选矿新工艺及自动化控制技术研究

选矿新工艺及自动化控制技术研究

付文艺

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摘要：高效的选矿技术与工艺方法能够显著提高金属矿石的质量。目前，我国在采矿技术方面，已摸索出一套属于自己的工业化流程，尤其在选矿过程中的应用，已经相当纯熟。我国矿产资源的开采工艺和水平，已经通过大量的潜精研思和不断的深化改良，得到了有效提升。但是对我国矿产资源开采技术的研究却未从止步。自动化选矿技术的应用主要是通过信息化检测技术，发展选矿全过程的自动化控制，减轻传统选矿的成本负担。而今，不胜枚举的自动化选矿新工艺和新设备正在逐步开发，并在不断发展壮大中。虽然，自动化选矿技术，仍处于开发阶段，但是不可忽视它给我国矿产资源带来的巨大的积极影响。

关键词：选矿新工艺；自动化；控制技术；研究

引言

矿产资源属于不可再生资源，随着开采时间的增加与开采规模的扩大，我国矿产资源总量持续减少。在矿产业竞争日益白热化的背景下，提高矿业生产的效率与质量，降低生产消耗水平以及提升矿业生产的信息化水平进而提高企业市场竞争力与经济效益成为矿产企业实现长效发展的必然措施。通过引入传感识别技术、电子信息技术以及计算机控制技术等，目前国内一些大型选矿企业已经着手进行传统选矿生产作业的创新转型，力求实现企业管理信息化、生产设备高度自动化以及生产过程集成化与综合化，响应工业４．０的号召，积极推进现代化集成制造业的发展。

1常见的选矿技术分析

1.1破碎技术

粉碎是当前选矿中使用较为普遍的技术之一，一般来说按照不同的要求，把选矿分为粗破、中破和细破三种阶段。所以，通常情况下该技术在各个使用阶段都需要配备不同的操作设备，例如：在粗破阶段，需要采用了尺寸范围为1.2m~1.5m左右的旋回型粉碎设备，以达到最理想的目标。但必须注意的是，粗破过程使用的机械不宜使用矿石长度大于一米左右的产品，以防止在生产过程中产生卡顿现象，降低选矿质量；对于中破阶段，通常情况下会选用尺寸在2.1m~2.2m之间的水平圆锥破碎装置；而对于小破阶段来说，所采用的装置尺寸与中破阶段基本一致，一般会采用尺寸2.1m~2.2m左右的短头式圆锥破碎装置，以达到最理想的效果。

1.2磨矿技术

对于磨矿选矿工艺技术来说，生产企业一般依据本身规模的大小会采用1~2个流程的自磨机或砾磨机进行操作，但在技术条件允许的状况下，部分工厂也会在完成一次的磨矿后，进一步对原已磨好的矿石经过螺旋分层后继续进行第二次磨矿加工，以充分保证选矿技术应用效率。

1.3粉干法

在选矿过程中，一般会对矿粉进行三级筛选。粉干法主要对矿粉实行三级磁选，矿粉在磁力滚筒经过干磁技术处理得到能够用于后续使用的矿粉，从而奠定后面处理工艺的基础。粉干法使用为矿产选矿提供了一种新途径，同时该方法还能在一定程度上减少水资源的需求量。干法磁选可以得到精矿粉的成品。然而，粉干法也存在一些缺点，比如在应用中会出现大量粉尘，造成环境污染问题。

2矿产选矿技术运用现状分析

2.1组合式高梯度强磁选机的应用效果不理想

组合式高梯度强磁选机在选矿作业中的应用比较广泛，借助这种机械设备，有助于提升选矿的效率。但是在实际的应用过程中，取得的效果却不够理想，有的矿山企业所选用的机型不够先进，再加之矿山企业对机型的更新不及时，进而导致机械设备的作用得不到充分地发挥，会给矿产资源开发带来十分不利的影响，导致其效率与产能不高。除此之外，在组合式高梯度强磁选机的选择过程中，技术人员对机械设备的性能特点掌握不全面，对技术隔阻技术的认知也存在一定的偏差，进而导致强磁选机与矿产选矿技术和工艺方法的关联性不强，不仅难以发挥设备优势，而且还容易引发设备运行故障。

