选矿厂选别作业自动控制的进展.pdf

S e rie s No ． 3 7 9 J a n u a r y 2 0 0 8 金 离 矿 山 METAL MI NE 总 第3 7 9 期 2 0 0 8 年 第 1 期 选矿 厂 选别作 业 自动控制 的进展 宣乐信 1 ．绍兴 市工贸国资公 司； 2 ． 曾云南 中钢 集团马鞍 山矿 山研 究院 摘要在查阅大量文献资料的基础上， 综述了目前广泛应用的几种新型高效的选别设备 ， 以及他们所采用 的先进控制思路。同时还介绍了选矿生产过程中常用的几种检测仪表和装置， 并提出了自动控制技术与新型选矿 工艺和高效节能选矿设备的结合 ， 是选矿技术进步的重要途径。 关键词选矿 自动化磁 选柱浮选柱石灰乳 自动添加 Pr o gr e s s i n Aut o m a t i c Co nt r o l of S e pa r at i o n Ope r a t i o n i n Co nc e nt r a t o r s Xu a n L e x i n Ze n g Yu n na n 1 ． S h a o x i n g I n d u s t r i a l a nd T r a d e S t a t e O w n e d A s s e t s O p e r a t i o n C o ． ； 2 ．S i n o s t e e l Ma a n s h a n I n s t i t u t e o fMi n i n g R e s e a r c h Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e c o ns ul t a t i o n o f a g r e a t amo u n t o f l i t e r a t u r e da t a，s e v e r al ne w t y p e h i s h l y e f f e c t i v e s e pa r a t i o n de v i c e s t h a t a r e wi de l y u s e d n o w a n d t h e a d v a nc e d c o n t r o l c on c e p t t h e y a d o pt a r e r e v i e we d．Co mmo n l y u s e d t e s t i ng i n s t r u me n t s a n d d e v i c e s i n mi n e r al pr o c e s s i n g a r e a l s o d e s c rib e d．I t i s h e l d t ha t t h e c o mbi n a t i o n o f a u t o ma t i c c o n t r o l t e c h no l o g y wi t h ne w s e p a r at i o n p r o c e s s e s a nd hi s h e ffic i e n cy e n e r gy s a v i n g e qu i pme n t i s a n i mp o r t an t way t o r e a l i z e t he p r o g r e s s o f b e n e fi c i a t i o n t e c h n o l o gy ． Ke ywo r ds Be ne fic i a t i o n a u t o ma t i o n， Ma g ne t i c s e pa r a t i o n c o l umn，Fl o t a t i o n c o l umn，Au t o ma t i c a d di t i o n of l i me m； 1 k 我国钢铁产量位居世界第 一 ， 年处理矿 石 6亿 多 t 。