鐵礦選礦自動化的發(fā)展與對策探究

張 東

（ 鞍鋼礦業(yè)公司齊大山鐵礦，遼寧 鞍山 114000）

地球資源量是有限的，很多資源是不可再生資源，如何提高資源開采率和使用率成了各個資源類企業(yè)所面臨的重大問題，也是相關(guān)研究人員的主要研究課題之一。資源開采和使用的過程中，先進的設(shè)備和技術(shù)能夠在實現(xiàn)開采率最大化的同時降低成本。鐵礦的開采也是如此，鐵礦選礦自動化技術(shù)在我國鐵礦開采中應用及其廣泛，它大大地降低了勞動力，提升了生產(chǎn)效率。將鐵礦選礦自動化技術(shù)與現(xiàn)場動態(tài)監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合，對開采結(jié)果進行對比，實現(xiàn)對選礦指標的有效控制，為推動選礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 我國鐵礦選礦自動化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 鐵礦選礦自動化技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢

鐵礦選礦自動化技術(shù)得到廣泛應用是在上世紀40年代，這一技術(shù)的應用使得資源類產(chǎn)業(yè)在很多方面都取得了突破。鐵礦選礦自動化技術(shù)改善了傳統(tǒng)的選礦技術(shù)，解決了生產(chǎn)自動化的問題。傳統(tǒng)的鐵礦選礦工藝多數(shù)是依靠經(jīng)驗，這樣極大地增加了人為因素的干擾，生產(chǎn)指標得不到控制和改善。鐵礦選礦自動化技術(shù)的應用，能夠結(jié)合環(huán)境和實時監(jiān)測來調(diào)節(jié)結(jié)果，大大提高了選礦的準確性，在控制選礦指標上也有顯著的作用。自動選礦技術(shù)的興起，能夠?qū)x礦的整個過程實時監(jiān)控，及時調(diào)整各種參量，保證選礦指標的不斷提高，推動了鐵礦類產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新。鐵礦選礦自動化技術(shù)的運用，對企業(yè)來說最直觀的利益就是金屬回收率的提高，金屬回收率的提高大大降低了鐵礦生產(chǎn)的成本。從另一方面來看，鐵礦選礦實現(xiàn)自動化的同時也實現(xiàn)了辦公自動化。總的來說，鐵礦選礦自動化技術(shù)的優(yōu)勢主要是以下三個部分：

（1）選礦自動化技術(shù)采用計算機技術(shù)，對選礦過程快速計算和檢測，確保結(jié)果正確性的同時提高生產(chǎn)指標。

（2）選礦自動化技術(shù)實現(xiàn)了降低勞動力的效果，降低了人為因素的干擾，為大規(guī)模的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

（3）選礦自動化技術(shù)直接提高金屬回收率和指標，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，選礦自動化技術(shù)應用以后，金屬回收率和精礦品位等指標有了很大的提升。選礦自動化技術(shù)的應用使我國一些選礦廠成為了國內(nèi)一流企業(yè)，使整個選礦產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量、產(chǎn)量都得到了保障。

1.2 鐵礦選礦自動化技術(shù)發(fā)展面臨的問題

目前，國內(nèi)外選礦自動化技術(shù)發(fā)展水平參差不齊，與國外相比，我國鐵礦選礦自動化的技術(shù)水平還有待提高。國外選礦自動化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了不同的階段，隨著我國科學技術(shù)水平的不斷提升，選礦自動化技術(shù)也在不斷地提升，面對不同的發(fā)展階段都會面臨不同的問題，但是從發(fā)展方向來看，選礦自動化技術(shù)在不斷地完善，依托計算機技術(shù)的高速發(fā)展而變得更加先進、智能。

從目前的的發(fā)展狀況來看，我國選礦行業(yè)自動化技術(shù)與其他行業(yè)自動化技術(shù)相比還處于較低的一個水平。分析影響我國選礦行業(yè)自動化技術(shù)高速發(fā)展的因素主要有以下三個方面：

（1）傳感器技術(shù)應用不到位，傳感器質(zhì)量有待提高；

（2）選礦自動化系統(tǒng)設(shè)計不完善，導致運行過程中出現(xiàn)問題；

（3）選礦自動化系統(tǒng)維護成本高。

造成我國選礦自動化水平發(fā)展低的根本原因是我國選礦自動化研究發(fā)展緩慢，缺少創(chuàng)新和技術(shù)改進。進入21世紀以后，計算機技術(shù)高速發(fā)展，在人工智能的影響下，越來越多的企業(yè)意識到要想在競爭日益激烈的市場中占有一席之地，就得突破核心技術(shù)——選礦自動化技術(shù)，提升自身的核心競爭力。因此，許多企業(yè)不斷引進國外的一些先進設(shè)備，學習國外的一些優(yōu)秀的生產(chǎn)方法和管理方法等。在選礦技術(shù)中結(jié)合計算機技術(shù)，向人工智能方向發(fā)展，實現(xiàn)更深程度的自動化，先進的自動化選礦設(shè)備和方法的運用極大地推動了我國經(jīng)濟水平的發(fā)展。

