自动控制系统在包头鑫达选矿过程中的成功应用

1、自动控制系统在包头鑫达选矿过程中的成功应用摘要：本文详细介绍金属选矿厂破碎、磨矿分级及浓浸流程自动化控制系统在生产中应用。控制系统采用模糊控制理论，取得了较好的控制效果：稳定了工艺流程，提高了生产效率，降低生产故障率，减少了工人的劳动强度，取得了显著效果，为矿山选厂自动化提供经验和借鉴。关键词：黄金；选矿；自动控制；模糊控制1、 引言：随着企业管理要求的不断提高，以及计算机技术和信息技术的高速发展，自动化技术越来越受到各级领导的重视。企业信息化是当今企业现代化的一个重要标志，直接影响企业竞争能力。同时，企业信息化正朝着过程控制与生产管理一体化的方向发展，形成了企业综合自动化的新模式。这种新型模

2、式的自动化管理信息系统正在得到广泛应用。本文以内蒙古鑫达黄金矿业有限公司选矿过程作为背景，详细介绍了模糊控制理论在选矿过程中的应用。2、 项目介绍内蒙古鑫达黄金矿业有限责任公司是一大型黄金采选联合企业，位于内蒙古包头市九原区阿嘎如泰苏木境内110国道759公里处。矿区东距包头市34km，距包兰线和平村车站8.5km，有公路相通，交通十分便利。矿区用水、用电、物资供应方便，外部建设条件十分优越。1992年建成投产，生产规模为300t/d，经过多次工程扩建，本次改造前生产规模为2000t/d，本次技改工程新增生产能力2500t/d，改造后矿山总的生产能力达到了4500t/d。本次改造项目主要包括破

3、碎车间、磨矿车间、浓缩浸吸车间等。其中破碎采用三段一闭路工艺流程。矿石由1#、2#皮带转运到选厂原矿仓，原矿仓内的矿石经重型板式给矿机给入C110颚式破碎机粗碎，产品经3胶带输送机给入HP400圆锥破碎机中碎，其产品经4胶带输送机给入2DYK3073圆振筛，筛上产品经5胶带输送机给入HP500圆锥破碎机细碎，HP500圆锥破碎机与2DYK3073圆振筛形成闭路，筛下产品经6胶带输送机给入粉矿仓。磨矿采用两段磨矿，旋流器分级的工艺流程。粉矿仓内的物料经皮带给矿机、胶带输送机给入一段（MQY4270x 6500）球磨机，球磨机排矿经砂泵给入一段（500x3）旋流器组，一段旋流器沉砂与一段球磨机构成

4、一段闭路磨矿，一段旋流器溢流给入由二段（MQY4270x 6500）球磨机与二段（500x3）旋流器组成的二段闭路磨矿系统，二段旋流器溢流经除屑筛除屑后自流至NXZ-24浓缩机浓缩，NXZ-24浓缩机溢流水进入回水系统，返回流程循环使用，浓缩机底流进入氰化浸出系统。浓缩浸吸工艺流程NXZ-24浓缩机底流浓度控制在40%左右，浓缩机底流矿浆进入到2台串联12x13m浸出槽及5台串联的12x13m浸吸槽，活性炭在最后一台浸吸槽加入，由首台浸吸槽提出载金炭进入解吸电解系统。浸吸尾矿经安全筛后进入尾矿作业。3、 改造前存在的问题改造前的设备处于现场手动状态，磨矿的给矿量、给水由人工调节，由此便存在以下

5、问题：无法动态地调整给料量，当矿石性质变化时，给矿设备不能自动调整，给矿量不能及时调整。给水由人工调节，给矿量变化时不能及时调整，影响产品合格率。靠人工难于实时监控矿仓料位，设备空转率高，降低效率增加能耗，也容易造成设备故障。旋流器给矿流量和浓度没有动态地调整，无法达到理想的分级效果。分级机溢流浓度没有检测，更没有动态调节，影响分级效果。工人直接接触运转设备、粉尘、噪音，存在人身安全隐患，劳动强度大，增加人力成本和管理的难度。由于缺乏对生产过程的实时检测，只能靠人工观察，依赖工人的经验和主动性，不能充分发挥设备的生产能力，更在很大程度上影响了设备潜力的发挥。没有必要的检测、控制和调节手段，设备

6、长期低负荷运转，不能保证生产指标处于稳定较佳的状态，造成能耗、成本的增加。不能实现设备故障的早期诊断和及时维护，易使故障扩大、发生严重设备事故，中断生产。不能长期积累数据，决策人员无法依据过去的生产数据分析总结，提出更合理的生产计划。粗放式的生产组织和管理，无法满足现代企业的生产和管理要求。上述问题的存在，在很大程度上影响了我矿的经济效益。4、 自动化系统改造本次由包头鑫达黄金矿业有限公司和北京憶众联创电气科技有限公司共同开发的选矿自动化控制系统分三个部分：碎矿控制系统、磨矿控制系统、浓浸控制系统。4.1、碎矿控制系统本次改造，实现了破碎设备相互联锁，设备启动顺序按照物料走向的逆向顺序依次启动