选矿工业是传统 的基础工业 ， 已具备相 当规 模 ， 从业人 员众多。突 出的问题是能耗高 、 效率低 、 自动化水平低 ， 劳动强度大 ， 选矿技术经济指标低 ， 而且随矿石性质及操作条件 的变化很不稳定 。随着 矿物加工工业的发展 ， 品位低 、 嵌布粒度细 、 矿物组 成复杂的难选矿石所 占比例 日益增大 ， 而冶金 、 材料 等用户对选矿产品的质量要求 愈来愈 高， 加之环境 保护 、 经济效益等方面的压力 ， 各种新型高效的选别 设备 、 先进 的生产过程控制方法都随之应运而生 ， 比 如 ， 磁选 一重选作业过程 中的磁力 脱水槽 、 磁聚机 、 磁选柱等作业 自动控制 ， 浮选作业过程 中的液位 控 制 、 加药控制 、 石灰乳 自动添加 、 浮选柱作业控制等， 使选别作业过程处于最佳状态 ， 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 ， 达到高 产优质 、 节能降耗 、 减轻劳动强度之 目的。 1 磁选 一重选作业 自动控制 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 ， 先后取得了一批水平较高 、 适合 我国矿 山应用 的科 研成果。 1 ． 1 磁力脱水槽作业控制 永磁磁力脱水槽是一种磁力和重力联合作用的 设备。兼有浓缩 、 脱泥 、 选别的作用 ， 目前 已广泛应 用于磁铁矿选矿工艺之 中。该设 备具有结构简单 、 无运动部件 、 不消耗动力 、 处理矿浆 体积量大 等优 点 ， 在国内外众多选 矿厂 中仍是不可替代 的选别细 粒磁铁矿 的有效设备。在生产实践 中， 当正常状态 下各工序 的矿浆量 、 浓度 、 品位相对稳定时 ， 磁力脱 水槽 的选别指标较好 ； 而 当给矿量 等指标变化频繁 时 ， 磁力脱水槽选别指标则急剧恶化 ， 进而影晌到选 别作业给矿 的稳定 。在这种状态下 ， 需要 岗位工人 不断调整操作 ， 以满足铁精矿品位和金属回收率 的 要求 。传统 的人工操作是岗位工人利用操作钩探测 宣乐信 1 9 6 5 一 ， 男 ， 绍兴市 工 贸国资公 司 ， 高级 工程 师 ， 硕 士研究 生 ， 3 1 2 0 0 0浙江省绍兴市小禅法弄 4号。 曾云南 1 9 5 2 一 ， 男 ， 中钢集 团 马鞍 山矿 山研究 院 自动化研 究所 所 长， 教授级高级工程师， 2 4 3 0 0 4安徽省马鞍山市湖北路 9 号。 7 维普资讯 总第 3 7 9期 金 属 矿 山 2 0 0 8年第 1 期 矿层深度和 目测颜色 的方法掌握矿层界 面的位置 ， 再凭经验调节排矿 阀门以控制 界面在合适 范 围之 内。若操作不能准确及时， 势必造成金属流失、 精矿 品位波动。总之 ， 磁力脱水槽生产指标 受人的因素 影响较大。多年来选矿厂一直都在渴望一种能实现 对脱水槽进行 自动控制的系统。 针对上述问题 ， 歪头山铁矿引进 了铁密度传感 器及以 P L C为核心 的永磁脱水槽 自动控 制装置⋯ ， 彻底改变 了脱水槽的运行不稳定等问题。 1 ． 1 ． 1 自动控制系统组成 控制 系统是在永磁脱水槽上加装 1 套 自动控制 装置。装置由精矿与尾矿界面 的检测系统 、 阀门调 节系统及 P L C控制器组成。 1 界面检测 系统 。由铁密度传 感器 、 调制解 调 电路等组成。将传感器 固定在脱水槽体中设定位 置处 ， 检测到的电信号调制在高频载波频率上 ， 经屏 蔽电缆传给 P L C， 经处理后由 P L C控制电机转动阀 门使矿层界面总是处于合理的位置处 ； 2 阀门调节 系统。在原有阀门的手动调节装 置上加载电机控制机构。