的工業化實驗設計。

2.2 將礦物質多碎少磨

有關生產資料顯示，在整個粉碎作業所消耗的總能量中，分選前礦石的粉碎作業所消耗能量占15%。由此可見，與傳統磨礦方法相比，將碎礦進行磨損時所產生的能量遠小于磨礦所消耗的能量。在此基礎上進行綜合分析和考慮，從而提出將碎礦與磨礦工序能量消耗進行科學化分配的相關課題。其目的在于：第一，根據碎礦的磨損臨界值，研究出具有更高破碎比的先進設備。第二，在體系內部進行改變，采取科學的措施將粉碎設備的能耗值降到最低。

2.3 隨磨礦分級效率

當一個建成的選礦廠在進行礦物打磨時，為有效降低生產所消耗的能量，購買和采用高壓碾壓機或慣性圓錐碎礦機會給企業的經營成本帶來一定的壓力，因此針對現有碎磨設備進行強化和創新無疑具有積極的現實意義。為達到上述的目標，應當從碎礦和磨礦作業出發進行效率的提高。在現有的碎礦篩選設備基礎上，對礦石產品顆粒分布與礦口尺寸的關系、設備篩分機總篩分效率和部分篩分效率的關系建立客觀的數學模型。在該模型中，將一變量控制，隨后動態化監測碎礦機的排礦口粒度分布，顯示出礦口的相關變化，以便在保證碎礦產品粒度分布符合實際生產要求的前提下，對其進行及時調整。

2.4 選礦廠節能工藝

現階段，國內選礦廠在節能降損方面，相比于將礦石資源進行連續打磨，階段性的磨選工藝更受企業青睞。在有關“回收細粒復雜貧紅鐵礦的高效節能技術”的課題研究中明確指出，當對陰離子進行反浮選時，采用選擇性的絮凝脫泥可以在現有的磨礦粒度基礎上有效處理貧紅鐵礦。

3 結語

第一，從國內有關選礦的相關研究來看，節能降耗和具有節能性的技術應用將逐漸成為國內礦業開采的引導方針，會與越來越多的社會大眾達成共識，也將成為選礦廠技術改造的出發點。第二，目前就國內市場來看，我國有色金屬礦業企業在其生產系統信息化、自動化、智能化建設上與發達國家相比存在一定的差距。在如此嚴峻的局勢下，勢必要以“互聯網+工業”為主要出發點進行“互聯網+磨礦自動化系統”的設計與應用。只有在傳統工業化生產基礎上，與現代化信息技術相互結合，才能在有效實現數據傳輸與共享的同時，將信息數據利用最大化。根本解決礦產資源開采和加工所產生的巨大能量損耗，為企業自身定位和發展決策提供一定的幫助。

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[責任編輯：陳澤琦]