选矿自动化讲座PPT学习教案

1、会计学1第1页/共75页第2页/共75页欧洲钢铁工业技术发展指南指出： “对于降低生产成本、提高产品质量、减少环境污染和资源消耗只能通过全流程自动控制系统的优化设计来实现”。 第3页/共75页要: 破碎作业、磨矿分级作业、选别作业、脱水过滤作业及大井浓缩、精/尾矿输送作业、三水平衡等全流程选矿生产过程的自动控制。通过计算机网络系统实现在线优化生产调度和管理，使整个选矿生产过程处于最佳状态，最大限度地提高产量，精矿品位和金属回收率等技术经济指标，达到高产优质、节能降耗的目的。第4页/共75页 据报道：据报道： 实现选矿自动化的选厂可提高金属回收率1%2%。通过控制磨矿的粒度适当，控制磁场的强度等

2、手段，可以使精矿品位提高0.4%2%。通过碎矿磨矿作业的最佳负荷控制，可使破碎能力提高1015，磨矿的处理量提高2%10%。节约能耗5%10%，生产成本降低35，劳动生产率提高2550。第5页/共75页1 给矿量检测给矿量检测:电子皮带秤、核子秤电子皮带秤、核子秤皮皮带带秤秤测测量量原原理理图图第6页/共75页 电子皮带秤实际安装图电子皮带秤实际安装图第7页/共75页 皮带秤是专门针对散装物料的连续计量而设计的。如果皮带输送机在匀速传送物料的情况下，在t时间内的输送量为W,故W=gvt。式中g为单位长度皮带上物料的重量（kg/m）、V为皮带传输速度（m/s）、t为传输时间（s）。 第8页/共7

3、5页 1.2 1.2 核子秤核子秤 仪器结构示意 第9页/共75页 核子秤实际安装图第10页/共75页 被测物料由被测物料由A A型支架中间穿过。放射源型支架中间穿过。放射源放出的放出的射线照射到物料上，其中一部分射线照射到物料上，其中一部分被物料吸收，一部份穿过物料射到被物料吸收，一部份穿过物料射到射线射线探测器上，物料越多，被吸收的探测器上，物料越多，被吸收的射线越射线越多，由于放射源发出的多，由于放射源发出的射线数量是个常射线数量是个常数，所以数，所以射线探测器接收到的射线探测器接收到的射线也射线也就越少。因此就越少。因此射线探测器接收的射线量射线探测器接收的射线量唯一反映物料多少。唯一

4、反映物料多少。 第11页/共75页 2 矿浆流量检测 结晶、结垢、结疤 铁磁性物质的影响 磨损和腐蚀 安装安装 主要影响 接地接地 液体和固体之间速度差的影响 第12页/共75页采用西门子公司的专利测量方法交变脉冲磁场设计的、能测量有大颗粒成分和导磁介质，如：高浓度的纸浆，固体含量大于3%；高粘矿浆；带磁性颗粒矿浆的新型电磁流量计（Transmag 2 变送器，带 911/E 传感器）。 新型矿浆流量计第13页/共75页 3 矿浆浓度检测3.1 3.1 射线浓度计射线浓度计 I=I0e-dg 01IIdLng第14页/共75页第15页/共75页 基于超声波穿越被测介质前后声强、声速或声阻的变化

5、来测量矿浆浓度。平面超声波在矿浆这类均匀悬浮液中，通过X距离后其振幅的变化规律可用下式来描述： m=m0e-x式中m0 为初始振幅 ； 超声衰减系数 x 超声波换能器间的距离 当初始振幅、透过距离、工作频率等选定后，m仅与有关。只要测出就可得知相应的矿浆浓度。第16页/共75页第17页/共75页仪器的基本原理见公式：仪器的基本原理见公式： gg1 1P/H P/H （1 1）或或 PP（gg1 1）H H （2 2）PP是差压变送器所感测到的压力差，是差压变送器所感测到的压力差，H H是是两取压室中心距，两取压室中心距，gg是被测矿浆比重。由公式（是被测矿浆比重。由公式（1 1）、（）、（2

6、2）可知作用于差压变送器的压力差与矿）可知作用于差压变送器的压力差与矿浆的比重成正比，因而差压变送器输出的浆的比重成正比，因而差压变送器输出的4 420mA20mA电信号也与矿浆比重成正比。电信号也与矿浆比重成正比。 第18页/共75页 (500)(500)第19页/共75页 211213 KG1111GKMPSM400PSM400配置图配置图粒度与浓度的计算公式粒度与浓度的计算公式第20页/共75页 PCCSPCCS控制装控制装置置PFSAPFSA稳流装稳流装置置 PAFSPAFS空气过空气过滤柜滤柜VBSVBS阀门栓；阀门栓； PSTSPSTS粒度探粒度探头装置；头装置； PCAAPCAA