由电机控制抓手带动阀门 调节开启量 ， 并且通过抓手 “ 离” 、 “ 合” 的办法 实现 手动和 自动之间转换 ； 3 P L C控制器由主机 、 L E D数字显示 器 、 工作 指示灯 、 控制键、 电机驱动电路 、 极限保护 电路组成 。 1 ． 1 ． 2 工作原理 将铁密度传感器置于脱水槽标 准位置 ， 当脱水 槽 内矿层界面高度发生变化时， 引起铁密度变化 ， 传 感器将测得信号传给 P L C， 经处理后 发出对应 的驱 动信号， 控制阀门调节装置上的电机， 使其正转或反 转 ， 带动阀门关闭或开放 ， 从 而调节精矿 的排 出量 ， 保证矿层界面稳定在指定高度 ， 同时界面位 置及变 化趋势也在 P L C数字显示器显示 出来 。 据资料报导 ， 永磁脱水槽 自动控制后 的精矿品 位达 6 1 ． 5 9 ％ ， 脱尾 8 ． 6 2 ％ ， 分别比人工操作的脱水 槽精矿提高 0 ． 6 6个百分点 ， 脱尾降低 2 ． 1 7个百分 点 。提高金属回收率 0 ． 9 5个百分点 ， 杜绝了人工操 作下经常出现的“ 翻花跑黑” 现象 ， 可提高作业精矿 品位 2 ． o o ％ 一 3 ． 0 0 ％ 。使品位波动范 围缩小 1 0 ％ ， 有利于提高精矿产品的一级品率。 1 ． 2 磁聚机作业 自动控制 磁团聚重力分选机简称磁聚机 ， 是 一种磁重联 合选矿设备 。采用磁聚机工艺流程能够有效提高选 别作业的效 率， 提高精矿 品位 ， 因此得到 了广 泛应 用 。 当矿浆从给矿 口进入磁聚机后 ， 精矿被磁系磁 化聚集而成团， 在重力作用下迅速沉淀。在底部水 流向上冲击 的作 用下 ， 非铁磁物质 经溢流 口流出。 在装置内矿浆的浓度及其品位呈梯度分布， 越靠近 底部浓度越高， 最底部形成沉淀层。在选别过程 中 要保持沉淀层 的厚度一定 。过薄将有非铁磁物质与 精矿一起经排矿 口排出 ， 过厚将有部分精矿经溢流 口流出。通过调节螺旋绞刀的转速调整排料速度 ， 从而调整精矿沉淀层 的厚度。螺旋绞刀由交流电机 经减速机拖动 ， 交流 电机通过 变频器调速。矿浆浓 度传感器用于检测传感器周围铁磁物质 的密度 ， 输 出 42 0 mA电流信 号。为 了反 映床层 的分布 ， 设 有3 个传感器。详见磁聚机结构示意图 1 。 图 1 磁 聚机结构示意 l一电机 ； 2一减速箱 ； 3一矿浆浓度传感器 ； 4一磁聚机 ； 5一溢流档 ； 6一螺旋绞刀排料机 选矿过程中 ， 床层位置处于一个动态非线性过 程 ， 用普通 的 P I D方法在动态过程中调整速度慢 ， 稳 定性差 ， 模糊算法调整困难 。因此 ， 根据工艺特点 ， 根据模糊控制 的原则 ， 结合 P I D方法构成 了一种新 的智能控制方法 ， 即系统运行时， 设上传感器的检测 量为p v h ， 下传感器的检测量为p v l ， 当上传感器的检 测量 p v h高于上传感器 限定值 s v h时 ， 认为出现精矿 溢 出， 需要控制量 m u 加到最大 ， 电机满速排铁精矿。 当下传感器检测量p v l 低于下传感器限定值 s z 时， 需要控制量 m u减 到最小 ，电机停止 ， 排铁 精矿停 止。可用如下表达式表示 m u ⋯ m U ma x 当上下 2个传感器 的检测量在规定范 围之内 、 检测量符合一定的床层分布条件时， 其控制量的表 达式如下。 m 1 0 0 __ ； i __ 维普资讯 宣乐信等 选矿厂选别作业 自动控制的进展 2 0 0 8年第 1期 当误差量较小， 而上下 2个传感器非线性较强 时， 采用 P I D控制， ， P I D位置式算式为 ， 1、 U k U 七一 1 一 f 1 E k 、 1 ， 12 T ,t E k一1 一 E k一2 ， 式中， U 为本周期控制量 ； U k一1 为上周期控 制量 ； E k 为本周期偏差量 ； E k一1 为上周期偏 差量 ； E 七一2 为上周期偏差量 ； K v为 P I D比例系 数； T i 为积分时间常数； T , t 为微分时间常数。 