罗河选矿厂磨矿分级数字化产线技术的应用
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综上所述，罗河铁矿一段球磨给矿比龙桥铁矿 一段球磨给矿难磨。龙桥铁矿一段球磨机 ｑ值为 １．５ｔ／（ｍ３·ｈ），由相对可磨度系数计算罗河矿一段 球磨机 ｑ值为 １．０９７ｔ／（ｍ３·ｈ），高于流程考察测定 的 罗 河 选 矿 厂 一 段 球 磨 机 的 ｑ 值 （１．０４ ｔ／（ｍ３·ｈ）），说明罗河选矿厂一段球磨台时能力尚 有提升空间。
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０５ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０５期 ２０１９年 ９月第 ９期
罗河选矿厂磨矿分级数字化产线技术的应用
王小玉 丁开振 胡炳胜
（安徽马钢罗河矿业有限责任公司）
摘 要 罗河选矿厂为了提高一段球磨机台时能力，达到设计要求，对原矿性质及一段磨矿分 级进行了研究分析。通过与山西暖洋洋科技公司进行技术合作，在原有磨矿自动化系统的基础上 增加控制软件，实现了智能磨矿，一段磨机台时能力从 １６６ｔ／ｈ提高至 １９０ｔ／ｈ，达到了设计要求。
２ 生产现状及试验
２．１ 一段磨矿分级 罗河选矿厂一段磨机设计台时能力 为 １８９．４
ｔ／ｈ，磨矿分级由 ４．０ｍ×６．０ｍ溢流型球磨机与水 力旋流器组成闭路循环，由于原矿硬度较大，矿石难 磨，分级返砂比大，溢流细度难以控制，为保证后续 选别指标只能降低台时处理量，单系列最高台时为 １６６ｔ／ｈ，离设计目标相差甚远，磨机利用率过低，磨 矿分级效果较差。一段磨矿分级数据见表 １。 ２．２ 相对可磨度试验
为了查明罗河选矿厂一段球磨机台时达不到设
王小玉（１９８７—），男，工程师，２３１５６２安徽省合肥市庐江县。
２６０
表 １ 一段磨矿分级数据
％
产品名称 浓度 细度（－０．０７６ｍｍ） 返砂比 分级效率
溢流
３９．６０
５６．８６
返砂
８３．８６
１３．２２
５１３．２２ ３８．８２
排矿
７３．２８
２０．８８
计能力的原 因，进 行 了 相 对 可 磨 度 试 验［１］，标 准 样
矿石种类
不同磨矿时间 －０．０７６ｍｍ粒级含量 ３ｍｉｎ ５ｍｉｎ ８ｍｉｎ １３ｍｉｎ ２０ｍｉｎ
龙桥一段球磨 １９．９１ ３０．２８ ４８．７７ ６８．６８ ９０．３８
给矿（标准样）
罗河一段球磨给矿 １６．３０ ２３．００ ３６．００ ５４．８０ ８６．００
图 １ 罗河铁矿相对可磨度曲线
◆—龙桥一段球磨给矿；■—罗河一段球磨给矿
关键词 磨矿分级 台时能力 自动化 智能控制 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０９．０８２
安徽马钢罗河铁矿铁矿石资源储量 ３．４亿 ｔ，黄 铁矿 ４０８３万 ｔ，选矿厂设计一期规模为 ３００万 ｔ／ａ。 矿山于 ２０１０年建设，２０１２年正式投产，但因矿石性 质复杂，硬度大，导致一段球磨机台时能力低，溢流 细度粗，远没有达到设计要求。为此，通过对磨矿分 级研究及增加智能控制，较大程度地提升了磨机的 台时处理能力，为罗河矿达产奠定了基础。
由图 １可见，罗河铁矿一段球磨给矿的相对可 磨度系 数 Ｋ５５ ＝０．７３１，Ｋ７５ ＝０．８５２，即 当 新 生 成 －０．０７６ｍｍ粒级为 ５５％ 时，其相对可磨度系数为
王小玉 丁开振等：罗河选矿厂磨矿分级数字化产线技术的应用 ２０１９年 ９月第 ９期
０．７３１；当新生成 －０．０７６ｍｍ粒级为 ７５％时，其相 对可磨度系数为 ０．８５２。
１ 矿石性质
矿石中的金属矿物主要是铁矿物，其中磁铁矿、 假象赤铁矿 所 占 比 例 较 大，还 有 少 量 赤 铁 矿、褐 铁 矿、黄铁矿，脉石矿物主要是透辉石、长石、石英、硬 石膏等。矿石结构以致密块状为主，其次为浸染状 构造、网状、网脉状构造和班杂状构造。矿石硬度为 １２～１６，围岩硬度为 １４～１８，矿石密度为 ３．６９ｔ／ｍ３， 这些嵌布特征决定了矿物的单体解离性能较差，对 磨矿分级不利。
