选矿生产过程自动控制(曾云南)

欢迎各位指点专家参与选矿新技术研讨选矿消费过程自动控制曾云南一、破碎作业自动控制二、磨矿作业自动控制四、浓缩、保送及三程度衡六、选矿厂综合自动化系统三、选别作业自动控制五、主要选矿检测仪表欧洲钢铁工业技术开展指南指出：“对于降低消费本钱、提高产质量量、减少环境污染和资源耗费只能经过全流程自动控制系统的优化设计来实现〞。概述选矿自动化的主要内容: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/尾矿保送作业、三程度衡等全流程选矿消费过程的自动控制。经过计算机网络系统实如今线优化消费调度和管理，使整个选矿消费过程处于最正确形状，最大限制地提高产量，精矿档次和金属回收率等技术经济目的，到达高产优质、节能降耗的目的。选矿自动化的效益据报道：实现选矿自动化的选厂可提高金属回收率1%～2%。经过控制磨矿的粒度，控制磁场的强度(或浮选药剂)等手段，可以使精矿档次提高0.4%～2%。经过碎矿磨矿作业的最正确负荷控制，可使破碎才干提高10～15％，磨矿的处置量提高3%～10%。节约能耗5%～10%，消费本钱降低3～5％，劳动消费率提高25～50％。第一部分破碎作业控制1.1破碎作业的典型控制战略1.2超细碎-高压辊磨机监控1.3破碎筛分作业控制1.4破碎控制器及其运用1.1破碎作业的典型控制战略典型的挤满给矿控制战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，经过检测给矿量、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的函数是排矿口尺寸最小、给矿量最大。系统的一切控制动作均是向这两个目的逼近。1.2超细碎-高压辊磨机监控高压辊磨机运输胶带监控1.3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圆锥破碎机典型挤满给矿控制器SANDVIKASR工艺过程控制模块DCU显示屏光滑系统控制模块破碎机光滑站马矿院研制的几种破碎机控制器美国AC84〞单缸液压圆锥控制器在江铜德兴铜矿运用国产圆锥PYD-2200破碎控制器在江铜德兴铜矿和江铜永平铜矿运用ＳＭＫ碎磨控制器在南京栖霞山铅锌矿运用1、集中操作，集中控制，集中监控，集中调度。

2、设备机旁设有手动/自动转换开关、紧急停车按钮和事故开关。手动方式只用于平常检修试车，没有联锁维护功能。而正常消费回绝手动，只需在自动运转情况下才干保证平安作业。

3、要求调度室和控制室在一同。控制室内不安装启停按钮，一概用计算机开停车〔事故急停除外〕。

4、关键部位尽量采用电视监控。破碎系统电气设备开车管理粗、中、细破碎机及配仓〔矿仓〕负荷平衡分析与控制。中、细破筛分两段一闭路负荷平衡分析与控制。碎磨综合平衡控制。关键工艺回路综合控制破碎综合自动化系统控制站配置100M/s光纤工业以太网工程师站规范的办公室以太网ET200MET200MET200MET200MET200MET200M厂调操作员站1#系统站破碎系统站S7-300S7-400WinCCWinCCWinCCET200MET200MET200MS7-3002#系统站破碎操作员站WinCC矿调操作员站打印机第二部分磨矿作业控制磨矿作业是整个选矿厂消费工艺流程中最关键的环节，它起着承上启下的作用，磨矿作业在选矿厂的基建投资和消费费用(主要是电耗、钢耗)中占有很大的比例。