劉代才，李朝輝，王永紅，羅建彪，田茂波

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

1 背景

云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司新田選礦車間是全球單系列最大的鋅錫多金屬選廠，其中浮選分選作業(yè)作為車間生產(chǎn)效益最直接體現(xiàn)的關(guān)鍵工序，承擔(dān)了車間主要產(chǎn)品鋅、銅、硫及細(xì)粒錫石的生產(chǎn)任務(wù)，約占車間總產(chǎn)能的70%。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)流程中關(guān)鍵性產(chǎn)品引入在線品位分析儀器以及粒度儀，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵指標(biāo)的在線檢測(cè)，并與浮選機(jī)設(shè)定的液位、充氣量等參數(shù)和控制系統(tǒng)相結(jié)合，基本實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)手工操作轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的目標(biāo)，但因各控制模塊相互獨(dú)立，缺乏對(duì)整體工藝參數(shù)的分析及流程的集中控制，因此實(shí)施選礦智能控制系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)提高生產(chǎn)效率，降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，穩(wěn)定產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量有較大的研究意義。

2 工藝流程簡(jiǎn)介

浮選作業(yè)流程采用優(yōu)先浮選銅，再浮選鋅，選鋅尾礦磁選鐵，磁選尾礦經(jīng)過(guò)旋流器分級(jí)后，+0.037mm粗粒級(jí)經(jīng)過(guò)粗粒脫硫除鐵系統(tǒng)后進(jìn)入粗粒重選系統(tǒng)，-0.037mm細(xì)粒級(jí)經(jīng)過(guò)脫泥、脫硫、除鐵后進(jìn)入錫石浮選系統(tǒng)。

3 智能控制系統(tǒng)思路

考慮浮選分選流程本身的復(fù)雜性，由自動(dòng)化轉(zhuǎn)為智能化的控制難度較大，所需的人力、物力投入占比較高，建設(shè)周期長(zhǎng)，因此智能控制系統(tǒng)需分步進(jìn)行實(shí)施，按照先實(shí)現(xiàn)單作業(yè)流程的智能控制，而后逐步實(shí)施選鋅、分級(jí)控制等較為復(fù)雜作業(yè)的智能控制。

結(jié)合目前較為成熟的控制技術(shù)，浮選智能控制系統(tǒng)主要是考慮引入泡沫成像分析和專家控制系統(tǒng)等新技術(shù)，依托現(xiàn)有的粒度儀、在線品位儀，升級(jí)現(xiàn)有的供氣閥門，通過(guò)實(shí)現(xiàn)液位、氣量及藥劑的智能調(diào)整達(dá)到產(chǎn)品回收率、品位的質(zhì)量穩(wěn)定及提升。

圖1 銅鋅浮選工藝流程

3.1 泡沫圖像分析儀

泡沫的優(yōu)化及控制是浮選作業(yè)中尤其重要的參數(shù)指標(biāo)，泡沫圖像分析儀可以實(shí)時(shí)對(duì)泡沫的大小、數(shù)量、泡沫流速、顏色及穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)量并量化為數(shù)據(jù)，并在相應(yīng)操作站上顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)，將測(cè)量數(shù)據(jù)作為浮選專家系統(tǒng)的優(yōu)化控制依據(jù)，由于現(xiàn)場(chǎng)采用大型的浮選設(shè)備，按照優(yōu)先浮選流程的計(jì)算思路，僅需在粗選、混精及精選段幾個(gè)關(guān)鍵的作業(yè)點(diǎn)安裝泡沫圖像分析儀。

結(jié)合熒光在線分析、浮選過(guò)程控制系統(tǒng)泡沫厚度等數(shù)據(jù)，即可對(duì)整體流程的礦漿走向?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)檢測(cè)，并反饋給專家控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)崗位操作經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)智能控制。

3.2 浮選專家控制系統(tǒng)