1 ． 3 立环脉动高梯度磁选机作业 自动控制 为了提高选矿效率 ， 解决磁介质堵塞等技术难 题 ， 赣州有色冶金研究所将磁力和脉动流体力或机 械振动力有机地结合起来 ， 研制出新一代 的高梯度 磁选设备S n型立环脉 动高梯度磁选 机。高 梯度磁选的基本原理是利用软磁材料制成 的丝状介 质 ， 在磁场 中产生高梯度强磁力 ， 捕收细粒弱磁性矿 物 ， 其特点是对微细弱磁性矿物有很强的捕收能力 。 它主要由脉动机构 、 激磁系统 、 铁轭 、 转环和 电控系 统组成。 本控制系统主要 由 S 72 0 0 P L C主机 、 模拟量 输入／输出模块 、 T P 1 7 0 B触摸 屏 、 可控硅整流 装置 包括三相半控整流 电路和触发器 、 温度变送 器 、 电流变送器 、 电压变送 器等组成。系统 的硬件结构 框 图如图 2所示。 三 相 半控 整流 电路 CP 【 _ { E M2 3 1 I EM2 3 5 f EM2 7 7 2 2 6 I 数字量I 模拟量I 通信 I I ／ O I 1 ／ O I模块 直流 变流 器 励磁 线圈 温度 ll 电流 ll电压 送器lI变送器“ 变送 图 2系统硬件结构 根据 S L o n磁选机的工作原理 ， 为了保障设备高 效稳定地工作 ， 控制系统应具备 以下 主要功能 1 产生稳定 的直流励磁电流。 2 为了使 系统 正常安全 工作 ， 必须 确保转环 电机、 脉动电机及励磁机构按一定的顺序起动 和停 机 ， 因此必须采用相应 的互锁技术 。 3 可控硅元件保护。 4 故障判断与报警处理。当磁选机系统某一 部分出现故障， 如缺相 、 超温、 短路、 过流 、 欠磁 、 缺水 时 ， 能 自动安全地关 闭系统 ， 停止磁选机工作 ， 并进 行故障报警。 5 具备与上位机通信 的能力 ， 以便将磁选机 纳入整个企业的过程 自动控制系统 。 1 ． 4 磁选柱作业 自动控制 为 了解决常规磁选产品的磁性和非磁性夹杂 ， 采用经济而高效 的选矿手段获得高品位磁铁矿精矿 或超纯铁精矿 ， 一直是选矿工作者 的努力方 向。为 此 ， 鞍 山科技大学高效 分选设备研发 中心研制 了一 种高效磁选设备 磁选柱。该设备采用特殊 的 电源供电方式 ， 在磁选空间内产生特殊 的磁场变换 机制 ， 对磁选矿浆进行反复多次 的磁聚合 一分散 一 磁聚合作用 ， 能充分分出常规磁选设备生产的产品 中夹杂的中、 贫连生体及单体脉石， 因而采用该设备 可以精选磁选过程的中矿及低 品位磁选精矿， 生产 出高品位精矿甚至超纯铁精矿 。 为 了提升选矿工艺技术 ， 提高 自动控制水平 ， 北 京 昌晖 自动化系统有限公司针对磁选柱 、 精选机一 类的磁选设备 ， 研制 出一种基于浓度检测 的磁选设 备通用控制器_ 4 J 。该控制器的特点是 1 引进美 国先进 的射频导纳技术 ， 设计专用 的矿浆浓度计 。射频导纳技 术是一种新 型测量方 法 ， 它能根据待测介质复数阻抗的变化， 准确稳定地 测量出矿浆中含铁量的变化 ， 不受温度 、 压力 、 湿度 、 材料密度等变化的影响， 在恶劣的现场条件下 ， 也能 可靠工作 。浓度计分别安装在选矿筒底部和上部溢 流 液面下 5 0 mm处 。 2 控制器以智能 P I D自寻优优化控制算法， 及二次优化的经验公式为核心， 进行控制算法设计。 控制软件可根据浓度设定值 的要求及在线检测浓度 值的变化情况 ， 适时 、 适量地 自动调节各组控制线圈 磁场的强度及 脉动频率 ， 调节底 阀开度 、 入 口阀开 度 、 进水阀开度 、 不需要 人工参 与， 使整个 系统在首 先保证 出口精矿品位 、 控制好尾矿溢流浓度 的前提 下 ， 尽量提高选矿处理能力。