2.2塔磨机装置的应用效果有待提升

塔磨机也是重要的选矿设备之一，合理选用塔磨机，可以为矿产选矿技术和工艺方法的应用提供有力的支持与帮助。但是在塔磨机装置的应用过程中却存在一定的不足，主要表现在搅拌器方面。由于搅拌器存在设计缺陷，在其应用过程中难以有效控制搅拌速度，同时也难以对其搅拌方式进行合理的调整，给磨矿介质的搅拌带来不利影响。除此之外，在塔磨机设计过程中，衬板旋转方式存在一定的不合理因素，导致其在实际的应用过程中对矿石的冲击和破碎效果不理想。这也会在很大程度上影响塔磨机装置的应用效果。

3选矿新工艺及自动化控制技术的发展势在必行

3.1全流程自动化控制

近些年来，选矿自动化的普及程度得到空前发展，虽然新老选矿厂都已基本实现选矿自动化，但是实际实施的效果却是参差不齐的。本着结构简单、实现可靠、操作方便的原则，为实现稳定生产，减轻劳动强度，减少异常生产状况，减轻人力资源压力，引入全流程自动化控制，对全过程进行监测、调整，使系统稳定工作极为必要。选矿全流程自动化控制系统对提高产品质量、降低损耗、加强对选矿厂现代化和科学化的管理，具有深远影响。

选矿全流程自动化分为破碎、一段磨矿、二段磨矿、摇床、配药、解析、原矿取样等七个独立工段。碎矿自动化实现了圆磨机自动给矿，提高圆磨作业效率，皮带机一键启动、停止和远程控制，自动除铁，矿仓料位测量，皮带跑偏和打滑告警，设备实现电压电流测量和过载告警，设备运行状态监控。

一段磨矿自动化，实现恒量自动供矿和供水，磨矿浓度测量，通过检测棒磨机负载电流的最大值与最小值之差，得出棒磨做抛物线的宽度，实现“涨肚”与绞棒预先告警，绞盘通过检测传动齿轮的振动、波线温度、电机功率等提前进行语音警告。通过棒磨的自动化，稳定了磨矿粒度和浓度，为下一步选矿工艺、提高选矿稳定性和选矿回收率提供了前提条件。

二段磨矿自动化，实现了自动注球，实时监测钢球在磨机内的抛物线运动，球磨载荷测量，传输波温度和振动，空气离合器气压报警和链条停止控制，泵池液位测量和旋流器压力检测和恒压控制、堵塞检测和语音告警。

摇床自动化，自动采矿机器人可以准确找到摇床矿区的金矿边界和尾矿边界，根据矿区变化自动跟踪变化，确保了摇床的回收率，减少摇床工的劳动强度。配药自动化、配药桶与配药箱液位自动控制，定时自动出水搅拌，自动恒温，液位自动警告，防止溢药、干药现象的产生，确保精准配药，保证了药剂的质量、增强选别效果，减少浮选工、配药工的劳动强度。浮选与解析自动化析，根据工艺的需求和浮选自动化技术的发展现状，对浮选槽选别效果进行定时监控，帮助操作人员及时了解各个浮选槽的选别情况，实现解析自动恒温控制。

矿石自动采样与烘干机器人，实现了在棒磨给料机出口，定时自动获取原矿样，并对原矿样进行自动恒温定时烘干，减少取样人员的人工成本和操作压力。待全流程自动化控制系统持续稳定运行后，仍需进一步优化生产设备和工艺条件，不断助力推动实现“数字矿山”。

3.2深化自动控制理论研究，提高自动化控制系统的创新力度

自动控制理论萌生于20世纪50年代，并且在20世纪60年代获得了较快的发展，特别是近年来逐步衍生出了人工智能、自动控制、运筹学以及信息论等多学科交叉的现代智能控制理论。其中，由神经元网络系统、模糊控制单元以及大数据库构成的人工智能技术在现代化工业生产中获得了极为广泛的应用。因此，在选矿自动化控制领域深化自动化控制理论，提高自动化控制系统的创新力度，以提高自动化控制系统与选矿企业生产实际的匹配度，成为促进选矿生产向高集中式、高自动化水平以及智能化发展的必然要求。

结语

虽然我国选矿自动化技术的发展与应用相较于国外发达国家还存在一定的差距，但是近几年在国家大力倡导科技创新的背景下已经取得了不错的成绩。为了提高选矿生产企业的生产效率与生产质量，推动我国选矿生产企业从传统生产模式向自动化控制生产模式的转型，加大自动化控制系统的研发力度，提高应用水平。

参考文献

［1］李刚．选矿过程中自动化的新发展研究［Ｊ］．世界有色金属，２０１９，（２１）：２３４＋２３６．

［2］徐小贤．矿山选矿作业中电气自动化技术的应用及其创新发展［Ｊ］．世界有色金属，２０１９，（１０）：６６－６７．