同时磨矿作业是整个选矿厂的“瓶颈〞作业，直接关系到选矿消费的处置才干、磨矿产品的质量(粒度特性、单体解离度、磨矿产品的浓度等)，对后续作业(特别是浮选作业)的目的乃至整个选矿厂的经济技术目的有很大的影响。属于物料性质方面的有：矿石可磨度、给料粒度、产品细度等；属于磨机构造方面的有：磨机规格、型式、衬板外形等；属于操作方面的有：介质外形、尺寸配比及材质、介质充填率、磨机转速率、加球制度、料球比和磨矿浓度等。这些要素是相互影响。影响磨矿过程作业目的的要素磨机可改动的条件一旦磨机转速率固定，磨机中球负荷、物料负荷以及水量的总和，统称为磨机负荷，这3个要素是可控的。它是磨矿过程一个重要参数，直接影响到磨矿的效果。磨机功率、音强与负荷关系球磨机运转过程中，当矿石充填率低时，电耳信号高，功率小；随着充填率增高，电耳信号降低，同时功率耗费增高；到达一定充填率时，电耳继续降低，但是功率开场下降。磨机“胀肚〞趋势点,即临界点，当电耳信号高于临界点时，磨机任务正常，控制过程稳定。当电耳信号接近临界点时，阐明磨机具有“胀肚〞趋势，控制过程进入“胀肚〞维护处置。双要素结合检测典型磨矿分级控制马矿院的典型工程案例1马矿院的典型工程案例2马矿院的典型工程案例3马矿院的典型工程案例4磨机自动加球机其根本思绪是，将各种规格的钢球混装在1台加球机内，由加球滚筒随机抓取钢球放入球槽内，然后经过在球道上安装钢球类型检测和计数安装来准确计量和控制进入球磨机的钢球量和钢球配比，从而实现钢球的自动、定时、定量、按比例补加。自动加球机1自动加球机2第三部分选别作业控制３.1浮选过程控制的主要目的是：坚持合格的最终精矿档次、提高有用成分的回收率、降低药剂等原资料的耗费量。用作浮选过程控制的控制变量主要有：浮选矿浆的pH值、浮选药剂量、浮选槽液位、浮选槽的充气量等。先进的浮选控制战略据奥托昆普公司的准确液位控制案例：经过预先检测矿浆流量，来视上游矿浆量对液位的影响，并整浮选槽闸门和循环泵来补偿上游的动摇。可运用现有PID控制回路，添加前馈补偿内容到PID输出，很容易对浮选槽液位进展调整和控制，以顺应浮选情况改动。

3.1.1浮选槽液位检测与控制带超声波物位计的液位计传感器A对准浮选槽泡沫，B对准浮球上相连的平板，平板位移的变化即为矿浆液位的变化,两个超声波探头所测物位差距,即为泡沫层厚度。单PID与准确液位控制方案结果比较PID控制准确的液位控制3.1.2加药控制选矿药剂的提高对我国选矿工艺的开展特别是提质降杂起到了重要作用，在浮选消费过程中有效地计量和控制浮选剂的添加量是非常必要的，如何准确地丈量是整个浮选自动控制系统的关键。马鞍山矿院为此开展了“程控加药机〞“石灰乳自动添加安装〞的研制与推行运用。SMCJ－型石灰乳程控加药机已在德兴铜矿、南京栖霞山、唐钢司家营等现场运用浮选药剂控制的典型战略3.1.3浮选柱作业控制浮选柱是一种矿浆与气泡逆向流动的设备。泡沫层的厚度以及浮选柱内矿浆液面的位置是影响浮选柱精矿档次和产率的重要要素。稳定控制主要包括3方面的内容：矿浆入料流量控制、浮选柱矿浆液位控制以及加药量控制等，其主要目的是使浮选柱在无人为要素影响的情况下可以在某个稳定的形状下任务，使浮选产质量量合格、产率最高。稳定控制的关键是控制浮选柱矿浆的液位。一种基于浮选柱偏流控制的优化控制战略浮选柱作业控制3.1.4浮选泡沫图象分析技术泡沫浮选过程表示图浮选操作者察看浮选槽外表所构成的气泡形状所提供的信息(如泡沫的颜色，大小，流动速度以及气泡的易碎度)，来调整浮选槽液位和改动药剂制度等。