合理利用上升水流， 既 可大幅度减少用水量 ， 又能有效控制跑黑现象 的出 现 。 2 浮选作业 自动控制 浮选过程是有用矿物成分的选别和富集过程 ， 浮选槽的矿浆在搅拌充气 和浮选药剂的作用下 ， 有 用金属成分被活化吸附后 ， 带到泡沫层中， 经刮出就 成了精矿 ， 相反 ， 矿浆中的脉石和其它成分经药剂作 9 一 触 环动 机 电圈 转脉 风 继 线 L、、、 启钮 一 环动 机磁按 上 转脉风励停 -，r ●●___ __●●● ●●●●● _f_- _●●●● ●-l X、 7I 1 维普资讯 总第 3 7 9期 金 属 矿 山 2 0 0 8年第 1 期 用下沉为尾矿。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 p H值 、 浮选药剂量 、 浮选 槽液位、 浮选槽的充气量等 。 2 ． 1 浮选液位控制 在浮选 中， 对浮选槽液位和气泡厚度检测非常 重要 ， 对浮选槽的液位和充气量进行控制也一直是 个难题 ， 控制效果的好坏 直接影响到浮选指 标的优 劣。据报导 ， 近年来在浮选槽检测矿浆液位 时采用 浮子式液位 变送器 如芬 兰奥 托昆普 公 司生产 的 L M U一2 0 0矿浆液位变送器及 国内生产 的类似矿浆 液位变送器等 的较多 ， 采 用超声波测量浮球位 移 的浮选槽液位计在南非、 加拿大、 美 国等已被应用 ， 国内在铜陵冬瓜山选厂也有应用。廖芊 等在金 川有色金属公司新投入使用的 6 0 0 0 t ／ d磨浮系统 中， 对新型 B G R I MM系列充气式 自吸浆浮选机 的液 位控制系统进行建模 ， 并用仿 真方法对该型号浮选 机的液位控制进行 了多方案的研究 ， 包括线性 P I D 控制 、 模糊 P I D控制及其对不 同特性阀门的适用性 等。结果表明， 由于系统存在非线性环节且控制受 限 ， 单纯采用线性 P I D控制不能 同时将 超调量 和响 应时间调节到理想状态 ， 而应用模糊规则在线 调整 P I D参数， 实现非线性 P I D控制， 使系统的动态性能 得到了明显提高 ， 而且模糊 P I D控制能使不同特性 的阀门均获得 良好的控制效果。 2 ． 2 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。泡沫层过厚将 降 低回收率， 泡沫层过薄会导致精矿品位低。由于矿 浆在柱体 内停留的时间短， 矿化速度快 。因此 ， 稳定 浮选柱的工作状况， 对保证浮选效果尤为重要， 这就 要求必须有相应的 自动化设施实时监控。 从浮选柱浮选效果而言 ， 浮选柱控制 主要包括 3方面的内容 矿浆人料流量控制、 浮选柱矿浆液位 控制以及偏流控制 ， 其关键是控制浮选柱矿浆的液 位 。在稳定控制 的基础上 ， 根据各分选过程的不 同， 随时调控各可调变量 ， 使浮选柱工作在最佳状态下 ， 尽可能地节约能耗和药耗 ， 使浮选柱的分选效果最 佳。浮选柱在运行过程 中， 需要加入捕收剂和起 泡 剂等药剂。由于药剂在浮选过程 中的作用机理非常 复杂 ， 不同条件下 ， 同一种药剂的作用机理也不尽相 ．1 0 ． 同。从控制的角度从发 ， 药剂添加后的现象是相 同 的， 即浮选产 品的质量 与药剂 的添加量有关 系， 因 此， 可以采用在线品位分析仪检测产品质量 主要 是品位 的变化来控制药剂的添加量。 2 ． 3 浮选加药控制 在有色金属浮选选矿过程中， 给药控制是其中 的一个重要环节 ， 它直接影 响选矿 的效益和选矿 的 经济技术指标。马鞍 山矿 山研究 院研制的 S MC J一 1 6型程控加药机可被广泛应用于矿 山如黑色、 有色 浮选厂 、 化工 、 水处 理、 煤炭系统选煤厂等生产过程 控制 中各种药液 的添加场所。