王攀志
山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 山东 莱州 261441
摘要：选矿是矿产资源开发利用的主要工业流程，是由碎磨、浮选、浓缩、脱水工艺组成的连续生产过程。选矿生产成本和经济效益是矿产资源产业经济的主要组成部分。我国近几年不断发展的自动化选矿技术，对选矿过程中的影响因素进行综合性的考虑，随着矿石性质的改变，对各种变量进行及时的控制，提高了选矿的质量。基于此，本文主要对选矿自动化新进展进行分析探讨。
关键词：选矿自动化；新进展
1、前言
当前，无论是在国内还是国外，选矿自动化技术的研究和应用都得到了政府、企业的大力支持，因此发展迅速。选矿自动化生产主要包含以下几个方面：浮选、磨矿和破碎等，通过使用计算机网络对生产管理和调度进行自动化管理，使生产过程达到最优状态，提高了回收率、精矿品位和产量，最终实现减少消耗和提高质量的目的。
2、选矿过程控制技术新进展
选矿工业在近5年来发生了巨大的变化，主要体现在生产规模和设备大型化、自动化上，因此选矿过程控制技术和控制目标也随之发生了变化。选矿过程控制可以分为工艺单回路控制、设备单元控制、工序优化控制三个层次。
2.1碎矿过程控制
美卓和山达维克的圆锥破碎机是碎矿工艺应用最多的设备，这类设备的主要控制手段是在破碎机功率额定的情况下，保证给料斗料位恒定，从而达到挤满给料的目标，使得破碎机发挥最大效能。碎矿优化控制的重点：一是优化粗、中、细碎的负荷配置；二是优化碎矿与磨矿之间的负荷配置，及碎矿应尽可能提供最佳入磨粒度分布的矿石产品。
美国SPLITENGEINEERING公司在PIT-to-Plant项目中将Split Online Rock Fragmentation Anaysis system系统应用到Marila Gold Mine的SABC工艺当中，图1是该系统的矿石粒度图像探头的布置图和控制原理图。该系统的应用使得处理量从原来的365t/h提高到了400t/h。我国目前在碎矿过程控制方面主要以连锁控制为主，关键是在于设备的电气控制系统是否留有相应的接口。由于设备自动化程度的提高和过程仪表的普遍使用，连锁控制逻辑可以更加精细和可靠，甚至带有一定的智能化。
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MantaCube控制技术可以有效克服给矿量扰动、矿石形态变化、闭路碎矿缓冲能力饱和、顽石破碎回路间歇操作等问题带来的干扰，保证磨矿过程稳定和达到最大处理能力。
我国在磨矿过程控制方面上停留在恒定给矿、比例给水控制的阶段，但是工艺技术人员对磨机负荷优化控制更为关注。ABC、AB等新型磨矿工艺的普遍应用，让半自磨机成为控制核心，例如基于给矿粒度变化的加球量控制，磨机充填率的优化控制等。在前面已经提到了我国在半自磨机/球磨机负荷监测方面的新进展。目前通过工业试验已经证明该振动信号检测技术可以帮助挖掘磨机工作潜能，达到稳定磨机负荷、提高处理量的目的，但是距离稳定的、商业化的控制软件产品还有一段距离。
2.3浮选过程控制
浮选过程的液位、充气量、药剂添加、矿浆酸碱度等单回路工艺参数控制，基本得到了实现。浮选过程控制的难点是频繁变化的矿石性质和生产严格的精矿质量要求、最佳回收率要求之间存在的矛盾，药剂添加量、泡沫层厚度和充气量是浮选过程的三个重要控制参数。
2008—2009年间瑞典Garpenberg锌选矿厂应用了ABB公司的专家优化系统实现整个浮选回路的优化控制，该专家系统是基于模型预估控制原理设计的，用来帮助稳定选矿流程，并使得锌回收率达到最大。