2 鐵礦選礦中的新技術(shù)

2.1 磁鐵礦選礦

鐵礦中磁鐵礦的選礦質(zhì)量依賴于選礦技術(shù)。選礦設(shè)備的好壞、先進程度直接決定了選礦質(zhì)量和選礦工作的效率。因此，在磁鐵礦的選礦工作中，需要引進先進的選礦設(shè)備和選礦技術(shù)，比如重點運用低場強脈動磁選機、磁選柱和磁團聚重機等先進設(shè)備。

2.2 赤鐵礦選礦

我國鐵礦石大多呈條帶狀構(gòu)造，寬度在0.24-3mm范圍內(nèi)。赤鐵礦在我國分布范圍比較廣，選礦方式主要為浮選和焙燒。隨著技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)的赤鐵礦選礦技術(shù)中也加入了新型的選礦方法，引進了先進的選礦設(shè)備來提高選礦工作的效率，保證選礦的質(zhì)量。其中應用比較廣泛的方法是反浮選工藝，其在應用中可以達到較高的鐵回收率。除此之外，脈動高梯度磁選機設(shè)備在赤鐵礦選礦過程中也經(jīng)常被使用。

2.3 新型選礦技術(shù)的應用

在鐵礦選礦產(chǎn)業(yè)中運用自動化技術(shù)可以全面提高鐵礦石產(chǎn)量。具體到生產(chǎn)目標時，可以實現(xiàn)年產(chǎn)能2億噸以上，鐵礦原料提供量達到6千萬噸以上。鐵礦選礦自動化技術(shù)在實現(xiàn)生產(chǎn)目標的同時，能夠從整體上提高選礦的質(zhì)量，對推動能源類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著巨大的作用。對鐵礦資源的充分利用時，精確回收精礦的工作也是非常重要的，應明確精礦回收指標，充分利用各種先進技術(shù)以達到資源利用最大化。因此，實現(xiàn)對選礦工藝的改善，離不開選礦自動化技術(shù)，推廣選礦自動化技術(shù)能夠最大化減少生產(chǎn)過程中不必要的資源浪費。

3 鐵礦選礦自動化技術(shù)發(fā)展新趨勢

目前，鐵礦選礦技術(shù)在朝著大型化、規(guī)劃化的方向發(fā)展，其中高壓輥磨機的推廣應用讓鐵礦選礦企業(yè)規(guī)模不斷變大。先進的選礦設(shè)備和方法，結(jié)合選礦自動化技術(shù)，推動選礦技術(shù)更加數(shù)字化、智能化。隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，為自動化技術(shù)提供了各種控制軟件，讓控制過程趨于整體化和開放化。其中，在選礦產(chǎn)業(yè)中應用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)了對選礦工作過程的動態(tài)監(jiān)控，推動了選礦技術(shù)進一步向自動化的的方向發(fā)展。自動化技術(shù)應用在具體工程中來說，就是通過同業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)據(jù)存儲、傳輸、交流，保證選礦工作的高校性和準確性，這個方法的應用的最大特點是實時性，方便管理者在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題，及時作出調(diào)整。

“工欲善其事，必先利其器”。隨著社會需求量的不斷增加，選礦設(shè)備的更新也逐漸增快，越來越多的選礦設(shè)備被研發(fā)出來并應用于實際生產(chǎn)當中。選礦廠規(guī)模的不斷擴大，選礦設(shè)備也不斷向高性能、高效率、大型化的方向發(fā)展。

從目前的發(fā)展情況來看，選礦自動化技術(shù)發(fā)展日新月異，主要是以下的幾個方向：自動化儀表逐步實現(xiàn)數(shù)字化、智能化；控制系統(tǒng)整體化；操作系統(tǒng)智能化。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)與選礦自動技術(shù)的結(jié)合是必然的，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與選礦自動化技術(shù)相結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝裕瑵M足生產(chǎn)需求。對選礦過程進行動態(tài)監(jiān)控，時刻把控選礦過程的工作準確性，真時反映生產(chǎn)情況，讓管理者能夠及時作出調(diào)整，從而保障選礦的質(zhì)量。

4 鐵礦選礦自動化技術(shù)發(fā)展對策

4.1 采用總線控制方法改進鐵礦選礦自動化技術(shù)