浮選專家控制系統(tǒng)通過(guò)泡沫圖像分析儀測(cè)量泡沫的生成速度、穩(wěn)定性、大小等數(shù)據(jù)，對(duì)浮選過(guò)程進(jìn)行量化，量化后的信息用于對(duì)浮選起泡劑、浮選進(jìn)氣量、刮泡速率進(jìn)行控制，穩(wěn)定浮選槽液位、流量，通過(guò)系統(tǒng)控制所有閥門，防止各級(jí)浮選礦漿流的累積效應(yīng)影響，在較短的時(shí)間內(nèi)，平穩(wěn)的達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。

通過(guò)浮選入料品位、精礦品位、回收率信息，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制經(jīng)驗(yàn)建立合理有效的浮選過(guò)程控制模型，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況實(shí)時(shí)調(diào)整控制模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)浮選流程的智能控制，在保證精礦品位的前提下，最大程度的提高回收率，從而達(dá)到提高回收率、節(jié)約藥劑消耗的目的。

3.3 浮選機(jī) （柱）液位的協(xié)同控制

通過(guò)監(jiān)控礦漿流波動(dòng)情況及各個(gè)浮選槽液位數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析了解礦漿流變化幅度，針對(duì)性的調(diào)整各個(gè)浮選槽閥門。使得液面波動(dòng)由第一槽到最后一槽的液位波動(dòng)逐漸變小。目前現(xiàn)場(chǎng)采用的是傳統(tǒng)的PID控制邏輯，該流程針對(duì)的只是單段浮選作業(yè)流程，沒有對(duì)整個(gè)作業(yè)流程進(jìn)行協(xié)同控制，導(dǎo)致下一級(jí)的液位波動(dòng)越來(lái)越大，專家系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)全流程浮選槽的液位及礦漿流量進(jìn)行全面綜合控制，在上一槽的閥門打開進(jìn)行液位控制的時(shí)候，下游的浮選槽提前開啟閥門，以“容納“新增礦漿流。達(dá)到全流程的閥門的統(tǒng)一，預(yù)先控制，實(shí)現(xiàn)全流程的液位穩(wěn)定和全流程的泡沫層厚度的同步調(diào)整，進(jìn)而促進(jìn)浮選槽的生產(chǎn)工藝指標(biāo)的穩(wěn)步提高。

3.4 藥劑優(yōu)化控制

專家控制系統(tǒng)根據(jù)在線品位分析儀測(cè)量的給礦量品位、濃度計(jì)與流量計(jì)計(jì)算的給礦量、泡沫圖像分析儀泡沫圖像信息、浮選精礦品位、回收率等現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的變化情況，依照設(shè)定好的藥劑控制模型，智能調(diào)整加藥量，并根據(jù)調(diào)整藥劑后的浮選效果自動(dòng)優(yōu)化藥劑調(diào)整直至現(xiàn)場(chǎng)浮選工藝處于最佳狀態(tài)，并可以預(yù)設(shè)不同給礦品位，藥劑添加量的上下限，對(duì)給礦藥劑調(diào)節(jié)進(jìn)行限制。

3.5 品位、回收率控制

品位、回收率控制策略將綜合液位控制、浮選速率控制、藥劑優(yōu)化控制等模塊，綜合對(duì)浮選流程進(jìn)行控制。在保證產(chǎn)品合格品位的基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整獲得較高回收率、較高產(chǎn)量的控制邏輯，以保證現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)收益達(dá)到最大值，品位回收率專家控制系統(tǒng)整體控制策略為：優(yōu)先控制浮選機(jī)（柱）液位、進(jìn)氣量、泡沫層厚度，在以上調(diào)整效果較小的情況下，再調(diào)整浮選藥劑。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)浮選分選智能控制系統(tǒng)的研究應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)多金屬礦產(chǎn)資源的綜合開發(fā)流程的自動(dòng)、智能控制，減輕現(xiàn)場(chǎng)操作工及技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，并可進(jìn)一步提高操作人員和管理人員的工作效率，促使車間的管理水平上升到一個(gè)新的臺(tái)階。此外，智能化控制技術(shù)的實(shí)施，將大幅度的提升車間及公司的自動(dòng)化、智能化控制水平，對(duì)礦山行業(yè)推進(jìn)智能化選廠建設(shè)具有較好的引領(lǐng)和示范作用。