浮选泡沫图像系统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、高明晰度彩色CCD摄像机和照明系统等。浮选泡沫图像系统软件：它主要包括图像质量检测，图像预处置，图像分割，图像分析，数据库建立，浮选模型及控制处置等。3.2磁(重)选作业控制如：磁力脱水槽、磁聚机、高梯度磁选机、磁选柱等作业控制(略)。在诸多项选择矿工艺中,磁选是一种少污染或无污染的选矿工艺。大力开展磁选技术，特别是开展节能、降耗的高效磁选设备，对国民经济建立有着非常重要的意义。近年来我国磁选设备研制进展很快，而且其作业过程大多数配备了自动控制系统，获得了良好的经济效益。高效浓缩机的主要检测参数有：给矿量、给矿浓度、底流流量、底流浓度、药剂流量、界面高度、驱动扭矩，对溢流水浊度要求高的地方还要检测溢流水的浊度；主要控制参数有：底流排放量和絮凝剂添加量。第四部分浓缩、保送及三程度衡高效浓缩机微机控制系统2.铁精矿保送管道系统太钢尖山铁矿选矿厂消费出的铁精矿经102.487km〔是我国第一条长间隔铁精矿保送管道〕的长间隔管道系统进至太钢原料场，其最终废弃物——尾矿是经过4台53m浓缩机两级浓缩到达约40％～4５％的高浓度后自流进入油隔离泵保送到尾矿库。尖山铁精矿管道保送系统浆体制备部分：此部分位于尖山铁矿选矿厂附近，主要由浓缩机、大型搅拌储浆槽、浓缩机底流泵站、石灰乳制备间、除氧剂添加设备等组成。浆体保送及管线部分，主泵是由荷兰引进的2台输出最大压力为15.3MPa的高压隔膜泵,管线为外径为229．7mm的直缝管，起点为尖主泵站，终点为太钢原料场附近的脱水车间，脱水车间(终点站)设在太钢原料场附近，设有过滤车间、事故用流态化矿浆仓、浓缩机、污水净化站及带式保送机等。测试系统：实践上是对浓缩机排出的待保送矿浆的各种工艺参数〔如浓度、粒度等)进展延续的在线测试。浓缩机排出的矿浆在保送前，首先经过一个衔接有搅拌制浆安装的环路管道系统在环管中对矿浆的主要工艺参数进展严厉的自动检测。只需在各项参数均符合保送要求的情况下，方才予以保送。假设有参数不符台要求，那么矿浆循环到搅拌制浆安装中予以相应的白动处置，再重新进展参数测试。如此循环下去。管道环路参数测试系统3.三程度衡及环水系统自动控制歪头山矿尾矿坝静压回水远程自控系统该系统经过控制环水泵站溢流水量从而增减2#事故池供水量，而环水泵站溢流水量的大小那么经过远程控制尾矿坝静压回水量大小来实现。梅山铁矿选矿环水系统自动控制浮选车间所需的环水由高位水池经环水总管提供，废水由过滤车间处置后送至环水储水池，再由环水泵站送至环水总管，整个流程过程中要耗费掉部分水量，由结合泵站抽河水补充高位水池。4.过滤设备作业控制过滤设备主要有盘式真空过滤机、程度带式真空过滤机、陶瓷过滤机等。陶瓷过滤机自动方式有自动清洗和自动过滤。槽体内矿浆液面高度由超声波液位探头检测，根据检测结果控制给料阀的开闭，到达液位上限时自动停顿给料，降到液位下限时自动补充给料。液位上、下限值根据消费需求自行设定。滤液罐里的滤液高度由检测器和滤液排放阀控制。自动过滤的程序是：启动搅拌器和圆盘→启动真空泵(真空≤0.7)和滤液泵→封锁槽底排放阀→自来水供应返冲洗管路→矿浆给人过滤机槽中→圆盘浸入矿浆中→滤盘抽真空→压力差使滤饼构成→滤饼脱水→刮板从圆盘上刮下滤饼→滤液对滤盘返冲洗→输料皮带将精矿送人矿仓。第五部分选矿主要检测仪表PSM400配置图5.1PSM400超声波粒度仪粒度与浓度的计算公式5.2PSI一200型粒度分析仪PCCS—控制安装PFSA—稳流安装PAFS—空气过滤柜VBS—阀门栓；PSTS—粒度探头安装；PCAA—标定取样安装。