选矿生产过程自动控制

马矿院研制的几种破碎机控制器
美国AC ＳＭＫ 84”单缸 碎磨控 液压圆 锥 控制 制器在 器在江 南京栖 铜德兴 霞山铅 铜矿应 锌矿应 用
用
国产圆锥 PYD-2200 破碎控制 器在江铜 德兴铜矿 和江铜永 平铜矿应 用
破碎系统电气设备开车管理
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 、设备机旁设有手动/ 钮和事故开关。手动方式只用于平时检修试车，没 有联锁保护功能。而正常生产拒绝手动，只有在自 动运行情况下才能保障安全作业。 3、要求调度室和控制室在一起。控制室内不安装启 停按钮，一律用计算机开停车（事故急停除外）。 4、关键部位尽量采用电视监控。 、关键部位尽量采用电视监控。
第一部分 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
1.1 破碎作业的典型控制策略
主参数控制选取 了主传动电机功 其目标函数是 率和破碎机排矿 排矿口尺寸最 口尺寸两个参数 小、给矿量最 作为被控变量， 通过检测给矿量、 大。系统的所 压力、功率、油 有控制动作均 温、排矿口尺寸 是向这两个目 等来动态调整排 矿口尺寸和给矿 标逼近。 速率
选矿自动化的主要内容 选矿自动化的主 内容:
破碎作业、磨矿分级作业、选别作业、 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、 尾矿输送作业、 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 产调度和管理， 最佳状态，最大限度地提高产量， 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， 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。 产优质、节能降耗的目的。
典型的挤满给矿控制策略
超细碎1.2 超细碎-高压辊磨机监控
运输胶 带监控
高 压 辊 磨 机
1.3 破碎筛分作业控制
江铜 永平 铜矿 选来自百度文库 破碎 筛分
江铜 德兴 铜矿 泗洲 选矿 厂
圆锥破碎机典型挤满给矿控制器
SANDVIK ASR
DCU显示屏 显示屏
工艺过程控制模块
润滑系统控制模块
润滑站
破碎机
100M/s 光 纤 工 业 以 太 网 1#系统站 1#系统站 S7S7-300 2#系统站 2#系统站 S7S7-300 破碎系统站 S7S7-400
ET 200M ET 200M ET 200M ET 200M ET 200M ET 200M
ET 200M
ET 200M ET 200M
第二部分 磨矿作业控制
浮选泡沫图像系统硬件组成
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。
3.2 磁(重)选作业控制
在诸多选矿工艺中,磁选是一种少污染或 无污染的选矿工艺。大力发展磁选技术，特别 是发展节能、降耗的高效磁选设备，对国民经 济建设有着十分重要的意义。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，取得了良好的经济效益。 高梯度磁选机、 如：磁力脱水槽 、磁聚机 、高梯度磁选机、 磁选柱等作业控制( 磁选柱等作业控制(略)。
3.三水平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
该系统通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则通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 车间处理后送至环水 储水池，再由环水泵 站送至环水总管，整 个流程过程中要消耗 掉部分水量，由联合 泵站抽河水补充高位 水池。
第三部分 选别作业控制 ３.1 浮选过程控制的主要目标是： 保持合格的最终精矿品位、提高有 用成分的回收率、降低药剂等原材 料的消耗量。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。
先进的浮选控制策略
3.1.1 浮选槽液位检测与控制
据奥托昆普公司的精确液位控制案例： 通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波动。可使用现 有PID控制回路，增加前馈补偿内容到 PID输出，很容易对浮选槽液位进行调 整和控制，以适应浮选情况改变。
浓缩、输送及三水平衡 第四部分 浓缩、输送
1.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。
高效浓缩机微机控制系统
2.铁精矿输送管道系统
太钢尖山铁矿选矿厂生产出的铁精矿经 102.487km（是我国第一条长距离铁精 矿输送管道）的长距离管道系统进至太 钢原料场，其最终废弃物——尾矿是通 过4台 53m浓缩机两级浓缩达到约40 ％～4５％的高浓度后自流进入油隔离 泵输送到尾矿库。
双因素联合检测
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1
马矿院的典型工程案例2 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3
马矿院的典型工程案例4 马矿院的典型工程案例4
磨机自动加球机
其基本思路是，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，然后通过在球道上 安装钢球类型检测和计 数装置来精确计量和控 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 自动加球机2 自动加球机2 自动加球机1 自动加球机1 量、按比例补加。
浮选柱作业控制
一种基 于浮选 柱偏流 控制的 优化控 制策略
3.1.4 浮选泡沫图象分析技术
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，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 。
泡沫浮选过程示意图
