李 剛

（中鋼集團(tuán)山東礦業(yè)有限公司，山東 臨沂 277700）

自19世紀(jì)40年代選礦自動(dòng)化技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)七十余年的發(fā)展，選礦自動(dòng)化技術(shù)已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。傳統(tǒng)的選礦技術(shù)需要職工借助自己的經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展手工選礦工作，手工形式的選礦無(wú)法保證整個(gè)選礦工作的精確性與效率，且無(wú)法對(duì)選礦過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，不能達(dá)到生產(chǎn)指標(biāo)要求，顯然不能滿(mǎn)足當(dāng)今時(shí)代發(fā)展需求。選礦自動(dòng)化使得大量的自動(dòng)化、智能化設(shè)備被使用，極大地提升了選礦效率，且在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，有利于降低生產(chǎn)成本，減少了原料損失，解放了勞動(dòng)力。近年來(lái)，我國(guó)的選礦自動(dòng)化技術(shù)在不斷發(fā)展，且針對(duì)選礦過(guò)程中的影響因素以及礦石性質(zhì)的變化，已經(jīng)研制開(kāi)發(fā)出了各種類(lèi)型的可以及時(shí)控制選礦過(guò)程中各種變量，以提高選礦質(zhì)量的選礦自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)[1]。

1 選礦自動(dòng)化技術(shù)概述

選礦自動(dòng)化控制可以動(dòng)態(tài)跟蹤選礦生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，以準(zhǔn)確檢測(cè)并控制選礦過(guò)程中每個(gè)參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)的變化情況，參照參數(shù)的最優(yōu)工況及時(shí)地調(diào)整相關(guān)變量，確保選礦過(guò)程的最優(yōu)化。相比于傳統(tǒng)選礦技術(shù)而言，選礦自動(dòng)化技術(shù)不僅可以節(jié)省能源，而且可以使選礦指標(biāo)最大化，且有助于改善員工工作環(huán)境。近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多大型礦產(chǎn)加工企業(yè)對(duì)于研究自動(dòng)化選礦技術(shù)愈發(fā)地重視，尤其是在礦產(chǎn)資源不斷減少的情況下，創(chuàng)新技術(shù)、提升選礦效率與質(zhì)量成為提升礦產(chǎn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。越來(lái)越多的礦產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微電子技術(shù)在選礦中的應(yīng)用，這也間接地造就了我國(guó)選礦自動(dòng)化技術(shù)的大跨步發(fā)展，特別是對(duì)于一些國(guó)營(yíng)礦產(chǎn)企業(yè)而言，選礦自動(dòng)化水平得到顯著提升，智能化設(shè)備的使用涉及面愈加寬廣。

2 選礦自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）破碎作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。破碎設(shè)備是選礦過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，許多設(shè)備制造商增加或改進(jìn)了破碎設(shè)備的自動(dòng)配置系統(tǒng)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控提高了破碎操作的穩(wěn)定性和平穩(wěn)性，達(dá)到了節(jié)能的效果。破碎作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制的主要原理是在破碎設(shè)備和傳動(dòng)系統(tǒng)上安裝控制、檢測(cè)和監(jiān)控儀器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎大小的自動(dòng)控制和調(diào)整，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要自動(dòng)調(diào)整礦石量以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。目前，一些大型選礦企業(yè)使用自己的破碎作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。例如，金堆城鉬業(yè)公司所使用的高壓輥磨機(jī)就屬于破碎作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制裝置。該裝置具有較強(qiáng)的集控性，因此，工人在操作的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)操作裝置的集成化管理，進(jìn)行各種運(yùn)行指令的調(diào)試或操作，相比于傳統(tǒng)的選礦模式，該裝置極大地提升了工作效率，同時(shí)其生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)選礦模式。美卓的全自動(dòng)履帶式Lokorack移動(dòng)式破碎站包括1 C過(guò)程控制系統(tǒng)，衛(wèi)星傳輸和Metso DNA報(bào)告模塊，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)裝置的燃料消耗、設(shè)備故障位置以及所需的參數(shù)變更等進(jìn)行采集盒顯示[2]。

（2）磨礦分級(jí)作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。磨碎分級(jí)是選礦過(guò)程中最重要的步驟。磨削作業(yè)系統(tǒng)的參數(shù)穩(wěn)定，是確保磨礦產(chǎn)品合格的重要前提，只有保證磨削產(chǎn)品生產(chǎn)的合格，才能進(jìn)一步保證后續(xù)的分選作業(yè)呈現(xiàn)出良好的指標(biāo)。因此，精確地控制研磨過(guò)程尤為重要。一般而言，在選礦過(guò)程中可通過(guò)控制球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、礦石的供應(yīng)量、水的添加量來(lái)調(diào)整球磨機(jī)的研磨濃度與細(xì)度，為獲得合格的選別細(xì)度，可以利用磨礦分級(jí)作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)通過(guò)大量參數(shù)的采集與反饋，以及在線數(shù)據(jù)分析，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)球磨機(jī)工作狀況的動(dòng)態(tài)跟蹤，并基于大數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或調(diào)整球磨機(jī)的工作參數(shù)，以使球磨機(jī)處于最優(yōu)工作狀態(tài)。