7、标定取标定取样装置。样装置。 第21页/共75页 第22页/共75页激光衍射原理简单示意 第23页/共75页 第24页/共75页 5 5 矿浆品位检测矿浆品位检测有代表性的产品芬兰奥托昆普的库里厄系列（Courier） 马鞍山矿院的马鞍山矿院的WDPFWDPF型在线分析仪型在线分析仪四川先达公司的CIT2000M型成都理工大IED-2000G型XRF快速分析仪 丹东东方测控的DF-5730型西北矿冶院的BYF100一型载流 第25页/共75页 5.1 Courier 3SLCourier 3SL品品位分析原理位分析原理 使用使用X X射线管为激发源，射线管为激发源，X X射线照射射线照射到被测

8、样品时发射出到被测样品时发射出X X荧光射线，在元索荧光射线，在元索周期表中每一种元素对应一种特征的辐周期表中每一种元素对应一种特征的辐射能量即特征波长，基于这一原理，各射能量即特征波长，基于这一原理，各种元素可相互分辨出来，通过确定每一种元素可相互分辨出来，通过确定每一元素的单独荧光射线强度，可获得与矿元素的单独荧光射线强度，可获得与矿样中元素含量成正比的信号，所测量的样中元素含量成正比的信号，所测量的信号再转换成数字形式并应用于分析计信号再转换成数字形式并应用于分析计算，最终得出样品所含元素及其品位。算，最终得出样品所含元素及其品位。 第26页/共75页Courier 3SLCourier

9、 3SL分析探头配置框图分析探头配置框图 使用高分使用高分辨率波长辨率波长色散分析色散分析技术，探技术，探头采用的头采用的分光晶体分光晶体是分析仪是分析仪的核心部的核心部件，是奥件，是奥托昆普的托昆普的专利产品专利产品。第27页/共75页Courier 3SL系统组成框图 SSM:SSM:二次取样二次取样、样品缩分组、样品缩分组件件CSA:CSA:标定组标定组合式取样器合式取样器PCS:PCS:探头控制探头控制装置装置第28页/共75页5.2 WDPF5.2 WDPF型微机多道型微机多道 多探头在线品位分析仪多探头在线品位分析仪 分析系统组成第29页/共75页WDPF分析系统配置图分析系统配置

10、图 第30页/共75页钼、锰等WDPFWDPF的的第31页/共75页仪器特点仪器特点 采用采用“同一试样，双样品测试、双同一试样，双样品测试、双源（低能源（低能X X光管、光管、238Pu238Pu源）激发方式、双源）激发方式、双正比计数器组成双探头系统、同一画面中正比计数器组成双探头系统、同一画面中显示全谱谱线显示全谱谱线”模式，模式，SiSi、AlAl、MgMg轻元素轻元素和和CaCa、FeFe等元素能分别同时测量，避免元等元素能分别同时测量，避免元素间相互干扰，能在同一坐标系下显示全素间相互干扰，能在同一坐标系下显示全谱，使测试过程和结果直观、清晰。该仪谱，使测试过程和结果直观、清晰。该

11、仪器属于试验室型分析仪器属于试验室型分析仪 。第32页/共75页 放射源采用放射源采用241241AmAm和和 137 137 Cs;Cs; 探测器采用闪烁探测器，探测器内装有探测器采用闪烁探测器，探测器内装有高压产生电路、能谱分析电路和自动稳高压产生电路、能谱分析电路和自动稳峰电路峰电路; ; 可适应矿浆浓度范围：可适应矿浆浓度范围：4 480%80% 矿浆粒度变化范围：矿浆粒度变化范围：0 05mm5mm 品位测量范围：品位测量范围：0 075%75%。 测测FeFe品位或灰分精度：品位或灰分精度：0.5%0.5%。 第33页/共75页5.5 BYF1005.5 BYF100一一型载流型载