采用龙桥铁矿Hale Waihona Puke Baidu段球磨给矿，以测定罗河选矿厂一
段球磨给矿的磨矿难易程度。
将罗河、龙 桥 一 段 球 磨 给 矿 分 别 破 碎 至 －２
ｍｍ，筛去 －０．１５ｍｍ部分，进行不同时间的磨矿试
验，并测定各产品的 －０．０７６ｍｍ粒级含量。测定结
果见表 ２，相对可磨度曲线见图 １。
表 ２ 不同磨矿时间 －０．０７６ｍｍ粒级含量 ％
（１）柜体安 装。 智 能 化 黑 匣 子 控 制 柜，安 装 位 置选择在选 矿 厂 中 央 控 制 室 ＰＬＣ机 房 内，靠 墙 摆 放，制作、焊接支架，柜体下方开孔以便于走线。
（２）信号输入。采集黑匣子控制所需的生产运 行数据，即磨机电流、渣浆泵（两台）电流、磨机给矿 皮带启停信号、皮带秤流量、入磨水流量、泵池补加 水流量、旋流器压力、泵池液位，共计 ９个输入信号； 选择中控室机房 ＭＦ６柜 Ａ面，安装导轨及信号分配 器，通过信号分配器，将原控制系统的“现场ＰＬＣ”１ 段分为“现场分配器”、“分配器ＰＬＣ柜”、“分配器 黑匣子”３段，黑匣子与原控制系统可同时接收到相 同的输入信号，而不会对原控制系统有影响，给调试 工作提供安全保障。
３ 磨矿分级数字化方案
为了探索数字化产线技术调控罗河选矿厂一段 磨矿分级系统的可能性，罗河矿与山西暖洋洋科技 公司进行技术合作，通过在原自动化控制系统的基 础上增加智能黑匣子、冲击波检测、智能控制软件， 采集所需的运行数据，即磨机电流、渣浆泵电流、磨 机给矿皮带 启 停 信 号、皮 带 秤 计 量、球 磨 给 矿 水 流 量、球磨排矿水流量、旋流器压力、泵池液位、磨机负 荷等，结合外部给定数据，通过自学习能力与云计算 实现动态平衡，设定最终产品即溢流细度与浓度，然 后根据各采集数据综合分析，自动调节给矿给量、给 矿水等各参数，实现智能化控制 。 ［２４］
（３）信号输出。智能黑匣子系统输出控制信号 有圆盘给料机（４台）变频器频率、入磨水电动阀开 度、泵池水电动阀开度、渣浆泵（２台）变频器频率， 共计 ８个控制信号；通过布线放线，将智能黑匣子控 制柜中的自动继电器串接入原控制系统的输出控制
回路中，实现“手、自”两档控制，手档为原系统输出 控制，自档为智能黑匣子输出控制。
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０５ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０５期 ２０１９年 ９月第 ９期
罗河选矿厂磨矿分级数字化产线技术的应用
王小玉 丁开振 胡炳胜
（安徽马钢罗河矿业有限责任公司）
摘 要 罗河选矿厂为了提高一段球磨机台时能力，达到设计要求，对原矿性质及一段磨矿分 级进行了研究分析。通过与山西暖洋洋科技公司进行技术合作，在原有磨矿自动化系统的基础上 增加控制软件，实现了智能磨矿，一段磨机台时能力从 １６６ｔ／ｈ提高至 １９０ｔ／ｈ，达到了设计要求。
２ 生产现状及试验
２．１ 一段磨矿分级 罗河选矿厂一段磨机设计台时能力 为 １８９．４
ｔ／ｈ，磨矿分级由 ４．０ｍ×６．０ｍ溢流型球磨机与水 力旋流器组成闭路循环，由于原矿硬度较大，矿石难 磨，分级返砂比大，溢流细度难以控制，为保证后续 选别指标只能降低台时处理量，单系列最高台时为 １６６ｔ／ｈ，离设计目标相差甚远，磨机利用率过低，磨 矿分级效果较差。一段磨矿分级数据见表 １。 ２．２ 相对可磨度试验
为了查明罗河选矿厂一段球磨机台时达不到设
王小玉（１９８７—），男，工程师，２３１５６２安徽省合肥市庐江县。
２６０
表 １ 一段磨矿分级数据
％
产品名称 浓度 细度（－０．０７６ｍｍ） 返砂比 分级效率
溢流
３９．６０
５６．８６
返砂
８３．８６
１３．２２
５１３．２２ ３８．８２
排矿
７３．２８
２０．８８
计能力的原 因，进 行 了 相 对 可 磨 度 试 验［１］，标 准 样
矿石种类
不同磨矿时间 －０．０７６ｍｍ粒级含量 ３ｍｉｎ ５ｍｉｎ ８ｍｉｎ １３ｍｉｎ ２０ｍｉｎ