它在稳定工艺 流程 、 降低药耗、 提高生产指标、 加强科学管理等方面具有 更加显著的作用 ， 并为实现浮选过程 自动控制创造 了有利条件 。加药系统 由加药控制柜 、 可编程序控 制器 P L C、 人机对话单元 HM I 触摸屏 、 计 算机工 作站 、 给药电磁阀等 5部分组成 ， 见 图 3 。 其主要技术性能 1 输入 电压 和消耗功率 。A C 2 2 0 V1 0 ％／ 5 0 ～ 6 0 Hz ／1 k W 。 2 工作温度。 一1 O～6 O ℃。 3 环境湿度。5 ％ ～ 9 5 ％ 不结露 。 4 加药点数。8 ／ 1 6 ／ 2 4 ／ 3 2点 。 5 加 药范围和控制误差 。5～3 0 0 m L ／ mi n 3 ％ ； 3 0 0 ～2 5 0 0 0 mL／ mi n 2％ 。 6 加药种类。硫化 钠、 丁黄药 、 硫酸锌 、 亚硫 酸钠、 硫酸铜等经过粗略过滤的液体药剂。 l 打印机 P L C [ C O M l 】 一l 4 r m 汉 字触 摸屏 电 磁 阀 l P 4 研 华 工 控 机 F- P L C [C O M 2 】 f D C S 卜⋯ 一 进 口 固 态 继 电 器 P L C 输出 模 块 给药开关 、药箱 P I 。c 输 入模块 I 液面高位、低位 指示灯、 开关量信号 故障报警器 图3系统示意 2 ． 4 石灰乳 自动添加装置 有色金属选矿厂浮选 调整剂石灰乳 自动添加 ， 长期以来一直是 困扰选矿厂浮选作业的主要 问题之 一 。究其原因 ， 主要是①含杂的石灰乳对输送设备 ， 特别是对调节石灰乳用量的各类 阀门产生很大的磨 损， 还容易造成阀门结垢 、 堵塞 、 腐蚀。从而使石灰 乳添加量不稳定； ②人工调整闸门， 操作无法定量， 往往 “ 宁多勿少” ， 造 成用量浪费 ； ③ 特别是在人选 矿量和矿石性质变化时 ， 人工无法及时跟随调整 ， 而 对选别指标产生较大影响 ， 产生经济损失 。鉴于选 维普资讯 宣乐信等l 选矿厂选别作业 自动控制 的进展 2 0 0 8年第 1期 矿厂对石灰乳 自动添加 的需要 ， 马鞍 山矿 山研究院 研制出石灰乳 自动控制添加系统 装置 ， 较好地解 决了长期以来困扰选矿厂生产的难题。 其主要技 术参数 ① 供 电 电源。交 流 2 2 0 V、 1 0 0 W。②供气气源 。0 ． 3～ 0 ． 5 M P a 。③石灰- L T J II 药范围。0～1 0 0 0 0 m L ／ M每点。④加石灰乳点数。 控制器 1 6点， 加药机 8 路。⑤气阀转换控制箱。8 路， 高 X 宽 X 厚为4 0 0 m m X 4 0 0 m m X 2 0 0 m m。⑥8 路程控石 灰乳添加装置外 形尺寸。直径 X高 为 1 0 0 0 mm X1 0 0 0 m m， 质量 5 0 0 k g 。⑦程控石灰- L T J II 药机控制箱外形尺寸。高 X 宽 X 厚为 1 0 0 0 m m X 8 0 0 m m X 3 0 0 mm。8路程控石 灰乳添加装置外貌 见图 4 图 4 8路程控石灰乳添加装 置外貌 本系统基于选矿工艺 的特殊要求 ， 设 计上采用 两种控制策略 ， 一种是 闭环控制 ， 既根据工 艺对 p H 值的要求 ， 自动或人工设定 p H值 ， P L C将设定值与 p H计测量值 比较运算 ， 并 由 P L C转化 为在一定周 期 内的开关量次数输出 ， 达到控制执行阀 ， 调整石灰 乳 的目的； 另一种是开环控制 ， 即石灰乳用量由人工 在智能操作面板 触摸屏 设定 ， 经 P L C运算转化为 在一定周期内的开关量次数输出， 达到控制执行阀， 调整石灰乳 ， 控制 p H值的目的。 2 ． 5 在线品位分析仪 选矿产品的质量与选矿生产工艺流程 中的三大 参数粒度 、 浓度 、 品位有 直接关 系。在线 x荧 光品位分析仪被人们誉为选矿厂的“ 眼睛” ， 它可 以 实时连续地 同时测量出矿浆 品位 和浓度这两个 参 数 。