楊林昆，廖欽桓，馮 煜，劉春雪，徐海蓉

（山東黃金集團蓬萊礦業(yè)有限公司，山東 煙臺 265400）

隨著人工智能的發(fā)展，將信息化和自動化與選礦過程相互結(jié)合有了很大的發(fā)展。選礦過程是一個及其復雜的過程，這一過程的復雜性和大型設備表明迫切需要自動化。與此同時，日益激烈的市場競爭迫使企業(yè)尋找經(jīng)濟有效的途徑來降低生產(chǎn)成本，提高資源利用率，減少環(huán)境污染，維持自身的生存，提高競爭力[1]。近年來,在線檢測技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進步，其中包括儀器的發(fā)展,先進的監(jiān)測技術(shù)和集中過程的優(yōu)化，使得有色金屬和有色金屬的價格在各個領(lǐng)域都有所上漲，公司獲得的收益會大大提高，公司以在自動化領(lǐng)域投入更多預算?；谝陨蟽?nèi)容，本文簡要介紹了國內(nèi)外選礦在線檢測技術(shù)及控制系統(tǒng)的最新發(fā)展情況。

1 選礦自動化技術(shù)概述

傳統(tǒng)的采礦技術(shù)要求員工利用自己的經(jīng)驗來制造人工尾礦。肥料不能保證采礦作業(yè)的準確性和效率，不能控制采礦過程，不能滿足生產(chǎn)指標的要求?？紤]到影響因素的價值過程和礦石性質(zhì)的變化，人們開發(fā)了各種選礦技術(shù)，控制了不同的變量，及時提高了礦石質(zhì)量，開發(fā)了自動化開采工藝。日本許多大型礦業(yè)公司越來越關(guān)注自動化開采技術(shù)的研究，特別是在礦產(chǎn)資源和技術(shù)創(chuàng)新不斷減少、效率降低、成本降低的情況下。礦業(yè)質(zhì)量已經(jīng)成為提升礦業(yè)企業(yè)基本競爭力的重要工具。越來越多的礦山企業(yè)開始將計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和微電子技術(shù)應用于機械加工。這推動了日本礦業(yè)和采礦技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展。其中，礦山自動化水平顯著提高，智能設備的應用越來越廣泛。

2 采礦自動化的應用

（1）受損工作系統(tǒng)的自動控制。目前，一些大型礦業(yè)公司使用自己的自動控制系統(tǒng)來打破這種局面。例如，金山鉬業(yè)使用的高壓輥式破碎機對應于破碎工作系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)。該裝置具有強大的集中控制功能。因此，工人可以在作業(yè)過程中實現(xiàn)對作業(yè)設施的全面管理，并可以使用調(diào)整或各種作業(yè)指導書。與傳統(tǒng)的富集方法相比，該裝置大大提高了勞動效率，生產(chǎn)成本遠低于傳統(tǒng)的增量法。全自動軌道上的lookorack移動粉碎站包括過程控制系統(tǒng)1C、衛(wèi)星傳輸和美容臺DNA報告模塊。DNA報告模塊可以顯示燃油經(jīng)濟性、設備故障位置以及所需參數(shù)的變化。實時破碎機有兩個自動控制點。一是優(yōu)化粗、中、破碎機的負荷分配。二是優(yōu)化破碎機和破碎機的負荷分配。也就是說，粉碎自動化設備必須為粉碎提供最佳的粒度分布。國內(nèi)礦石原料蒸壓過程的控制主要是基于鏈方程。也就是說，破碎自動控制系統(tǒng)采用先進的檢測設備，通過對油的溫度和壓力的檢測，對破碎機的安全性分析、報警的工作狀態(tài)、故障機的負荷進行檢測，達到目標檢測水平，實現(xiàn)了破碎機的自動分配和優(yōu)化控制。實現(xiàn)了負載平衡。實現(xiàn)了主帶的自動糾偏控制和優(yōu)化控制。這些措施保證了整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和有效運行。提高效率，降低能耗。

