矿浆选矿自控技术的未来发展(全文)

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摘要：随着自动化控制技术在工业生产中应用领域和范围的不断扩大，其在矿浆选矿中的应用也得到越来越多人的关注，而选矿环境影响因素的复杂和过程控制的繁杂也使得自动化控制技术显现出较大的优势。本文在简单介绍选矿自控技术发展历程的基础上，就目前实际应用中较为先进的矿浆选矿自控技术进行了分析，并就其未来发展方向做了讨论。

关键词：矿浆；选矿；自控技术；发展方向

中图分类号： TD9289 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

1 引言

自动控制技术在选矿流程中的应用不仅有利于优化生产工艺、节约人力和机械成本，同时还可以有效避免因为人为失误、重复操作或者处理能力低下导致的产品质量低和能源浪费现象。此外行业生产的自动化程度已经逐渐成为衡量企业竞争力，人才技术水平和管理先进性的重要因素，下面就矿浆选矿自控技术的发展过程进行简单的介绍。

2 选矿自控技术的发展过程

选矿技术自控技术在世界范围内的发展离不开控制技术的进步的发展，其最初的应用起源于上世纪的四十年代，但是由于不同类型矿物生产的选矿流程和影响因素有较大的差异性，在实际的应用过程中很难做到普遍适用，所以最初的发展也较为缓慢。在此之后的十年间人们加强了对于控制变量的研究，基本可以做到几种变量的关联处理，而自动化模拟仪表的研制与推出也给自动控制技术带来了较大的进步。随着模拟控制仪表自身稳定性和精度的提升使得选矿对自动化控制应用的信心增强，在六十年代以后类似于矿浆PH检测计、矿浆浓度计和温度传感器等自动检测仪表开始大范围的使用，到了七十年代更是提出了突破性的矿浆粒度和金属含量检测等一系列的在线检测仪与X 荧光分析仪等。计算机应用的普及更是将选矿自动控制推进到集中化、智能化和微处理阶段，目前的选矿自控技术已经可以实现不同环节的针对性控制，关键流程的智能监测和网络技术的远程控制等。

3 矿浆选矿自控关键技术

3.1 矿浆液位的自动控制

浮选是选矿的重要过程组成，其中矿浆的液位控制不仅直接关系到产品的最终质量，同时还是影响回收率的关键因素，在实际的选矿操作中很容易因流量波动或性质变化发生改变，当矿浆液位过低或过高时其精矿产品也会随之减少或增多，同时也带动着产品回收率或质量的下降，所以需要对其进行实时自动控制以保持矿浆和产品的稳定性。目前较为常见的矿浆液位测量传感器为浮子式液位变送器和浮选槽液位计等，其中浮子式液位变送器的工作原理是浮在矿浆中浮子随着液位的变化通过连杆带动液位变送器中角位移传感器的输出信号变化，并将变化传导至控制器，控制器在与设定值进行对比之后通过气动执行机构、智能调节器和就地控制操作盘对浮选液位进行自动调节。

3.2 矿浆PH值的自动控制

矿浆PH值不仅可以直接影响矿物的可浮性，同时还是决定尾矿回收率的关键，在实际的调节中既要根据产品的不同选取适宜的PH值，又要形成能够自动进行酸性或碱性剂添加的控制系统。目前较为常见的PH值检测装置为玻璃电极和参比电极，由于后者不适用于高温环境，所以通常选用前者，在实际的应用中分别在浮选机与矿浆搅拌桶内放入电极，并通过PH值发送器将检测到的数值传递到反馈发送器。最终与主机中设定好的数值进行对比后，发送精确的酸碱溶液添加指令，并通过调节阀门开度来达到添加量的控制。

