某選礦廠磨選自動化系統優化改造實踐

文雪虎 房啟家

（山東鋼鐵集團礦業有限公司）

隨著現代科學技術的發展，具有高集成度的自動化工廠不僅可以減輕人員的勞動強度，改善職業衛生狀況，提高生產安全性，還可以為企業創造更多的效益［1-16］。目前，礦山企業越來越重視自動化建設，這在一定程度上加快了老企業的自動化進程，促進了老企業的發展與進步。磨選作為選礦環節中重要的組成部分，其實現自動化可以大大提高勞動生產率，提高產品指標，改善勞動條件，降低生產成本。因此，實現磨選自動化意義重大。

1 礦石性質及選礦工藝

1.1 礦石性質

某含銅鈷磁（赤）鐵礦石屬于高溫熱液接觸交代矽卡巖型鐵礦石，銅、鈷含量較低，且分布不均勻，平均含量均小于0.1%，鐵含量高于40%，不同工業類型的礦石只能混合開采。其中的氧化礦中磁性鐵約占30%，約有45%的磁鐵礦被氧化交代成半假象赤鐵礦和假象赤鐵礦，約有20%的磁鐵礦被氧化成赤鐵礦和褐鐵礦，硅酸鐵約占5%。礦石構造主要為塊狀、板狀、浸染狀，礦石的結構為壓碎結構、熔蝕結構、交代殘余結構、包裹結構。礦石物理性質見表1，主要化學成分分析結果見表2。

1.2 磨選工藝流程

磨選工藝流程見圖1。

2 磨選系統運行現狀

該選礦廠建廠較早，設備老舊，自動化程度低，在更換大型設備后，與其相應的選礦生產在線檢測手段、選礦自動化控制不匹配，在操作控制過程中經常出現作業濃度不科學、誤操作、調節不及時等問題，嚴重影響生產的穩定、產能的發揮，造成資源浪費，制約了企業的發展。

2.1 磨礦分級系統

粉礦經CBS-1010 型永磁筒式磁選機濕式預選，粗精礦進入球磨機，粗粒尾礦經過高頻振動篩篩分，+2 mm 粒級拋廢，-2 mm 粒級給入分級系統。磨礦分級系統采用一段閉路磨礦流程，MQG2700×2100 型濕式格子型球磨機、2FLG-1500 型高堰式雙螺旋分級機。

磨礦分級工序的主要問題：①球磨機缺少負荷監測系統，入磨量無法精確計算、控制，磨礦細度經常不達標，極大地影響了磨礦效果。②磨選環節僅有壓力檢測與控制系統，且旋流器壓力主要靠操作員設定，對旋流器產品濃度及粒度沒有實時監測，無法實時判斷旋流器的分級效果。③選礦廠沒有自動加球系統，人工加球無法根據生產情況實現定量加球，崗位工人的勞動強度大。

2.2 選礦系統

選礦廠采用先浮后磁原則流程，浮選采用先混浮再分離流程，混合浮選為1粗1精1掃流程，分離浮選為1粗1精2掃流程。混合浮選的精礦為銅鈷混合精礦，然后進行銅鈷分離；混合浮選的尾礦磁選選鐵。

選礦系統的主要問題：①浮選工藝僅有對入浮流量檢測，缺少濃度檢測，無法通過對浮選干礦量計量來指導加藥或充氣；浮選藥劑添加由人工操作。②缺少對浮選礦漿pH值的監測，無法根據pH值的變化來指導加藥，易造成脫硫效果差，影響產品質量。③磁選機的分散水及卸礦水沒有實現自動控制，容易造成水資源浪費，且影響生產指標。④缺少對鐵精礦品位的實時監測，無法進行實時工藝參數微調以保證精礦指標的穩定。

3 自動化系統優化改造與效果

為改造好選礦自動化系統，提高現場磨選生產效果，穩定現場生產指標，減輕現場操作人員的勞動強度，達到增產增效的目的，經深入研究，確定了磨選自動化系統優化改造方案。

3.1 磨礦分級系統

（1）優化措施。針對磨礦分級系統存在的問題，進行了針對性的優化改造。磨礦分級自動化控制方面主要是綜合利用數字信號處理技術，對各類儀表測量的過程數據進行過濾和處理，通過數據建模、流程數據分析，設計整體控制算法結構；采用局部小閉環，整體大閉環的思路，根據生產過程的實際特性，適當地利用反饋、前饋、自適應預測等方法，設計磨礦智能控制程序、設計研發各環節的智能分析算法和智能控制算法，精準控制磨礦環節的入磨量、加水量以及各環節的流程狀態。

（2）取得效果。通過磨礦分級系統自動化的升級改造，實現了磨礦分級系統的自動化控制，對磨礦分級作業參數實現自動化檢測，方便工作人員及時發現故障并進行處理，減少欠磨、過磨等問題的發生，提高自動化程度，減輕勞動強度，使選礦廠的生產力水平得以提升。與人工操作相比，在保證產品質量的前提下，磨機臺時處理量和管理水平得以提高，同比降低了單位選礦成本，且具有較高的安全效益。

3.2 選礦系統

（1）優化措施。在浮選自動化方面，一是針對“浮選給礦量控制系統”對渣漿泵的控制需求，設計了變頻控制程序，并使用該控制程序對渣漿泵進行優化；二是重新設計并制作了生產過程數據記錄和曲線展示功能，實現生產曲線、工藝曲線和設備曲線三部分功能，分別對各關鍵環節的產量、工藝控制過程量和設備運行狀態進行數據記錄和展示；三是新增粒度、品位檢測儀表，實現粒度、品位的閉環優化控制。

（2）取得效果。通過實施自動化控制，降低崗位工人的勞動強度，適當減少一線崗位操作人員，提高了勞動生產率。自動化技術在浮選加藥控制中的應用，保證了加藥過程的順利進行，避免了人員根據個人經驗操作造成的不利影響。浮選自動加藥控制系統能夠實現遠距離的定量、定時加藥，保證給藥過程的精準。通過對進入浮選的礦漿干礦量、濃度進行檢測，設計專用的智能分析算法，結合浮選機起泡情況、礦漿流量、濃度等狀態進行綜合分析，實時調節浮選藥劑加藥量和浮選機充氣量，實現浮選流程的智能化。通過對磁選機的分散水流量控制，實現預選磁選機自動給水功能，穩定了生產工藝，提高了設備效率。

3.3 自動化應用綜合效果

（1）通過選礦廠自動控制系統的應用，實現了生產設備連鎖起停、事故停車、事故報警，以及給礦量、料位、濃度等生產過程參數的自動智能調節。提高了選礦廠的生產能力和金屬回收率，降低了電力單耗，大大降低了人員的勞動強度，產品質量得到提高，減少了崗位人員20余人。

（2）磨礦臺時處理量提高5%左右，生產成本降低3%左右，銅回收率由84.55%提高到86.31%，經濟效益100多萬元；每年節省了人工費200多萬元。

4 結語

在選礦工藝中應用自動化控制系統，對于提高選礦回收率和勞動生產率、降低生產成本、減輕人員勞動強度所發揮的作用越來越明顯。