（金川集團(tuán)股份有限公司選礦廠，金昌 737100）

隨著工業(yè)化生產(chǎn)的用銅需求量急劇增長(zhǎng)，我國(guó)的銅資源供應(yīng)日趨緊張，銅冶金行業(yè)越來(lái)越重視銅爐渣的貧化處理，渣選廠規(guī)模也不斷擴(kuò)大。在生產(chǎn)實(shí)踐中，用渣包緩冷渣入選已經(jīng)成為趨勢(shì)。以110萬(wàn)t/a銅爐渣選礦項(xiàng)目為例，每年可回收約1萬(wàn)噸銅金屬，相當(dāng)于一座年產(chǎn)200萬(wàn)噸、銅品位約0.5%的中型銅礦山產(chǎn)能，不僅變廢為寶，而且化解了冶煉廢渣長(zhǎng)期露天堆放帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化和系統(tǒng)“零排放”。此項(xiàng)目渣緩冷場(chǎng)面積達(dá)5.4ha，渣包緩冷位330個(gè)。因此，實(shí)現(xiàn)渣包噴淋系統(tǒng)自動(dòng)化成為提高項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)和保障勞動(dòng)安全的迫切需要。

1 實(shí)施渣包緩冷自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的必要性

1.1 提高爐渣中銅的回收率

生產(chǎn)實(shí)踐和相關(guān)分析證明，渣包緩冷渣可選性最好，令熱態(tài)渣充分緩冷有利于渣中硫化態(tài)或金屬態(tài)銅顆粒的凝聚和長(zhǎng)大，便于通過(guò)磨礦分離和浮選分離。但相關(guān)研究表明，若水冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致銅結(jié)晶粒度細(xì)小且分散度高，相同磨礦細(xì)度方案下，以連生體形式浮出較多。采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，可以精確地控制噴淋時(shí)間，提高浮選效率。

1.2 保障工作安全

渣緩冷場(chǎng)設(shè)置330個(gè)渣包位，占地面積大，渣包緩冷位多，且環(huán)境惡劣（高溫?zé)彷椛?、水蒸氣等），如靠人工操作進(jìn)行高溫渣包的噴淋作業(yè)，不但操作難度大，而且一旦操作失誤，存在高溫渣包“放炮”現(xiàn)象，威脅人身安全。同時(shí)，如管理不善，造成水閥長(zhǎng)開(kāi)，還易導(dǎo)致資源浪費(fèi)，甚至損壞設(shè)備，威脅渣包車司機(jī)安全。采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)可避免現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)停閥作業(yè)，保證了操作人員的人身安全。1.3提高工作效率

隨著銅冶煉技術(shù)的進(jìn)步，銅冶煉規(guī)模越來(lái)越大，相應(yīng)的渣緩冷場(chǎng)規(guī)模也越來(lái)越大，靠人工操作噴淋水閥的開(kāi)停，不僅工作效率無(wú)法保證，而且很難按要求在最佳時(shí)間點(diǎn)開(kāi)閉閥門，采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度提高工作效率。

2 自動(dòng)噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施

自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的關(guān)鍵及難點(diǎn)在于渣包到位信息的檢測(cè)與傳輸。首先，由于渣包內(nèi)容物是高溫熔融態(tài)爐渣，且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，常規(guī)的位置開(kāi)關(guān)難以滿足使用要求；其次，由于露天環(huán)境中溫度的變化受天氣的影響比較大，通過(guò)檢測(cè)渣包上方的溫度難以取得合適的變化值用來(lái)判斷渣包是否就位；采用一些特殊的儀表可以檢測(cè)渣包到位信息，但是由于渣包位多需要的儀表數(shù)量多，成本太高。因此，在本項(xiàng)目中采用電臺(tái)無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳送（無(wú)線電臺(tái)采用GE MDS的全數(shù)字無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)和PLC構(gòu)建無(wú)線通訊和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），結(jié)合先進(jìn)的可編程控制技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方案，對(duì)各車載數(shù)據(jù)實(shí)施分析處理并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，通過(guò)Profibus-DP與PLC系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