3.3 矿浆流量的自动控制

在进行选矿的过程中矿浆流量是影响工序操作和指标测量的重要因素，在实际的生产过程中应该尽量保持流量的稳定性，目前实际应用中较为常见的测量装置为电磁流量计，其工作原理是应用了法拉第的电磁感应定律。其不仅能够很好的适应矿浆中药剂或矿砂的侵蚀，同时还具备较好的精度和使用寿命，此外转换器是将电磁信号转换为控制信号的关键。

3.4 矿浆浓度的自动控制

矿浆浓度时影响浮选机生产能力和水电消耗的关键变量，将其控制调节在合理的范围内不仅能够提高企业的生产效率，同时还可以降低对能源的消耗。一般来说矿浆浓度与具体的浮选条件和生产的产品粒度有很大关系，目前应用较为广泛的浓度测量计包括光电式浓度计、超声波浓度计和射线浓度计等，其中射线与超声波浓度计存在一定的安全隐患和计量误差，所以在实际应用中想要取得精确的浓度数值通常选择光电式浓度计。

4 矿浆选矿自控技术未来的发展方向

4.1 选矿的全面数字化

这里所说的选矿全面数字化是指无论是自动控制系统的终端仪器仪表，还是进行数据处理与操作调节的主机，在未来的发展中均应该实现全面的智能化、精确性、灵敏度、稳定性和虚拟化性能提升。其中对于终端数据传感器而言目前存在的主要问题便是对于变量的控制和数据传输还停留在单变量与单方向阶段，为灵敏度较高的仪表一般还需要依赖国外进口，在未来的发展中应该重点突破多变量和多方向的全面总线控制仪表研发。此外对于进行数据集中处理和全面控制调节作用的主机，其未来发展应该向着能够适应严苛恶劣的使用环境和全面实现虚拟化等，其中虚拟化技术的提出不仅可以帮助企业节约大量不必要的经费投入，又能对过程控制中可能出现的问题和需要重点控制的变量进行提前的掌握。

4.2 控制理论的更新与优化

如果终端控制仪表和主机是组成控制系统的躯干，那么控制理论便是决定自动控制系统先进性的灵魂，随着矿浆选矿过程的不断复杂化以及生产产品种类的多样化，现有的控制理论已经不能满足多变量、大时滞、非线性以及耦合的控制要求。目前较为先进的控制理论包括神经元网络的人工智能控制、专家实时在线指导系统、模糊控制理论等，其中神经元网络模式的智能控制步进可以实现变量的前馈和结果预测。专家系统的建立实现了控制技术和理论的同步更新，在出现问题时还可以进行及时的反馈和专家指导。此外模糊控制理论的应用使得选矿自控技术更加具备广适性和可变性，当企业需要对控制变量或工艺流程进行调节时无需对控制系统进行替换，而是简单的进行优化和升级即可，方便快捷。

4.3 使用和维护技术的完善

随着自控技术应用范围的不断增加，高水平的使用和维护队伍不仅可以保证系统长期稳定运行的安全性，同时还可以在实践工作中将遇到的问题进行及时的反馈，帮助设计人员和进行系统的完善和技术的创新等。对于使用和维护技术的完善应该包括标准化服务体系的建立、监控系统的稳定运行和高素质维护队伍的培养与建立等。

5 结语

通过上文对矿浆选矿自控技术发展过程的简单介绍，不仅加深了对于推广和应用该技术重要性的了解，同时也更加深刻的认识到想要从整体上完善和推进我国选矿行业的自动化程度，还需要从数字技术、控制理论和使用维护等多方面进行努力。虽然目前我国的矿浆选矿自控技术还处在初步发展成熟的阶段，但是随着成功经验的不断积累以及专业技术人员的持续成长，一定能够使该技术得到进一步的提高。

参考文献：

[1]杨琳琳、唐秀英、宁旺云.选矿自动化发展现状及趋势[J].现代矿业，2012，（4）：116-118.

[2]周俊武、徐宁.选矿自动化新进展[J].有色金属：选矿部分，2011，（B10）：47-54.

矿浆选矿自控技术的未来发展

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