7、，正常停机的顺序按照物料走向的正向顺序依次延时停车，故障引起的紧急停车是故障设备之前的所有设备立即停车，故障设备之后的设备顺序延时停车。有效的防止了皮带堆矿事件的发生，减少了工人的劳动强度，减少了设备空运转，提高了生产效率。为满足工艺专业对整个破碎、筛分过程的要求，尽量减少停车时间，充分发挥设备能力、实现“多碎少磨”降低生产成本。在鄂式破碎机和3#皮带上安装电流互感器，根据鄂式破碎机和4#皮带的负荷情况，控制重板给矿机变频器频率，控制给料量，提高了工作效率。在原矿仓、缓冲仓和粉料仓安装料位计，实现了料位上下限报警和自动停车，减少了设备空运转。在圆锥破碎机上安装料位计和电流变送器，根据料位和电流

8、情况，自动调节圆锥破碎机的给矿量，实现圆锥破碎机的恒功率控制，提高破碎效率，节省能源。在皮带上安装了跑偏、拉绳、撕裂开关，保证皮带的正常运行。4.2、磨矿控制系统本次改造实现了磨矿电气设备实现相互联锁，大大减少了人为误操作给设备带来的危害。球磨机恒定给矿。在球磨机给矿皮带上设电子皮带秤。对加入到球磨机的矿量计量，并调整圆盘给料机电机变频装置转速，使其给矿量在期望值上。通过音频和电流检测，分析球磨机运行状况，采用先进实效的自动控制，通过优化和修正给矿量、给水量，控制球磨机的磨矿浓度，使球磨机效率到达最佳的状态。保证球磨机处于稳定的工作状态，即其负荷、功率等参数控制在一个较理想的范围，避免空磨或者

9、“涨肚”的发生，从而提高球磨机生产的效率，提高球磨机的产量和产品质量，充分发挥球磨机的潜能，使球磨机发挥最大的效能。由于球磨分级系统具有多参数大滞后的特点，所以在选矿过程中实时检测球磨电流，球磨音频、给矿量、给水量以及旋流器的给矿流量、浓度、压力和旋流器溢流流量、浓度，不断的对各种参数进行综合分析，判断球磨工作状态及变化趋势，通过模糊控制理论和手段，采用自诊断自校正技术，智能识别各种参数变化的特点和规律，自动甄别和综合判断，使系统对球磨机的运行状态分析准确、及时、可靠，自动而平稳的调整使球磨机处于较佳的工作状态，同时降低球磨机的故障率。通过对旋流器泵池液位及旋流器给矿流量、浓度、压力的检测，进

10、行闭环控制，通过调节旋流器泵的频率和泵池加水量来达到了理想的分级效果。4.3、浓浸控制系统在浓缩机底流的一条管路安装浓度计和调节阀，对浓密机底流进行浓度检测，根据浓密机浓度进行排矿调节。安装氰化钠流量计，实时显示氰化钠的流量，控制氰化钠加药泵，实现氰化钠的自动添加和计量。对氰化钠加药车间的HCN气量进行在线监测、显示和报警，减少和杜绝安全事故的发生。对浸出浸吸槽的液位进行高低限检测和报警，工人可以在控制室很方面的了解现场浸出浸吸槽的实际液位情况。安装尾矿泵池液位计，对尾矿泵采用变频驱动，实现尾矿输送自动控制。5、 改造效果包头鑫达选矿自动化系统的应用后，达到了提高生产效率、降低能耗、提高选矿过

11、程的回收率和精矿品位、降低工人劳动强度等目的，具体可以体现在以下几个方面：a) 提高生产效率：充分发挥球磨机的运行潜力，使球磨机达到最佳负荷运行状态，按照可以提高产量5-10%。b) 节能降耗：由于实现了自动化的过程控制，提高设备效率，减少设备空转，减少人为因素，优化作业过程，减少了电、水资源的消耗，节电8%左右，减少用水5%左右。自动化系统改善了球磨机的工作条件，磨机的空砸造成欠负荷的机会大大减少，球磨机衬板的利用率可以提高，原矿单位衬板消耗也会下降。c) 有效降低设备故障由于实时监控设备运行状态，统计设备运行数据，通过检测数据分析，有效避免由于人工巡检无法检测到的事故隐患，及时维护和更换设

12、备，保证生产的顺利进行，延长设备的使用寿命，降低设备维护费用。d) 提高回收率和降低尾矿品位：由于实现了自动化的过程控制，球磨机达到了恒定给矿、比例给水，保证球磨机达到最佳浓度，从而保证进入旋流器分级的矿浆浓细度，这是降低尾矿品位和提高产品回收率的关键。e) 管理实现精细化。对系统进行实时的检测，并实时将设备运行数据、生产数据传输到管理部门。使办公自动化成为可能，加强生产管理、安全管理、成本管理、质量管理、设备管理，提高企业的管理、信息化水平，降低管理成本。f) 降低人力成本：自动化改造完成后，将大大提高系统自诊断能力，减少设备维护维修的工作量，降低工人的劳动强度，保证生产和设备安全，通过智能化的测控手段，设备具有自动调节能力，使部分劳动力解放出来，为优化生产组织，人力资源配置提供条件，降低人员成本，改善工作环境。g) 提高管理效率，降低管理成本生产过程的数字化，使管理自动