激光粒度分析PSI500激光衍射原理简单表示5.3PKI-074P粒度仪探测杆5和带衔接板7的端轴承6组成了探针,探测杆5的上部经过摇杆9紧紧地与电感应变换器10衔接杆相连。这个变换器用来测定夹住的分子11的规格，并以输出变换器电压12的方式传送到微处置丈量变换器МИП-2上。13121087117634512859流动的泥浆在管道中安装粒度探头在槽中安装粒度探头5.4矿浆档次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WDPF型在线分析仪四川先达公司的CIT—2000M型丹东东方测控的DF-5730型西北矿冶院的BYF100一Ⅲ型载流5.4.1Courier3SL档次分析原理运用X射线管为激发源，X射线照射到被测样品时发射出X荧光射线，在元索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，各种元素可相互分辨出来，经过确定每一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，所丈量的信号再转换成数字方式并运用于分析计算，最终得出样品所含元素及其档次。Courier3SL分析探头配置框图运用高分辨率波长色散分析技术，探头采用的分光晶体是分析仪的中心部件，是奥托昆普的专利产品。Courier3SL系统组成框图SSM:二次取样、样品缩分组件CSA:标定／组合式取样器PCS:探头控制安装5.4.2WDPF型微机多道多探头在线档次分析仪分析系统组成WDPF分析系统配置图每个探头是一个独立的实体，全密封装配在金属壳体内，靠取样点就近安装；一机多探头，多元素的在线检测，目前最大扩展才干达16个检测点；分析准确度〔相对规范误差〕：原矿类：2％～8％；精矿类：0.6％～5％；尾矿类：5％～15％。分析元素有：铁、铜、铅、锌、钙、钼、锰等WDPF的仪器特点及主要参数WDPF档次仪在现场的运用第六部分选矿厂综合自动化系统2.酒钢选矿厂综合自动化系统太钢尖山铁矿选矿自动化系统网络3.选矿自动化在首矿数字矿山建立中的作用1.太钢尖山铁矿选矿自动化系统网络在工控机〔OS站、ES站和监控机〕上装有西门子的CP1613网卡，它是一块带有微处置器的网卡，支持TP和ITP两种网络协议，带有一个RJ45J接口和一个ITP接口。在破碎、磨选、平峒系统的PLC站内，分别装有一快带有RJ45接口的通讯卡CP443-1，与环网衔接中分别采用了TP和ITP的协议。整个控制系统的硬件配置以西门子的S7系统为主体，现场采用了分布式I/O，各I/O站之间经过Profibus及DP协议进展数据的传输和交换。2.酒钢选矿厂综合自动化系统管控一体化，实现“信息共享、动态分析、精细核算、降低本钱〞选矿消费过程控制系统包括：根底自动化系统、优化控制系统和消费过程多媒体监控系统根底自动化六大系统第二级是消费过程自动控制采、选、球团主流程的设备运转参数、工艺参数实现集中实时监控和图像视频监控；球团采矿选矿矿山物资能源网，对计量衡器、皮带秤及风、水、电、汽的计量、能源量能进展远程自动抄表，实时上网，集中监控3.首矿数字矿山建立中的选矿自动化计量计算机管理自动化控制三位一体信息化根底

皮带秤风水电汽远程抄表计量衡器实时监控质检数据第一级是根底自动化，信号自动采集、设备启停、工况监视等单体设备仪器仪表…采掘、运输、破碎、选别、浓缩、尾矿等消费过程的工艺参数监测、能源耗费计量等执行安装第二级是消费过程自动控制