浮选泡沫图像系统
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 。
尖山铁精矿管道输送系统
浆体输送及管线部 浆体制备部分： 脱水车间(终点 分，主泵是由荷兰 此部分位于尖山 站)设在太钢原 引进的2台输出最 铁矿选矿厂附近， 料场附近，设有 大压力为15.3 MPa 主要由浓 缩机、 的高压隔膜泵,管线 过滤车间、事故 大型搅拌储浆槽、 为外径为229．7 用流态化矿浆仓、 浓缩机底流泵站、 mm的直缝管，起 浓缩机、污水净 石灰乳制备间、 点为尖主泵站，终 化站及带式输送 除氧剂添加设施 点为太钢原料场附 机等。 等组成。 近的脱水车间，
带超声波物位计的液位计
传感器A 传感器A对准浮 选槽泡沫， 选槽泡沫，B对 准浮球上相连的 平板， 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, 测物位差距,即 为泡沫层厚度 。
单PID与精确液位控制方案结果比较
PID控制
精确的液位控制
3.1.2 加药控制
选矿药剂的进步对我国选矿工艺的发展 特别是提质降杂起到了重要作用，在浮 选生产过程中有效地计量和控制浮选剂 的添加量是十分必要的，如何精确地测 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”“石灰乳自动添加装置”的研制与 推广运用。
磨机功率、音强与负荷关系
球磨机运行过程 磨机“胀肚” 磨机“胀肚”趋势 中，当矿石充填 即临界点， 点,即临界点，当 电耳信号高于临界 率低时，电耳信 达到一定充填 点时， 点时，磨机工作正 号高，功率小； 率时，电耳继。 控制过程稳定。 常，控制过程稳定 随着充填率增高， 当电耳信号接近临 续降低，但是 界点时， 界点时，说明磨机 电耳信号降低， 功率开始下降。 具有“胀肚”趋势， 具有“胀肚”趋势， 同时功率消耗增 控制过程进入“ 控制过程进入“胀 高； 保护处理。 肚” 保护处理。
4. 过滤设备作业控制
过滤设备主要有盘式真空过滤机、水平 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 自动过滤的程序是：启动搅拌器和圆盘→启动真空 体内矿浆液面高度由超声波液位探头检测，根据检 泵(真空≤0.7)和滤液泵→关闭槽底排放阀→自来水 测结果控制给料阀的开闭，达到液位上限时自动停 供给返冲洗管路→矿浆给人过滤机槽中→圆盘浸入 止给料，降到液位下限时自动补充给料。液位上、 矿浆中→滤盘抽真空→压力差使滤饼形成→滤饼脱 下限值根据生产需要自行设定。滤液罐里的滤液高 水→刮板从圆盘上刮下滤饼→滤液对滤盘返冲洗→ 度由检测器和滤液排放阀控制。 输料皮带将精矿送人矿仓。
磨矿作业是整个选矿厂生产工艺流程中最关 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生产费用(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 系到选矿生产的处理能力、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)的指标 乃至整个选矿厂的经济技术指标有很大的影 响。
SMCJ－型石灰乳程控加药机 SMCJ
已在德兴铜矿、南京栖霞山、 已在德兴铜矿、南京栖霞山、唐钢司家营 等现场应用
浮选药剂控制的典型策略
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 是影响浮选柱精矿品位和产率的重要因素。 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因 素影响的情况下能够在某个稳定的状态下工 作，使浮选产品质量合格、产率最高。稳定 控制的关键是控制浮选柱矿浆的液位。
选矿自动化的效益 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，控制 磁场的强度(或浮选药剂)等手段，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 10～15％，磨矿的处理量提高3%～10%。 节约能耗5%～10%，生产成本降低3～5％， 劳动生产率提高25～50％。
关键工艺回路综合控制
• 粗、中、细破碎机及配仓（矿仓）负 细破碎机及配仓（矿仓）
荷平衡分析与控制。 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。 析与控制。 • 碎磨综合平衡控制。 碎磨综合平衡控制。
破碎综合自动化系统控制站配置
厂调操作员站 WinCC 工程师站 打印机 WinCC 标准的办公室以太网 矿调操作员站 WinCC 破碎操作员站 WinCC
影响磨矿过程作业指标的因素 • 属于物料性质方面的有：矿石可磨度、 给料粒度、产品细度等； • 属于磨机结构方面的有：磨机规格、 型式、衬板形状等； • 属于操作方面的有：介质形状、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 因素是相互影响。
磨机可改变的条件
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 3 因素是可控的。它是磨矿过程 一个重要参数，直接影响到磨 矿的效果。
管道环路参数测试系统 测试系统：实际上是对浓缩机排出的待输送
矿浆的各种工艺参数（如浓度、粒度等) 进行连 续的在线测试。浓缩机排出的矿浆在输送前，首 先经过一个连接有搅拌制浆装置的环路管道系统 在环管中对矿浆的主要工艺参数进行严格的自动 检测。只有在各项参数均符合输送要求的情况下， 方才予以输送。若有参数不符台要求，则矿浆循 环到搅拌制浆装置中予以相应的白动处理，再重 新进行参数测试。如此循环下去。
欢迎各位领导专家 参加选矿新技术研讨
选矿生产过程自动控制
一、破碎作业自动控制 二、磨矿作业自动控制 三、选别作业自动控制 四、浓缩、输送及三水平衡 浓缩、 五、主要选矿检测仪表 六、选矿厂综合自动化系统
概述
欧洲钢铁工业技术发展指南指出： 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”。