排山楼选矿厂自动化控制系统应用

刘英驰+王美蠲+包刚

（辽宁排山楼黄金矿业有限责任公司）

摘 要：选矿厂作为排山楼公司主要生产车间，如何应用自动化控制技术实现生产连续、稳定、优质和高效运行，减少污染，改善作业环境与劳动强度，是选矿厂所面临的问题。本文根据排山楼选矿厂工艺流程介绍选矿自动化应用情况。

关键词：选矿；自动化控制；应用

排山楼公司选矿厂现有自动化控制系统于2015年12月正式施工，2016年12通过正式验收。选矿采用全泥氰化炭浆工艺，其流程为破碎部分采用三段一闭路加筛分；磨矿部分采用两段两闭路磨矿分级；浸出部分采用全泥氰化炭浆提金+高温高压解吸电解；尾矿部分采用压滤干堆。自动控制系统由排山楼公司联合北京憶众联创科技公司共同开发完成。

选矿厂自动化采用西门子DCS冗余控制系统、先进的通讯环网、先进的在线检测分析仪表及执行机构等，引入模糊控制、网络控制等先进控制方式，对全流程进行自动控制和检测；选用稳定性好的知名公司的检测设备如科隆的流量计、E+H的浓度计、西门子的变频器等等为控制环节提供数据支持；利用大数据技术建立软测量模型对无法在线检测的关键工艺变量进行推算，实现了排山楼公司选矿厂生产全流程自动化控制。

1 破碎控制系统

破碎机为矿山生产主要的设备之一，但同时破碎机又是高耗能的设备。因此，如何使破碎机效率最大化，就成了碎矿自动化控制的最终目的。一般控制系统主要选取主传动电机的功率或电流作为被控参数，控制策略一般采用恒功率或优化功率方式运行，动态调整给矿机给矿量的大小，使主机的负荷稳定运行在设定的要求之内，同时检测温度、压力、流量等，具有完备的保护功能，排山楼公司碎矿自动控制针对美卓设备采取如下控制策略。

1.1 提高破碎效率

破碎系统主要采用的是美卓设备，该设备是在满足挤满给料的前提下才能发挥其最佳效能。所以我们把做好挤满给料作为提高破碎效率的突破口。我们通过在hp300和hp400料腔上方加装激光料位计检测破碎料腔内料位高度、对主电机运行电流等参数和给料皮带进行PID调控，并形成闭环控制，达到了提高破碎运行效率的目标。

1.2 降低能源消耗

是在保证设备发挥最大效率的基础上，提高小时处理矿量，减少运转时间，实现系统完全躲峰运行；同时要建立能源管理系统，就是要充分实施电力消耗数字化，通过安装计量表实现峰、谷、平及每班、每天、每月的电耗统计，进而进一步分析和评价设备运行状态，保障设备效率的最大化，同时为进一步降低能耗提供有力的事实依据。

1.3 给矿量的控制

C120的给矿速度是根据HP300小料仓的料位调节重板的给矿速度实现；HP300的给料是通过HP400仓位调整hp300给矿小皮带完成；HP400给料皮带频率是通过电流和腔内料位对hp400小皮带进行pid调节。破碎系统给矿控制的由后向前推进，做优每台设备的闭环调节实现整个流程闭环控制，实现矿量的自动给矿和自动调节，并经安装在4号带与5号带之间的切换翻板自动分配至新老系列两个粉矿仓。矿石量采用电子皮带秤检测4号皮带矿量作为反馈信号进行计量，并在所有料仓加装料位计，实时监控料位狀态。

1.4 设备安全运行与状态监测

主要包括设备的顺序起停、电流（功率）实时、设备润滑系统的实时监测与保护（油流、油压、油温实时状态检测与记录），以及破碎机、筛分机的轴温检测和控制；皮带机打滑、跑偏检测和控制。

2 磨矿分级控制系统

磨矿分机系统，磨矿作业是选矿最重要工艺环节，是考核整个选矿厂重点。因此磨矿系统实施自动控制，确保浓度指标合理至最优，其根本目的就是为了提高磨机效率，提高处理矿量的同时，稳定磨矿分级最终产品粒度，为选别作业提供合格的溢流产品。

2.1 给矿量控制

1号球磨机的给矿量是通过矿石处理量设定值与皮带秤反馈信号实现控制，输入给矿量设定值，通过皮带秤检测值实时数据调节给料皮带频率，达到预期设定处理量。

2.2 配比水控制

球磨机给矿水和返沙水是根据皮带秤处理矿量反馈信号，经计算机计算确保合理的磨矿浓度后进行比例给水。排矿水是根据分级机溢流浓度设定值调整给水量，通过浓度计检测值实时数据调整补加水阀门开度大小，实现补加水的自动调节功能。

2.3 渣浆泵泵池液位控制

通过泵池液位控制渣浆泵频率实现，根据工艺流程要求设定液位控制值范围，高于控制值范围降低渣浆泵给矿频率，低于控制值范围提高渣浆泵给料频率。

2.4 浓细度的控制

根据粒度仪浓细度反馈信号控制，细度根据粒度仪每15分1次检测结果通过3个数轮询的平均值对比，平均值低于设定值调整给矿量与给水量配比。

2.5 球磨机涨肚的控制

通过电耳反馈信号控制，根据球磨机的实际涨肚测量设定电耳检测值控制范围，通过检测值实施数据调整前后水量配比。

2.6 一段分级粒度控制，采用分级溢流浓度的设定进行调整，通过球磨排矿给水的调整实现分级机浓度控制，即实现了一段粒度控制。

2.7 二段粒度控制，可以通过控制泵池液位（避免泵池抽空，粒度跑粗），以及通过旋流器溢流浓度的控制，通过调整泵池给水来调整旋流器给矿浓度的办法控制溢流浓度，达到控制溢流粒度的办法。

3 结论

选矿厂DCS自动化控制系统不仅实现选矿厂生产流程设备自动化闭环控制，另一方面也承担着数字化矿山建设基础数据采集与整理，通过检测采集处理矿量、药耗、电耗、水耗、产品质量、设备运行时间、运行状态、等数据信息，并进行基础运算整合提供给信息层作为运算依据。从选矿自动化系统、输变电微机监控系统、各类现场检测仪表及其它信息系统中实时采集生产数据和信号。这些数据可为业务应用系统的生产监控、生产数据统计和历史趋势分析提供数据支撑。这次自动化改造项目实施，将极大地提高选厂自动化控制水平，为建设数字化矿山打下坚实的基础。