龙桥一段球磨 １９．９１ ３０．２８ ４８．７７ ６８．６８ ９０．３８
给矿（标准样）
罗河一段球磨给矿 １６．３０ ２３．００ ３６．００ ５４．８０ ８６．００
图 １ 罗河铁矿相对可磨度曲线
◆—龙桥一段球磨给矿；■—罗河一段球磨给矿
关键词 磨矿分级 台时能力 自动化 智能控制 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０９．０８２
安徽马钢罗河铁矿铁矿石资源储量 ３．４亿 ｔ，黄 铁矿 ４０８３万 ｔ，选矿厂设计一期规模为 ３００万 ｔ／ａ。 矿山于 ２０１０年建设，２０１２年正式投产，但因矿石性 质复杂，硬度大，导致一段球磨机台时能力低，溢流 细度粗，远没有达到设计要求。为此，通过对磨矿分 级研究及增加智能控制，较大程度地提升了磨机的 台时处理能力，为罗河矿达产奠定了基础。
由图 １可见，罗河铁矿一段球磨给矿的相对可 磨度系 数 Ｋ５５ ＝０．７３１，Ｋ７５ ＝０．８５２，即 当 新 生 成 －０．０７６ｍｍ粒级为 ５５％ 时，其相对可磨度系数为
王小玉 丁开振等：罗河选矿厂磨矿分级数字化产线技术的应用 ２０１９年 ９月第 ９期
０．７３１；当新生成 －０．０７６ｍｍ粒级为 ７５％时，其相 对可磨度系数为 ０．８５２。
１ 矿石性质
矿石中的金属矿物主要是铁矿物，其中磁铁矿、 假象赤铁矿 所 占 比 例 较 大，还 有 少 量 赤 铁 矿、褐 铁 矿、黄铁矿，脉石矿物主要是透辉石、长石、石英、硬 石膏等。矿石结构以致密块状为主，其次为浸染状 构造、网状、网脉状构造和班杂状构造。矿石硬度为 １２～１６，围岩硬度为 １４～１８，矿石密度为 ３．６９ｔ／ｍ３， 这些嵌布特征决定了矿物的单体解离性能较差，对 磨矿分级不利。
采用龙桥铁矿Hale Waihona Puke Baidu段球磨给矿，以测定罗河选矿厂一
段球磨给矿的磨矿难易程度。
将罗河、龙 桥 一 段 球 磨 给 矿 分 别 破 碎 至 －２
ｍｍ，筛去 －０．１５ｍｍ部分，进行不同时间的磨矿试
验，并测定各产品的 －０．０７６ｍｍ粒级含量。测定结
果见表 ２，相对可磨度曲线见图 １。
表 ２ 不同磨矿时间 －０．０７６ｍｍ粒级含量 ％
（１）柜体安 装。 智 能 化 黑 匣 子 控 制 柜，安 装 位 置选择在选 矿 厂 中 央 控 制 室 ＰＬＣ机 房 内，靠 墙 摆 放，制作、焊接支架，柜体下方开孔以便于走线。
（２）信号输入。采集黑匣子控制所需的生产运 行数据，即磨机电流、渣浆泵（两台）电流、磨机给矿 皮带启停信号、皮带秤流量、入磨水流量、泵池补加 水流量、旋流器压力、泵池液位，共计 ９个输入信号； 选择中控室机房 ＭＦ６柜 Ａ面，安装导轨及信号分配 器，通过信号分配器，将原控制系统的“现场ＰＬＣ”１ 段分为“现场分配器”、“分配器ＰＬＣ柜”、“分配器 黑匣子”３段，黑匣子与原控制系统可同时接收到相 同的输入信号，而不会对原控制系统有影响，给调试 工作提供安全保障。
３ 磨矿分级数字化方案
为了探索数字化产线技术调控罗河选矿厂一段 磨矿分级系统的可能性，罗河矿与山西暖洋洋科技 公司进行技术合作，通过在原自动化控制系统的基 础上增加智能黑匣子、冲击波检测、智能控制软件， 采集所需的运行数据，即磨机电流、渣浆泵电流、磨 机给矿皮带 启 停 信 号、皮 带 秤 计 量、球 磨 给 矿 水 流 量、球磨排矿水流量、旋流器压力、泵池液位、磨机负 荷等，结合外部给定数据，通过自学习能力与云计算 实现动态平衡，设定最终产品即溢流细度与浓度，然 后根据各采集数据综合分析，自动调节给矿给量、给 矿水等各参数，实现智能化控制 。 ［２４］
（３）信号输出。智能黑匣子系统输出控制信号 有圆盘给料机（４台）变频器频率、入磨水电动阀开 度、泵池水电动阀开度、渣浆泵（２台）变频器频率， 共计 ８个控制信号；通过布线放线，将智能黑匣子控 制柜中的自动继电器串接入原控制系统的输出控制
回路中，实现“手、自”两档控制，手档为原系统输出 控制，自档为智能黑匣子输出控制。