（2）磨礦系統(tǒng)自動化控制。磨礦和巖漿是磨礦的最后一道工序，也是原料選擇前的最后一道夾具工序。自動磨礦分級控制，如分級溢流流量和粒度、油潤滑系統(tǒng)的分析和調(diào)整、安全保護等，能有效地解決生產(chǎn)能力低、能耗高、磨礦量大、磨礦不足等問題。磨礦和分選是采礦過程中最重要的步驟。穩(wěn)定的銑削操作參數(shù)是保證銑削產(chǎn)品成功的重要前提。如果工業(yè)產(chǎn)品通過，后續(xù)的分揀工作可以表明一個良好的指標。因此，對磨削過程的精確控制至關(guān)重要。礦山磨煤機一般通過控制球磨機、礦井和水的轉(zhuǎn)速來控制磨礦濃度和球磨機細度。通過對大量參數(shù)的采集和反饋以及在線數(shù)據(jù)的分析，球磨機自動控制技術(shù)將逐步提供對球磨機運行工況的動態(tài)跟蹤。大量的數(shù)據(jù)可以用來發(fā)現(xiàn)問題或調(diào)整操作參數(shù)。

（3）選擇其他工作系統(tǒng)的自動化控制。浮選過程的控制主要涉及礦石量、浮選濃度、浮選pH值、浮選劑用量、浮選槽液位、浮選槽充氣量、吹泡量、浮選液濃度等。尾礦在產(chǎn)生大量廢棄物和資源損失的同時，存在很大的滯后性。采用分揀作業(yè)系統(tǒng)的自動控制技術(shù)，避免了這些問題，優(yōu)化了分揀作業(yè)流程，提高了分揀效率。在浮選過程中，主要有礦物組分的收集和分離技術(shù)。這是一條非常重要的河流。測量過程的自動控制可以克服由于工人無法調(diào)整浮動過程變化而產(chǎn)生的不利影響。目前，自動控制系統(tǒng)中常用的分離控制系統(tǒng)包括在線粒度檢測、元素分析、泥巖濃度檢測設備、自動加藥設備等監(jiān)控設備。例如，在線項目檢測設備可以知道不同時間階段的項目內(nèi)容。

（4）產(chǎn)品和尾礦的自動控制。濃縮池、自控儀表、監(jiān)控設備、液位監(jiān)控儀表、濃度檢測器等可以實時獲取相應的信息數(shù)據(jù)。計算機系統(tǒng)對采集到的信息進行采集、處理和分析，自動提供信息，并通過調(diào)節(jié)指令自動調(diào)節(jié)液位。另外，膠帶輸送可通過自動設備自動分配泥漿量，泥水泵負荷最佳匹配，負荷過大，避免設備損壞。

3 選礦技術(shù)分析

常用的選礦方法有重選法、浮選法、磁選法、電選法、化學選礦以及細菌選礦法。

微生物選礦亦稱“細菌選礦”。主要利用鐵氧化細菌、硫氧化細菌及硅酸鹽細菌等微生物從礦物中脫除鐵、硫及硅等的選礦方法。鐵氧化細菌能氧化鐵.硫氧化細菌能氧化硫，硅酸鹽細菌利用分解作用能從鋁土礦物中脫除硅。除用于脫硫、脫鐵和脫硅外，還可用于回收銅、鈾、鈷、錳和金等。重選法是根據(jù)礦物相對密度(通常稱比重)的差異來分選礦物的。密度不同的礦物拉子在運動介質(zhì)(水、空氣與重滾)中受到流體動力和各種機械力的作用，造成適宜的松散分層和分離條件，從而使不同密度的礦粒得到分離。浮選法是根據(jù)礦物表面物理化學性質(zhì)的差別，經(jīng)浮選藥劑處理，使用礦物選擇性地附著在氣泡上，達到分選的目的。電選法是根拱礦物導電率的差別進行分選的。當?shù)V物通過電選機的高壓電場時，由于礦物的導電率不同，作用于礦物上的靜電力也就不同，因而可使礦物得到分離。電選法用于稀有金屬、有色金屬和非金屬礦石的選別。目前主要用子混合粗精礦的分離和精選，如白鎢礦和錫石的分離，鋯英石的精選、鉭鈮礦的精選等?；瘜W選礦是基于礦物和礦物?分的化學性質(zhì)的差異，利用化學方法改變礦物組成，然后用其他的方法使目的組分富集的礦物加工工藝?；瘜W選礦的處理對象和目的與物理礦選相同，都是處理礦物原料并使目的組分得到富集、分離及棕合利用礦產(chǎn)資源。但其應用范圍較物理選礦寬，除了可以處理難選原礦外，還可以處理物理選礦方法無法處理的中間產(chǎn)品、尾礦、粗精礦，并能從“三廢”中回收有用組分。因此?；瘜W選礦很有發(fā)展前途，但應該指出，目前化學選礦普遍存在成木較高的問題，主要是化學選礦過程需要消耗大量的化學試劉，因而在通常條件下.能用物理選礦方法處理的物料就不宜用化學選礦方法。