12、流X X荧光分析仪荧光分析仪 基本系统框架 第34页/共75页小于10。BYF100BYF100一一的的第35页/共75页 分析仪以X光管为激发源,探头采用新型电致冷半导体探测器，主机由计算机控制，完成x射线荧光光谱信号的采集和数据处理。仪器具有自动分析、使用方便、操作简单、精度高等特点，可对粉料、块状固体、溶液或溶浆等各种材料进行现场快速分析。 可分批测定铝(Al )铀(U)间近百种元素，每次可同时分析20余种元素，各元素的检出限达到 0001001。 第36页/共75页6 6 水分检测水分检测 按测量机理分类红外水分测定仪红外水分测定仪 中子水分测定仪中子水分测定仪 微波水分测定仪微波水分

13、测定仪 第37页/共75页 6.1 红外水分测定原理 红外区域水的吸收光谱 从水的红外光谱图可以看出，在波长 1.46、1.94、2.92等处有水的吸收带。当用这些波长的红外光照射被测物质时，因被测物质的水分含量不同将产生不同的光能量吸收，只要能从被测物中剥得光能量的变化量，即可实测物质水分含量。 第38页/共75页MM710MM710红外水分仪的特点红外水分仪的特点 探头有自动补偿相对湿度的功能，测量不受湿探头有自动补偿相对湿度的功能，测量不受湿度影响度影响; ; 采样频率达每秒采样频率达每秒120120次，提高了测量的稳定性次，提高了测量的稳定性; ; 采用专利技术成功地克服了混合料高、低

14、不平采用专利技术成功地克服了混合料高、低不平 对水分测量的影响对水分测量的影响; ; 独有的独有的1010个波长和增强型滤光镜镀膜技术，避个波长和增强型滤光镜镀膜技术，避 免了空气中的水蒸汽对水分测量的干扰免了空气中的水蒸汽对水分测量的干扰; ; 窗口污染自动检测装置窗口污染自动检测装置 , ,提示维护人员擦洗。提示维护人员擦洗。第39页/共75页6.2 6.2 中子水分测定仪中子水分测定仪 中子源不断发射的快中子与被测物质内原子核碰撞时，将被散射，减速扩散，每碰撞一次，则减速一次。由于氢原子核对中子发生碰撞而减速的能力比其他原子核大很多，因此，被测物对中子的减速作用主要是水分子。物料中水分大

15、则热中子数就多，被散射在中子计数管周围的热中子密度也大，计数管测得的计数就高，因此热中子计数高低就直接反映了被测物水分的大小。 第40页/共75页中子水分仪测量原理图中子水分仪测量原理图首钢计控公司研制生产的ZSY系列智能中子水分仪 第41页/共75页6.3 6.3 微波水分仪微波水分仪 微波是指频率范围在微波是指频率范围在300 MHz300 MHz一一3000 GHz3000 GHz的电磁波。的电磁波。 通过测量物料与微波相互作用引起的频率、Q值、幅度和相移等参数的变化来反演物质含水量，具有较高的精度和检测限，测量的是物料的平均水分，受物料电导率的影响较小，适合于工业环境使用。 第42页/

16、共75页微波水分快速测定 昆明理工大学利用微波技术对硫化镍精矿水分快速测定方法开展了成功研究。昆明理工大学利用微波技术对硫化镍精矿水分快速测定方法开展了成功研究。 马鞍山矿山研究院研制了一种基于微波加热与电子称重原理的马鞍山矿山研究院研制了一种基于微波加热与电子称重原理的WSC-1WSC-1型微波水分仪型微波水分仪 , ,水分检测范围：水分检测范围：3 325%25%；检测周期：一般小于；检测周期：一般小于3min3min；准确度：绝对误差小于；准确度：绝对误差小于0.3%0.3%。 第43页/共75页7 7 物位检测物位检测 选矿生产过程中物位检测主要有选矿生产过程中物位检测主要有: : 浮

17、选槽液位浮选槽液位水池水位水池水位矿仓料位矿仓料位矿浆池液位矿浆池液位 第44页/共75页7.1 7.1 浮选槽液位检测浮选槽液位检测带角位移传感器的浮子液位计带角位移传感器的浮子液位计 如芬兰奥托昆普公司的LMU-200矿浆液位变送器 第45页/共75页带超声波物位计的液位计带超声波物位计的液位计 传感器传感器A A对准浮对准浮选槽泡沫，选槽泡沫，B B对对准浮球上相连准浮球上相连的平板，平板的平板，平板位移的变化即位移的变化即为矿浆液位的为矿浆液位的变化变化 , ,两个超两个超声波探头所测声波探头所测物位差距物位差距, ,即为即为泡沫层厚度泡沫层厚度 。第46页/共75页7.2 7.2 矿