南非MINTEK公司开发了FloatStar优化模块，带给浮选的经济效益主要体现在：1）快速液位控制和抗干扰能力使得流程稳定，开停车时间短；2）将回收率与浮选时间、液位、充气量、加药等操作建立优化控制回路；3）稳定精矿品位，回收率至少可以提高1%以上。
Outokumpu一直致力于提供可以涵盖所有浮选过程的控制解决方案，首先是利用Outotec的先进控制软件包ACT优化各个控制回路的设定值，达到流程稳定控制的目的；然后利用EXACT-Level工具实现整个浮选流程液位对干扰的同步、超前补偿，从而使得整个流程的稳定性达到最佳，这是达到最佳浮选生产指标的最重要的保证；最后依靠FrothMasterTM检测的浮选泡沫属性，如泡沫的破裂情况、泡沫移动速度等，然后结合Courier系列品位在线分析数据，按照一种全新的品位/回收率优化算法实现浮选的优化控制。从Outokumpu浮选优化控制的整体架构中看，浮选液位稳定是优化控制的主要执行机构，因而十分关键。
我国开展浮选过程控制技术研究起步较早，但是发展缓慢，和浮选过程在线分析检测技术落后不无关系。2009年，北京矿冶研究总院、清华大学
共同研究，设计了一款基于前馈控制的串联浮洗槽液位PID参数整定方法，一定程度上解决了浮选多个作业协调抑制干扰的目的。该项技术首先在满洲里乌奴格吐山160m3浮选机流程进行了工业应用，协同控制下整个流程的液位稳定性要优良得多。该项技术之后被推广到了江西德兴铜矿的大山选矿厂200m3浮选机流程和泗洲130m3浮选机流程上应用，取得了较好的控制效果，也暴露了一些问题，主要是浮选液位与磨矿负荷、浮选中间循环负荷、充气量、加药量等参数的协同问题。这与国外以浮选液位控制为核心进行浮选过程优化控制的技术路线是不谋而合的。
2.4浓缩过程控制
大型高效浓密机的应用使浓密机的稳定控制和优化控制变得异常重要起来。南非MINTEK公司的LeachStar软件中包含了对浓密机优化控制模块，该模块旨在减小絮凝剂的消耗，改善浓密机溢流水的澄清状况，通过减少泥床下滑或高扭矩出现的几率来稳定浓密机生产，通过稳定底流流量和浓度来改善下游工序的表现等。
澳大利亚AMIRA的P996（AdvancedInstrumentationandControlStrategiesforOptimisingThickeners）开始于2009年，主要目标是开发新的仪器和控制策略来优化矿山行业的浓密机操作。芬兰OutoTec公司提供SUPAFLO高效浓密机控制技术来实现浓缩过程的控制，其建立在两个基本简单的控制回路上：絮凝控制是通过调节絮凝剂泵速来实现稳定的絮凝剂用量（g/t）。泥层高度作为反馈信号来控制絮凝剂用量（g/t）设定点；总固体量是通过调节底流泵速来获得稳定的泥层质量。2008年，东北大学进行了浓密机生产过程综合自动化系统的研究，将建模与控制相结合，提出了由基于智能推理技术的浓度智能设定层和底流浓度控制层组成的浓密机生产过程底流矿浆浓度智能优化控制策略。
2009—2010年北京矿冶研究总院在德兴铜矿精尾厂30m浓密机上，根据物料平衡和沉降试验数据，建立浓密机负荷预测模型和优化控制模型，对絮凝剂添加量和底流排矿速度给出最优操作值，保证浓密机最佳储泥量和稳定生产状态。该技术将底流浓度从原来的10%左右提高将近一倍，处理能力提高了将近50%。
3、结语
随着国内外选矿工业的发展，选矿自动化必将成为推动选矿工业发展和变革的关键生产力要素。而且随着企业和行业的变革，选矿自动化将会向着智能化、信息化的方向发展下去，多专业交叉和融合是必然的发展趋势。
参考文献
[1]李振兴等.选矿过程自动检测与自动化综述.云南冶金,2008(6):20～24．
[2]周俊武等.选矿自动化新进展.有色金属(选矿部分),2O11增刊1:47～63