根据品位的测量结果调节浮选槽液位 、 药剂添 加量， 就可以在保证产品质量合格的前提下， 提高矿 石处理量 、 金属 回收率和产品合格率 ， 对提高选矿厂 技术经济指标和选矿厂 自动化水平 、 减轻工人 劳动 强度具有重要 意义。近几年来能量 色散 x射线荧 光分析仪器的发展很快 ， 生产厂家也 比较 多。我国 的主要生产厂 家有安徽 中钢集 团马鞍山矿 山研 究 院、 四川先达核测控设备有 限公司等。它们在有色 黑色 选矿、 冶炼等领域发挥 了重要作用。 马鞍山矿山研究 院在推广 应用近百 台 x荧光 在线品位分析仪的基础上 ， 采用能量色散技术 ， 使用 放射线同位素 、 正 比计数管 、 先进的多道能谱分析技 术和标准样品的 自校正装置开发研制成功新一代产 品wD P F微机多道多探头在线品位分析仪。它 主要 由引流取样装置 、 同位素源 、 正 比探测器、 电子 谱仪 、 多道分析仪 、 标样 自校正装置 、 工业控制机等 组成 。 本仪器 的主要特点是 ①用多道分析仪代替 以 往硬件的单道分析器 ， 能谱的信息量一下从 3～ 4个 增至5 1 2 ， 结合先进的谱分析软件， 极大地提高了各 探测点矿浆元素的准确性 ； ② 每个测点 的各个探头 都装了一套标准样品的 自校 正装置 ， 由主计算机通 讯控制 ， 可根据各检测点的差异随机设定 自校正的 周期间隔及其标准样 品的采样 时间， 从而 自动修正 各检测点的含量计算模 型； ③每个探 头是一个独立 的实体 ， 全密封安装在金属壳体内， 从而适应环境相 对恶劣 的工业现场 ； ④本系统可实现一机多探头， 多 元素的在线检测 ， 目前最大扩展能力达 8个检测点 ， 每个测量探头能 同时分析 3～4种元 素 含一路矿 浆浓度 ； ⑤分析 准确度 相对标准误差 。原矿类 2 ％ ～ 8 ％ ； 精 矿 类 0 ． 6 ％ ～ 5 ％； 尾 矿 类 5 ％ ～ 1 5 ％。 目前能在线分析矿浆中的元 素有铁 、 铜 、 铅 、 锌、 钙 、 钼 、 锰等 。 该仪器系统已经在浙江平水铜 矿、 建德铜矿 、 安 庆铜矿、 南京栖霞山铅锌矿等矿山推广应用。马鞍山 矿山研究院研制的 WD P F在线 品位分析仪系统较之 于芬兰奥 C o u r i e r 一 3 0有如下特点 ①取样采用 自吸 分布式装置 ， 除掉了复杂的以泵为动力的集中式长距 离管路输送装备 ， 安装灵活 ， 维护费用低 ； ②各测量点 的试样实时连续测量分析 、 代表性强， 克服了 C o u r i e r 一 3 0仪器只能循环分时测定 ， 一旦测点多时， 其分时 间隔过长 ， 缺乏实时性 的不足 ； ③1台仪器能 同时测 量 8 个样流 ， 在多点测定 中大大降低 了仪器造价 ， 测 量点数可根据用户需求灵活配置 ， 能满足不同规模 的 用户需求 ； ④ 国内首创的 自校正装置 、 多道分析软件 ， 有效地提高了仪器的稳定性和分析精度； ⑤仪器售价 在相同测量点数 的情况下 ， 仅为 C o u r i e r 一3 0价格 的 1 ／ 3左右 。 3结论 1 先进 自动化技术与新型选矿工艺和高效节 下转第 1 8页 l 1 维普资讯 总第 3 7 9期 金 畿 砖 2 0 0 8年第 1 期 5结论 地表沉 陷是一个 复杂 的工程力学问题 ， 其涉及 因素多 、 研究对象复杂且难 以直接接触等特点决定 了地表沉陷预计的复杂性。基于随机颗粒介质理论 的概率积分法是进行地表沉陷预计的主要 方法， 但 其本身基本假设的缺陷决定其与实际情况有较大出 入 。因此 ， 进一步完善概率积分法模型 ， 建立合理的 参数选取和反演体系， 对提高我 国的沉陷预计精度 ， 指导生产实践具有较高的理论和实际意义。 参考文献 [ 1 ] 何国清， 杨伦， 凌赓娣， 等． 