18、仓料位检测矿仓料位检测测量原理测量原理: :即在一定条件下超声波在空气中的传播速度是一定的，通过测量超声波从探头传播至料位表面并返回到探头所用的时间来计算出探头到料位的距离，再用料仓的总高减去这个距离即可得实际料位即在一定条件下超声波在空气中的传播速度是一定的，通过测量超声波从探头传播至料位表面并返回到探头所用的时间来计算出探头到料位的距离，再用料仓的总高减去这个距离即可得实际料位 。料位检测的种类很多料位检测的种类很多 , ,主要介绍超声波料位计主要介绍超声波料位计第47页/共75页超声波料位计在梅山铁矿的应用超声波料位计在梅山铁矿的应用 多矿仓超声波料位监控系统：该系统由多点换能器多矿仓超

19、声波料位监控系统：该系统由多点换能器(LR-21)(LR-21)、温度传感器、温度传感器(TS-2)(TS-2)、 多点输八转换装置多点输八转换装置( (信号处理器信号处理器XPL+)XPL+)、模拟输出装置、模拟输出装置(AO-10)(AO-10)、PLCPLC及及IPCIPC工业计算机等组工业计算机等组成。成。 第48页/共75页8 8 磨机负荷检测磨机负荷检测 球磨机负荷是指磨机中球负荷、物料负荷以及水量的总和，它是磨矿过程一个重要参数，直接影响到磨矿的效果。球磨机负荷是指磨机中球负荷、物料负荷以及水量的总和，它是磨矿过程一个重要参数，直接影响到磨矿的效果。 磨机负荷量检测的主要几种方法

20、 ：声响法、有用功率法 、振动法 、压力传感器法 、双因素联合检测 、多因素联合检测等。第49页/共75页8.1 8.1 磨机电耳磨机电耳- -声响法声响法 当球磨机中物料负荷增加时，球磨机噪音强度减小；当球磨机中物料负荷增加时，球磨机噪音强度减小； 反之，当球磨机中物料负荷减少时，球磨机噪音强度就增加，即在球磨机噪音强度和球磨机中物料负荷之问存在着关系。反之，当球磨机中物料负荷减少时，球磨机噪音强度就增加，即在球磨机噪音强度和球磨机中物料负荷之问存在着关系。 因此，可以利用球磨机的噪音强度来评估球磨机中的物料负荷。因此，可以利用球磨机的噪音强度来评估球磨机中的物料负荷。 第50页/共75页8

21、.2 8.2 有用功率法有用功率法 当磨机及其转速均固定时，随着球磨机负荷的增加，开始时球磨机电机的有用功率明显上升，到达某一极值后，随着球磨机负荷的增加，有用功率值反而下降，此极值可认为是球磨机负荷的最佳点。因此，有用功率直接与球磨机负荷有关。 第51页/共75页磨机磨机“胀肚胀肚”趋势趋势点点, ,即临界点，当即临界点，当电耳信号高于临界电耳信号高于临界点时，磨机工作正点时，磨机工作正常，控制过程稳定常，控制过程稳定。当电耳信号接近。当电耳信号接近临界点时，说明磨临界点时，说明磨机具有机具有“胀肚胀肚”趋趋势，控制过程进入势，控制过程进入“胀肚胀肚” ” 保护处保护处理。理。 第52页/共

22、75页9 PH9 PH检测检测pHpH计的测量原理计的测量原理：pH计的测量电极为锑电极，参比电极为固态电极，测量电极和参比电极之间的电位差决定于被测溶液中的H+ 的浓度，测量其电位差就可知道其溶液的pH值了。 固态参比电极是一种全封闭的工业用参比电极；锑电极是一种新型的pH测量电极，它的结构简单、内阻低、反应灵敏，抗干扰能力强，可靠性、机械强度高，可用于测量半固体、胶状物以及水油混合物中的pH值，一般用于pH=212之间的测量。 第53页/共75页10 10 浮选泡沫图象分析技术浮选泡沫图象分析技术 泡沫浮选过程示意图浮选操作者观察浮选槽表面所形成的气泡状态所提供的信息(如泡沫的颜色，大小，

23、流动速度以及气泡的易碎度)，来调整浮选槽液位和改变药剂制度等 。第54页/共75页浮选泡沫图像系统 浮选泡沫图像系统硬件组成浮选泡沫图像系统硬件组成 硬件：工业控制计算机、视频图像采集卡、高清晰度彩色CCD摄像机和照明系统等 。第55页/共75页浮选泡沫图像系统软件：它主要包括图像质量检测，图像预处理，图像分割，图像分析，数据库建立，浮选模型及控制处理等。 第56页/共75页第二部分第二部分 选矿过程自动控制选矿过程自动控制1 破碎作业控制1.1 破碎作业的典型控制策略1.2 超细碎-高压辊磨机监控1.3 破碎筛分作业控制1.4 破碎控制器及其应用第57页/共75页1.1 1.1 破碎作业的典