（3）選別作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。傳統(tǒng)礦物加工系統(tǒng)的藥劑劑量控制通?；诓僮鲉T的經(jīng)驗(yàn)，到最終指標(biāo)出來(lái)或發(fā)生滴漏現(xiàn)象之后，才開(kāi)始調(diào)整藥劑的加入量，這種形式的選別作業(yè)會(huì)導(dǎo)致大量有用的礦物不能及時(shí)回收進(jìn)入尾礦，產(chǎn)生大量的資源浪費(fèi)和損失，且該方法存在較為嚴(yán)重的滯后性。而選別作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)的使用可以避免這些問(wèn)題，甚至可以?xún)?yōu)化選別作業(yè)的工藝流程并提高選別效率。

目前常用的選別作業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制設(shè)備主要包括在線粒度檢測(cè)、元素分析、漿液濃度測(cè)試儀、自動(dòng)加藥設(shè)備以及其他監(jiān)控設(shè)備等。例如，在線元素檢測(cè)儀器可以及時(shí)了解不同階段的元素含量。

（4）產(chǎn)品及尾礦輸送的自動(dòng)化控制。對(duì)于濃縮池而言，可以通過(guò)安裝自動(dòng)控制儀器和監(jiān)測(cè)設(shè)備、液位監(jiān)測(cè)儀器、濃度檢測(cè)器等來(lái)實(shí)時(shí)獲取相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在對(duì)采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷后，自動(dòng)給出調(diào)節(jié)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的自動(dòng)調(diào)節(jié)。此外，尾礦運(yùn)輸可以通過(guò)自動(dòng)設(shè)備自動(dòng)分配泥漿量，以實(shí)現(xiàn)泥漿泵工作負(fù)荷的最佳匹配，防止負(fù)荷過(guò)大而損壞設(shè)備。

3 選礦自動(dòng)化的新發(fā)展趨勢(shì)

（1）檢測(cè)感應(yīng)技術(shù)。選礦自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)充分結(jié)合電子技術(shù)的一些最新成果，例如用新型傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的檢測(cè)方法，并充分利用高分辨率、低噪聲的半導(dǎo)體傳感器。積極開(kāi)發(fā)新一代載流等級(jí)分析儀，可以有效改善對(duì)相鄰元素和低水平元素的測(cè)定，從而提高儀器的性能。

（2）自動(dòng)控制與軟件系統(tǒng)的結(jié)合。自動(dòng)控制理論和方法的主要發(fā)展方向是人工智能技術(shù)。人工智能技術(shù)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)及其智能控制系統(tǒng)的組合。近年來(lái)，自動(dòng)控制與軟件系統(tǒng)的結(jié)合已在工業(yè)自動(dòng)化的許多方面得到應(yīng)用?？刂评碚摵腿斯ぶ悄艿陌l(fā)展為先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。尤其是DCS的為高級(jí)控制的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的硬件和軟件平臺(tái)，人們不再停留在傳統(tǒng)的PID控制策略上，而是逐步開(kāi)發(fā)出復(fù)雜的控制系統(tǒng)。這些控制方法在很大程度上滿(mǎn)足了單個(gè)變量控制系統(tǒng)的某些特殊控制要求，但并非滿(mǎn)足所有過(guò)程和不同要求，先進(jìn)的控制理論和控制軟件在選礦自動(dòng)化中的應(yīng)用將極大地促進(jìn)選礦自動(dòng)化的發(fā)展。模型預(yù)測(cè)控制、智能控制和最優(yōu)控制，這幾種控制方法將成為選礦過(guò)程控制的主要發(fā)展方向。

（3）智慧礦山。傳統(tǒng)的選礦工藝在成本、能耗、環(huán)境保護(hù)和效率方面都有一定的局限性。許多新型的選礦工藝和設(shè)備正在逐步優(yōu)化。自動(dòng)化技術(shù)與選礦新工藝、新設(shè)備的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)“高效率、低能耗、無(wú)污染”的選礦。因此，選礦企業(yè)應(yīng)積極研發(fā)選礦自動(dòng)化設(shè)備，向智能化、科技化靠攏，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)選礦過(guò)程的全過(guò)程控制。

（4）資源、生產(chǎn)、管理整合。未來(lái)選礦自動(dòng)化將繼續(xù)整合資源分配、生產(chǎn)指標(biāo)的定量分配、流程優(yōu)化管理和企業(yè)管理優(yōu)化。結(jié)合資源條件、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)設(shè)備和選礦企業(yè)的管理方式來(lái)看，未來(lái)選礦自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展將以高度智能化、信息化的發(fā)展為指導(dǎo)，利用更加智能、高效的傳感設(shè)備，以更精確、更快捷的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)為核心，形成集高效智能與集成化管理于一體的選礦管理模式。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今選礦企業(yè)正面臨著無(wú)限的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，為在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的行業(yè)中脫穎而出，選礦企業(yè)應(yīng)不斷提高技術(shù)水平、深化改革，在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化。相比其它選礦自動(dòng)化水平較高的國(guó)家，選礦企業(yè)應(yīng)該利用開(kāi)創(chuàng)性的自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)來(lái)不斷地優(yōu)化生產(chǎn)模式，提高企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平和創(chuàng)新能力，并最終提升我國(guó)礦山競(jìng)爭(zhēng)力。