2.1 系統(tǒng)描述

圖1 渣包噴淋冷卻系統(tǒng)總體原理圖

圖2 主站系統(tǒng)組成

圖3 車載系統(tǒng)組成

圖4 車載系統(tǒng)人機(jī)畫面

系統(tǒng)由主站系統(tǒng)和3套車載系統(tǒng)組成，其中車載系統(tǒng)由車載操作顯示屏和數(shù)據(jù)傳送處理單元組成，渣車司機(jī)通過(guò)操作屏對(duì)站點(diǎn)“就位/倒包”進(jìn)行操作，同時(shí)接收主站發(fā)送的各渣包站點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)更新渣包站點(diǎn)狀態(tài)畫面；主站系統(tǒng)接收處理來(lái)自車載系統(tǒng)存、取渣包的數(shù)據(jù)信息，并與渣緩冷場(chǎng)控制站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴淋現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)閥門、渣包狀態(tài)的監(jiān)控，同時(shí)渣緩冷場(chǎng)控制站根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)噴淋工藝要求對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，寫入主站數(shù)據(jù)處理單元，之后由主站向各個(gè)車載發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

2.2 主站系統(tǒng)組成

主站系統(tǒng)由數(shù)傳電臺(tái)、天線、數(shù)據(jù)處理器、DP通訊卡件等組成。接收來(lái)自各個(gè)車載系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與PLC數(shù)據(jù)通訊，如圖2所示：

2.3 車載系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)有3套車載裝置，分別安裝于渣包車司機(jī)室，每套裝置都由數(shù)傳電臺(tái)（包括天線）、數(shù)據(jù)處理器和操作顯示器組成，如圖3所示：

渣緩冷場(chǎng)共有3輛渣包車，330個(gè)渣包，每5個(gè)渣包一組設(shè)置有66個(gè)渣包噴淋水電動(dòng)切斷閥。每個(gè)渣包都有唯一的三位數(shù)字編號(hào)，如A01（A區(qū)第1組），每臺(tái)渣包車配置一套車載無(wú)線發(fā)射裝置。當(dāng)渣包車司機(jī)將渣包放置到預(yù)制的渣包位置時(shí)，由司機(jī)在渣包車的車載無(wú)線控制器終端輸入渣包位編號(hào)，接收器接收指令后采用Profibus-DP的通訊方式送給PLC控制系統(tǒng)，系統(tǒng)接受信息后自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)渣包位的噴淋程序，并給司機(jī)返回一個(gè)確認(rèn)信號(hào)表示程序已經(jīng)啟動(dòng)。噴淋完成后，控制系統(tǒng)再發(fā)出一個(gè)緩冷完畢信號(hào)，在渣包車上顯示（觸摸屏）待倒包的信息提示司機(jī)可以把該渣包拉走。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠

由渣包車司機(jī)代替儀表自動(dòng)檢測(cè)，渣包到位信息準(zhǔn)確無(wú)誤。另外，自動(dòng)噴淋系統(tǒng)采用SCADA系列的無(wú)線電臺(tái)產(chǎn)品具有DSP（Digital Signal Processing）技術(shù)，抗干擾性能好，接受靈敏度高，傳輸速度快，即使是在很惡劣的條件下也能提供高可靠的通訊服務(wù)，為實(shí)現(xiàn)渣包到位后自動(dòng)啟動(dòng)噴淋程序提供準(zhǔn)確地信息依據(jù)，保障了自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 節(jié)省項(xiàng)目投資

采用無(wú)線電臺(tái)可節(jié)省渣包就位一次檢測(cè)儀表（330個(gè)）、電纜及相應(yīng)的PLC卡件；同時(shí)，減少了項(xiàng)目的施工量，降低了施工難度，大大節(jié)省了項(xiàng)目投資及后期的運(yùn)行維護(hù)成本。

3.3 渣緩冷場(chǎng)管理優(yōu)化

PLC系統(tǒng)自動(dòng)將渣包位的狀態(tài)發(fā)送到渣包車上的觸摸屏上，渣包車司機(jī)可以通過(guò)操作終端隨時(shí)了解渣緩冷場(chǎng)渣包位的狀態(tài)信息，判斷每個(gè)噴淋站點(diǎn)的狀態(tài)，便于高效而準(zhǔn)確地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)渣包運(yùn)送作業(yè)，不但節(jié)省時(shí)間和渣包車油耗，而且實(shí)現(xiàn)了渣緩冷場(chǎng)有序化、智能化管理。

4 結(jié)語(yǔ)

采用無(wú)線電臺(tái)的渣包緩冷自動(dòng)噴淋系統(tǒng)實(shí)施運(yùn)行后，從根本上解決了渣包就位檢測(cè)問(wèn)題，由渣包車司機(jī)代替現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表，由無(wú)線電臺(tái)提供可靠的通訊，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，使?fàn)t渣處于最佳的入選狀態(tài)，從而保證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的完成以及優(yōu)化。