24、型控制策略破碎作业的典型控制策略 典型的挤满给矿控制策略 主参数控制选取了主传动电机功率和破碎机排矿口尺寸两个参数作为被控变量，通过检测给矿量、压力、功率、油温、排矿口尺寸等来动态调整排矿口尺寸和给矿速率其目标函数是排矿口尺寸最小、给矿量最大。系统的所有控制动作均是向这两个目标逼近。 第58页/共75页1.2 1.2 超细碎超细碎- -高压辊磨机监控高压辊磨机监控高压辊磨机运输胶带监控第59页/共75页1.3 1.3 破碎筛分作业控制破碎筛分作业控制江铜德兴铜矿泗洲选矿厂江铜永平铜矿选厂破碎筛分第60页/共75页1.4 1.4 破碎控制器及其应用破碎控制器及其应用第61页/共75页第62页/共

25、75页四、马钢数字矿山建设的探讨四、马钢数字矿山建设的探讨重点实施内容重点实施内容2 -选矿生产过程管控一体化生产过程管控一体化 高压辊磨机监控高压辊磨机监控运输胶带监控运输胶带监控第63页/共75页四、马钢数字矿山建设的探讨四、马钢数字矿山建设的探讨2.1 、南山矿凹选车间、和尚桥选矿自动、南山矿凹选车间、和尚桥选矿自动化化 实现以下基本功能： 磨矿分级生产过程数字监视系统； 磁选、脱水过滤、精尾矿浓缩及输送实时监控调度子系统； 磨选设备集中联控、主要设备监测与报警； 全流程自动控制及优化调度； 厂（矿）级实时监控调度 重点实施内容重点实施内容2 -选矿生产过程管控一体化生产过程管控一体化

26、第64页/共75页四、马钢数字矿山建设的探讨四、马钢数字矿山建设的探讨2.2 2.2 姑山和睦山矿生产过程管控一体化姑山和睦山矿生产过程管控一体化 提升运输监控子系统。采用计算机网络及通讯技术，集中监视和控制井下提升运输水平的信号系统、矿车道岔等，解决目前井下运输自动化程度低的问题，提高矿山数字化管理水平；重点实施内容重点实施内容2 -选矿生产过程管控一体化生产过程管控一体化 第65页/共75页四、马钢数字矿山建设的探讨四、马钢数字矿山建设的探讨 供排水监控子系统。利用仪器检测各供水管路水压、流量等信息，通过网络和通讯技术，实时监控井下供水情况，及时解决出现的问题；完成水泵房的数字化，建立自动

27、控制系统，实现无人职守； 压气通风监控子系统。数字化空压机的性能，提高补偿系数，实时控制空压机运行情况，实现高效节能的目的；利用仪器检测各通风管路风压、流量等信息，通过网络和通讯技术，实时监控井下压风情况； 重点实施内容重点实施内容2 -选矿生产过程管控一体化生产过程管控一体化 第66页/共75页四、马钢数字矿山建设的探讨四、马钢数字矿山建设的探讨 井下人员（或机车）定位跟踪系统。井下人员或机车定位跟踪由安装在安全帽内的人员随身携带标识卡或安装在机车上的标识卡,矿井专用处理传输分站(含发射天线接受天线目标识别器)、数据传输接口、地面中心站软件组成。实现对井下人员和机车跟踪定位信息的采集、分析处理、实时显示、历史数据存储、报表查询打印等功能。 重点实施内容重点实施内容2 -选矿生产过程管控一体化生产过程管控一体化 第67页/共75页四、马钢数字矿山建设的探讨四、马钢数字矿山建设的探讨2.3 桃冲矿业水泥车间生产过程自动控制系统的远程监控桃冲矿水泥车间生产过程已实现了自动控制，基础较好，但远离矿部和公司，为使管理人员能及时准确的查询各种信息，辅助决策者实现科学决策，提高和优化矿山的整体管理水平，需把水泥生产过程自动控制系统纳入桃冲矿业局域网，实行远程监控。重点实施内容重点实施内容2 -选矿生产过程管控一体化生产过程管控一体化 第68页/共75页四、马