4 采礦自動化的新發(fā)展

為了提高生產(chǎn)效率，解放了國家的自動化、計算機化的步伐，解放了生產(chǎn)力量，國內(nèi)采礦自動化技術(shù)通常將采礦過程與計算機技術(shù)相結(jié)合，取得了長足的進步。以下是采礦自動化的主要發(fā)展趨勢。

（1）傳感和傳感技術(shù)。該采掘自動化系統(tǒng)充分融合了最新電子技術(shù)的成果，采用了新的傳感器等代替?zhèn)鹘y(tǒng)的檢測方法，利用高分辨率、低噪聲的半導體傳感器，積極開發(fā)新一代電流傳輸質(zhì)量分析儀等性能檢測手段通過有效提高零件和低水平零件的測量值，可以改善裝置[2]。

（2）自動控制和軟件系統(tǒng)的結(jié)合。人工智能技術(shù)是自動控制理論和方法的主要發(fā)展方向。人工智能技術(shù)是神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊控制、專家系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)的結(jié)合。近年來，自動控制與軟件系統(tǒng)的結(jié)合在工業(yè)自動化的許多方面得到了應用?？刂评碚摵腿斯ぶ悄艿陌l(fā)展為先進控制技術(shù)奠定了基礎。DCS 為先進的控制應用提供了強大的硬件平臺，不僅適用于傳統(tǒng)的PID 控制策略，而且適用于復雜的控制系統(tǒng)。雖然這些控制方法滿足了單變量控制系統(tǒng)的一些具體控制要求，但不可能滿足所有不同的過程和要求，因此開發(fā)大規(guī)模的自動分選系統(tǒng)是必要的。

（3）人工智能與采礦過程相結(jié)合。自動化技術(shù)與礦山新技術(shù)、新設備相結(jié)合，可選擇“高效、低能耗、無污染”。為此，采礦業(yè)應積極發(fā)展采礦自動化設備，向智能化、技術(shù)化方向發(fā)展，實現(xiàn)對整個采礦過程的全過程控制。

（4）加快資源的一致性，加快生產(chǎn)管理。未來采礦自動化將繼續(xù)把資源配置、生產(chǎn)指標量化、流程管理優(yōu)化和企業(yè)管理優(yōu)化結(jié)合起來。未來自動化技術(shù)的發(fā)展帶動了智能技術(shù)的發(fā)展和計算機化技術(shù)的發(fā)展。更智能、更準確的檢測設備。一種高質(zhì)量、智能化和集成化的管理價值管理模式已經(jīng)開發(fā)出來，其重點是更快的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。

（5）先進的自動化技術(shù)與新型采礦技術(shù)、節(jié)能設備相結(jié)合。傳統(tǒng)的采礦技術(shù)和設備在能耗、成本、環(huán)保和效率等方面受到限制。幾種新的選礦方法和設備正在改進現(xiàn)有的生產(chǎn)方法。將自動化技術(shù)、新技術(shù)、新設備相結(jié)合，可以更好地實現(xiàn)“高效、低能、無污染”的生產(chǎn)。

（6）在選擇過程中的集成也是先進的?，F(xiàn)代礦業(yè)公司的自動化系統(tǒng)已從單一系統(tǒng)的獨立管理和監(jiān)控逐步發(fā)展到網(wǎng)絡集成。通過對整個生產(chǎn)過程的監(jiān)督，整個公司實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。智能化、集成化系統(tǒng)是礦業(yè)的重要研究方向。

5 結(jié)束語

當前，礦業(yè)企業(yè)面臨著無盡的機遇和挑戰(zhàn)。為了在競爭日益激烈的行業(yè)中取勝，公司必須不斷提高自己的技術(shù)水平。深化改革，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和計算機化。與集中化程度較高的國家相比，公司應利用先進的自動化技術(shù)和信息技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)模式，提高自動化生產(chǎn)水平和自動化生產(chǎn)水平。創(chuàng)新最終提高了我們在日本的競爭力。