矿山开采学[ M] ． 徐州 中国矿业 大学出版社 ， 1 9 9 1 ． [ 2 ] 吴侃 ， 葛家新 ， 王铃 丁 ， 等． 开 采沉 陷预计一 体化方 法 [ M] ． 徐州 中国矿业 大学出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 3 ] 郭增长 ， 王金庄 ， 戴华 阳． 极不充 分开 采地表移 动与 变形 预计 方法 [ J ] ． 矿山测量 ， 2 0 0 0 3 3 5 - 3 7 ． 4 ] 戴华 阳， 王金 庄． 非充 分开 采地 表移动 预计 模 型 [ J ] ． 煤炭 学 报 ， 2 0 0 3， 2 8 6 5 8 3 -5 8 7 ． [ 5 ] 郭增长 ， 卢小平． 地表移动和变形的增 量计算方法 [ J ] ． 矿山测 量 ， 2 0 0 3 3 1 2 ． 1 4 ． [ 6 ] 戴仔 强 ， 郭 广 礼 ， 王卷 乐． 极小 工 作 面预 计参 数 问题 的 探讨 [ J ] 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成本 、 环 保 、 效率等方面的局限 ， 一些新型的选矿工艺和选矿 设备正在逐步改进或替代原有的生产方式 。这些新 技术 中的一个共 同点就是要求有较 高的 自动化程 度 ， 以确保达到较高的选矿指标 ， 如电化学控制浮选 技术要求连续检测矿浆 中多种 电位 的变化 ， 并通过 数学模型 ， 以算机控制 的方式不 断调整浮选药剂 的 用量 ， 确保矿浆处于最佳的浮选状态； 陶瓷过滤机要 求全套 的 P L C装置实现设备 的操作控制 ； 新 型的浮 选设备如浮选柱、 特大 型浮选机等都对矿浆液 面等 工艺参数有很高的控制要求。这些工艺和设备对 自 动控制的要求． 使过程控制技术 日益成为选矿生产 中不可或缺的手段之一。从长远看 ， 过程控制与工 艺设备更密切 结合是选矿工艺本 身 的发展方 向之 0 2 基础装备数字 化、 生产过 程 自动化是建设 “ 数字化矿山” 必要的基础条件。随着计算机技术 、 网络技术和 自动化技术 的发展 ， 矿 山行业信息化应 向综合化 、 智能化和多功能化方 向发展 。从行业实 际出发 ， 需要把以基础装备数字化 、 生产过程 自动化 1 8 为基础 的“ 数字矿 山” 作为行业信息化 的 目标和方 向。制定符合适应建设信息化社会要求的矿山行业 信息化的完整解决方案 ， 包括矿 山数字化仪器仪表 的研制和应用、 选矿工艺设备的机电一体化与智能 化 、 生产过程实时调度 、 安全生产监控等 ， 逐步实现 企业 内各职能、 各环节 、 各系统之间的信息流互联互 通 ， 有效解决“ 信息孤岛” 问题 ， 以加快我 国“ 数字矿 山” 建设 的步伐。 参考文献 毛卫东 ， 段其福 ， 张宪 华． 磁力脱 水 自动控制 技术 在歪头 山铁 矿的应用 [ J ] ． 金属矿 山 ， 2 0 0 2 5 6 2 - 6 3 ． 王建 民， 郝成． 新型磁聚机智能控制器开发与应 用[ J ] ． 金属 矿 山， 2 o o 5 7 5 3 - 5 4 ． 周克 良 ， 杨丽芝 ， 程铁 栋． S L o n磁选 机 自动控 制系统 的设计与 实现 [ J ] ． 金属矿山 ， 2 0 0 6 8 5 5 - 5 7 ． 张 善 明 ， 蔡 志 浩． 基 于浓 度 检 测磁 选 控 制器 的研 制 及 应 用 [ c] ／ ／ 金属矿 山杂志社 ． 2 0 0 6年 全 国金属 矿节约 资源及高 效 选矿加工利用学术研讨 与技术 成果 交流会论 文集 ．马 鞍 山 金属矿 山杂志社 ， 2 0 0 6 4 6 9 - 4 7 2 ． 廖芊 ， 徐文立 ， 楚 云飞． 自吸浆式 浮选机 液位控 制算法 研究 [ J ] ． 金属矿山 ， 2 0 0