近年來隨著聲學、光學等應用物理學及計算機技術的高速發展,選礦自動化技術的研究和應用取得了長足進展,從根本上改變了選礦廠生產操作誤差大、管理低效、生產指標不穩定等問題。越來越多的選礦廠意識到,選礦自動化可降低選礦過程中的人工成本,簡化操作過程,提高勞動生產率、降低能耗、穩定產品質量。近年來,新建及改造過的大中型選礦廠幾乎都引進了選礦自動化技術。選礦自動化已經成為現代選礦必不可少的技術手段之一。
1選礦過程主要檢測儀表
關健檢測儀表是整個選礦自動化系統的“眼睛”。檢測儀表是否精確可靠,往往是選礦自動化系統成敗的關鍵。
A 濃度檢測
現階段對于礦漿濃度的檢測設備仍然以γ射線為主,但由于放射源存在安全隱患,因此應用受到很大限制。近年來隨著聲學的發展,超聲波濃度計技術日趨完善,采用超聲波濃度計測量礦漿濃度,具有較多優點。雖然超聲波濃度計測量結果的準確性受氣泡影響大,但仍不失為γ射線濃度計的較好替代品,應用前景十分廣泛。
超聲波濃度計基本原理:
超聲波在液體中的傳播速度,根據液體的濃度及溫度的不同會有相應的變化,根據這一特性,根據所測量液體的音速和溫度的變化,記載在數據元件的檢量線可以對藥液的濃度進行演算,得出濃度值。
B 粒度檢測
近年來,在線粒度分析儀的應用越來越廣泛,粒度檢測技術正在從線下間接檢測過渡到在線直接檢測。目前較具有代表性的在線粒度檢測儀有美國丹佛自動化公司的PSM400在線粒度分析儀、芬蘭奧托昆普公司的PSI200在線粒度分析儀、馬鞍山礦山研究院研制的CLY-2000在線粒度分析儀,北京礦冶研究總院研制的BPSM-Ⅰ及BPSM-Ⅱ型在線粒度分析儀等。
C 品味檢測
實現在線品味檢測對選礦自動化有著重要意義。近年來多種在線品位檢測設備已陸續在工業上成功應用。目前,國內采用的在線品位分析儀主要有芬蘭奧托昆普的庫里厄系列和馬鞍山礦山研究院的WDPF型在線品位分析儀等。庫里厄系列品位分析儀在我國很多礦山都有應用,極大地提高了我國選礦自動化水平。WDPF在線品位分析儀,在彝良馳宏礦業、金堆城鉬業集團、浙江平水銅礦等多個礦山都已應用,取得了較好的應用效果。
D 物位檢測
傳統的物位檢測儀表技術都比較成熟,但需根據應用條件正確選擇。近幾年隨著激光技術高速發展,激光物位計在選礦自動化方面的應用越來越廣泛。激光物位計已在國內應用于浮選槽液位檢測、礦倉礦石量檢測等多個領域,應用情況良好。
2 碎礦過程的控制
近年來,我國在二些新型破碎機上開展自動化研究,通過對破碎機負荷的檢測和分析,實施破碎機優化給礦的控制;通過對料倉料位的檢測和各破碎機能力的分析,實施自動布料和破碎機負荷優化平衡控制等。
3 磨礦作業的控制
磨礦系統是整個選礦廠能耗最大的工序。由于磨礦系統具有的自身特性,所以很難準確地測量磨機負荷,故引人綜合自動化系統才是解決問題的關鍵。近年來破碎磨礦系統的自動化控制逐漸實現了多信息收集,集中處理以及多設備的交錯監控,連鎖控制。柿竹園有色金屬有限責任公司與長沙易控工業自動化有限公司合作,引進了一套先進的磨礦自動控制系統,提高了磨礦分級作業質量和效率,穩定了工藝參數。遼寧賈家堡鐵礦采用了一套高效的綜合自動化磨礦系統,實現了磨礦系統的綜合自動化,提高了選礦廠的經濟效益。
浮選加藥控制
加藥是浮選生產中的重要環節,藥劑的控制技術比較成熟。藥劑控制設備的種類較多,從藥劑添加的執行機構來看,主要有電磁閥和加藥泵兩種,近年也有一些新型的定量裝置問世,但應用不廣泛。目前現場應用最多的還是電磁閥式控制。徐維超等人設計了一種集配藥和加藥于一體的自動控制系統。實際應用表明,該控制系統實現了配藥和加藥作業的高度自動化,在降低藥劑消耗、提高浮選效率等方面具有顯著效果。
合理有效地控制浮選槽液位,對于提高浮選指標具有重要作用。目前在檢測浮選槽礦漿液位時,多采用的是浮子式液位變送器,但無法對液面進行準確的監控。北京礦冶研究總院自主研發了一種新型激光液位計,成功地實現了對KYF-200型浮選機的浮選槽液位的自動化控制,并在大山選礦廠實現了工業應用。
5 存在的主要問題及發展趨勢
選礦廠存在的問題:自動化系統需要大量的維護工作,維護成本高;檢測儀表等設備投入運行以后沒有完善的維護手段;選礦廠無法自行解決系統可能出現的故障;選礦過程中各參數自動檢測儀表缺少針對性、創新性;在重要檢測儀表及相關核心設備的研究開發上沒有突破性的進展,一些重要參數的檢測儀表仍然存在測量精度低、使用壽命短等問題,對選礦過程特有的參數波動缺乏應對措施。
發展趨勢傳感器的數字化、智能化和虛擬化得到了較大發展。數字化、智能化的傳感器以取代傳統的傳感器的單方向、單變量的輸人、輸出,滿足了選礦過程的要求。傳感器的虛擬化使礦用傳感器可目更加準確、穩定地進行長時間工作。因此數字化、智能化和虛擬化依舊是未來選礦自動化發展的必然趨勢。
OPC技術等無線數據通信系統的開發與應用成為選礦自動化發展的新趨勢。北京礦冶研究總院陸博、王寶勝等人開發了一種在選礦廠中使用的無線數據管理系統。該系統用于在選礦自動化過程中對工藝流程的參數巡檢、設備維護以及無紙化移動數據錄入。
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