浅谈选矿自动化的发展

孙晓程

摘 要：本文简要介绍了选矿自动化技术发展进程，并介绍在线分析检测技术新发展中设备运行在线检测技术及工艺过程参数在线监测技术的发展成果及应用。

关键词：选矿自动化；控制技术；发展

0 引言

选矿是指资源开发矿产资源开过中碎磨、浮选、浓缩以及脱水等工艺的连续生产过程，是矿产资源开发的主要工业流程，选矿工艺的经济型对矿产资源产业的经济效益有重要的影响。随着资源不断开发，矿质质量不断下降，并成为影响选矿工业经济效益的主要影响因素。因此，选矿自动化技术必将成为大规模现代选矿的主要产业技术，也是现代选矿必不可少的产业技术。

1 选矿自动化的发展进程

自选矿自动化技术于上世纪40年代产生以来，自动化技术发展缓慢。原因在于矿石种类较多，且不同矿石的差异较大，导致选矿自动化的流程和参数差异较大，不同选矿工艺的流程相同，因而选矿自动化技术发展速度缓慢。至上世纪50年年代末期，由于自动化技术的发展，选矿自动化技术水平有了较高的提升，并出现了模拟仪表盘控制，但是该时期的选矿自动化技术的稳定性不足[1]。至上世纪60年代，矿浆浓度计、矿浆pH计等更为先进的自动检测仪表成功研发，并应用于选矿自动化化技术。

至70年代，选矿自动化技术有了质的飞跃。首先，在线监测技术以及在线监测仪被应用于选矿自动化工艺，例如金属含量在线监测仪以及矿浆粒度指标在线监测仪被成功研发，尤其是矿浆粒度在线监测仪的应用极大的提高了磨矿产品质量及磨矿效率。另外，70年代末出现了新的控制理论及方法，计算机技术水平大幅度提高，基于计算技术的自动化控制技术获得突破性进展，并成功研发出基于微处理器的集中分散型控制系统。基于计算机技术的自动化技术沿用至今，美国、俄罗斯、芬兰、加拿大等主要矿业大国的选矿自动化技术都属于基于计算机技术的在线检测技术。

2 在线分析检测技术的新发展

2.1 设备运行在线检测技术

运行设备在线检测技术是指检测并搜集运行环境变化对设备负荷、工作能力及效果的变化信息，将设备实施运行状态信息反馈至控制系统，控制系统根据状态信息调节设备，保障设备安全运行，保证完成生产任务。当前设备运行在线检测技术有磨机负荷符合检测技术、浓密机符合检测技术以及浮选状态分析技术。

磨機负荷检测技术一直是国外矿业技术研究的重点，许多矿业大国都对此进行了大量研究，例如澳大利亚的AMIR、CSIRO组织、加拿大的COREM组织。AMIRA于2008年在离散元素法建模方法和振动信号分析技术的基础上分析多项磨机运行状态检测技术，在磨矿粒度、磨机负载、磨机物料分布等方面有了重大进展。相关金属应用于实际选矿自动化后，为企业带来的巨大的经济效益。我国在该领域也有相关研究，并于2010年自行研发“磨机/半自磨机负荷监测技术”及其装置[2]。试验结果证明装置的硬件性能满足采集设备运行状态对进度和稳定性的要求。

浓密机符合检测技术是指通过检测耙架电流、泥层厚度、耙架扭矩等方式检测存泥量。分别通过预埋压力传感器和红外浊度仪测量测量泥床压力和泥层厚度，其优点在于可更加直接的反映泥存量，简洁实用。缺点为要求工作人员实现做好大量标定准备工作，准确率有限。我国北京矿业研究总也根据浓密机的工作原理、输入和输出物料以及其它信号预测泥床厚度。

浮选泡沫状态分析较为领先的设备有瑞典SGS研发的METcam-FC、美国PlantVIision。METcam-FC可实时采集分析浮选泡沫图像信息的能力较强，测量速度快，稳定性高[3]。PlantVision系统可分析泡沫的颜色、大小、成分、移动速度等。PlantVIision系统技术涵盖了整个浮选泡沫流程，完全取代人工观察。我国于21世纪初开始致力于浮选泡沫状态分析，并自行开发出浮选泡沫图像分析系统BFIPS-Ⅰ，系统获得浮选泡沫图像后分析泡沫的大小、稳定性、速度参数特征。该技术已经成功应用于实际选矿自动化中，如德兴铜矿大山选矿厂铜钼使用该技术进行混合浮选作业。

2.2 工艺过程参数在线监测技术

一是矿石粒度检测技术。Split-Online系统及PlantVision属于技术水平极高的两个系统，Split-Online系统可在皮带上进行矿石块度在线分析，并根据分析结果指导矿石碎磨，提高碎矿、磨矿的效率。PlantVision技术也包括矿石粒度图像分析技术，分析矿石粒度分布、颜色、最小粒级百分比等信息。二是矿浆粒度。矿浆力度在线监测技术较为完善和成熟，稳定的检测方案及产品也成为现实。如PSI300、PSI500分析仪、德国POUS、美国PSM-400以及我国BPSM、DF-PSM在线粒度仪。三是矿浆品位。我国的矿浆品位在线分析技术多依赖进口，如Courier系列产品。Courier系列产品中以Courier 6SL居首，它增加了多模型功能及基于嵌入式工控计算机系统的人际界面。该设备具有24个流道，最多可同时测量144种元素[4]。其它较为先进的矿浆品位技术有MSA多流道载流分析仪。我国自行研究的载流X荧光品位分析仪也取得巨大进展，并成功应用于工业生产。BOXA载流分析仪利用波长色散及能量色散原理研制而成，根据有色行业发展要求，BOXA分析仪增加了硫元素在线分析功能，可准确反映硫元素变化情况。四是矿浆酸碱度分析。分析矿浆酸碱度有助于克服结钙、结垢等问题，有效预防电机被污染和毒化。我国在该领域作了大量研究和探索，如北京矿业研究总院自行研发的BPHM自清洗矿浆酸度计，它可定时清洗电机，降低结钙几率，提高电机使用寿命。

3 结语

矿产资源属于不可再生资源，随着优质矿产资源不断枯竭，矿产自动化必将成为选矿工业的关键。虽然选矿自动化已经取得巨大的发展，但是选矿自动化技术的控制理论及方法还需不断完善，智能化、数字化及虚拟化应用应不断提高，实现自动化、计算机、设备等多专业交叉融合，才能满足选矿工业化对选矿自动化的要求。

参考文献：

[1]潘建平，唐矛.矿浆选矿自控技术的未来发展[J].科技资讯，2013（15）.

[2]毛志宏.浅谈机械自动化在选矿厂的应用[J].科技风，2014（11）.

[3]颜帅，吴莎.铁矿选矿自动化的新发展[J].山东工业技术，2014（15）.

[4]耿文瑞.选矿厂自动化测量仪表的发展现状[J].现代矿业，2014（07）.