在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的大背景下，工農(nóng)業(yè)中對資源浪費的現(xiàn)象比較嚴重，從整體來看會造成供需失衡，經(jīng)濟損失不斷增長。為了解決上述問題，可以采用PLC算法對負荷進行優(yōu)化處理，平衡供給和需求之間的關(guān)系，通過建立數(shù)學模型并應用于實際工程當中來滿足客戶的要求，進而改進鐵礦選礦自動化技術(shù)。目前存在的問題是，PLC總線設(shè)備應用率在各個礦場中的應用率參差不齊，這就導致在一些選礦廠需要采用充電措施來保證工作的高效性，這種做法可以降低能源的總消耗量；相反，對于該設(shè)備應用率高的礦場，這種做法會對在電路運輸過程中造成能源的浪費，電路和轉(zhuǎn)換器處能源的消耗會造成運行成本的大幅增加，當負荷過大時有可能對整個線路造成影響。由此可見，為了將PLC設(shè)備對礦場運行的影響降到最小，要對PLC總線設(shè)備進行整體管控。例如，在電路的輸電、發(fā)電步驟可以采用人工智能技術(shù)，提高鐵礦選礦技術(shù)的自動化程度，對選礦廠進行動態(tài)化的管理，逐步實現(xiàn)管理系統(tǒng)的自動化運行，從而平衡供給和需求的關(guān)系。但是從目前的情況來看，PLC設(shè)備系統(tǒng)化程度不夠，需要專業(yè)人士加強對新型選礦技術(shù)的研究，進而加強不同設(shè)備的通信效率，結(jié)合人工智能管理的優(yōu)勢，對PLC系統(tǒng)進行整體化的科學管理。

在運用總線控制技術(shù)的過程中，為了實現(xiàn)對多個設(shè)備的控制，可以采用雙絞線進行連接，雙絞線的連接方式十分簡單方便，有接線方式方便、添加新設(shè)備方便的特點。

4.2 促進通信技術(shù)在鐵礦選礦中的應用

從我國的多數(shù)礦場發(fā)展水平來看，已經(jīng)逐步引進鐵礦通信系統(tǒng)，將應用中將鐵礦通信系統(tǒng)與PLC設(shè)備結(jié)合，可以減少在選礦過程中的認為因素的干擾，提高自動化操作水平，提高選礦的質(zhì)量。將鐵礦通信系統(tǒng)應用于其他設(shè)備，不僅能夠?qū)ζ渌O(shè)備能起到控制的作用，還能夠起到維護的作用，減少設(shè)備的維護次數(shù)，降低設(shè)備的維護成本。在傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)中，為了平衡負荷，經(jīng)常采用的方式是調(diào)整發(fā)電機的功率。目前現(xiàn)代化的礦場普遍采用的是分布式電源，分布式電源的缺點是容易受環(huán)境的影響，當負荷不平衡時很容易造成大面積的損害，當損害嚴重時可能會出現(xiàn)大面積的電機燒毀現(xiàn)象，造成設(shè)備的損壞，很大程度上影響了生產(chǎn)的進程。由此可見，在現(xiàn)代化的選礦場中需要引入鐵礦通信技術(shù)，加強生產(chǎn)過程中的監(jiān)測。將鐵礦選礦自動化技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，不僅能夠滿足礦場對大量電能儲存的需求，還能對礦場分布式設(shè)備進行整體管理。這樣大大降低了操作技術(shù)層面的難度，同時提高了礦場的運行效率，改善了電能的供給，根據(jù)需要，隨時調(diào)動電能的傳輸，實現(xiàn)供需平衡的目的。

5 結(jié)語

從相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，我國鐵礦選礦自動化技術(shù)發(fā)展速度很快，不斷有新型的選礦設(shè)備被研發(fā)出來投入生產(chǎn)工程當中，實踐證明，這些新型設(shè)備的研發(fā)也取得了一定的成果，大大加深了鐵礦選礦自動化的程度。盡管鐵礦選礦自動化技術(shù)發(fā)展迅速，但在一些尖端科技方面仍有一部分需要突破創(chuàng)新，例如傳感器、操作系統(tǒng)等方面還需要進行創(chuàng)新研究，這些方面的研究是提高選礦質(zhì)量和效率的必經(jīng)之路。地球資源總量是有限的，很多資源是不可再生資源，如何提高資源開采率和使用率成了各個資源類企業(yè)所面臨的重大問題。鐵礦選礦自動化技術(shù)的高速發(fā)展，推動著我國的經(jīng)濟發(fā)展，對提升我國的綜合國力有著不可忽視的作用。