选矿生产过程自动控制(曾云南).ppt

1、 欢迎各位领导专家 参加选矿新技术研讨选矿生产过程自动控制选矿生产过程自动控制曾云南曾云南 一、一、破碎作业自动控制破碎作业自动控制 二、二、磨矿作业自动控制磨矿作业自动控制 四、浓缩、输送及三水平衡四、浓缩、输送及三水平衡 六、六、选矿厂综合自动化系统选矿厂综合自动化系统 三、选别作业自动控制三、选别作业自动控制 五、主要选矿检测仪表五、主要选矿检测仪表欧洲钢铁工业技术发展指南指出：欧洲钢铁工业技术发展指南指出：“对于降低生产成本、提高产品质量、减少环境污染和资源消耗只能通过全流程自动控制系统的优化设计来实现”。概概 述述选矿自动化的主要内容:破碎作业、磨矿分级作业、选别作业、脱破碎作业、磨

2、矿分级作业、选别作业、脱水过滤作业及大井浓缩、精水过滤作业及大井浓缩、精/尾矿输送作业、尾矿输送作业、三水平衡等全流程选矿生产过程的自动控三水平衡等全流程选矿生产过程的自动控制。通过计算机网络系统实现在线优化生制。通过计算机网络系统实现在线优化生产调度和管理，使整个选矿生产过程处于产调度和管理，使整个选矿生产过程处于最佳状态，最大限度地提高产量，精矿品最佳状态，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，达到高位和金属回收率等技术经济指标，达到高产优质、节能降耗的目的产优质、节能降耗的目的。选矿自动化的效益选矿自动化的效益 据报道：据报道：实现选矿自动化的选厂可提高金属回收率1%2

3、%。通过控制磨矿的粒度，控制磁场的强度(或浮选药剂)等手段，可以使精矿品位提高0.4%2%。通过碎矿磨矿作业的最佳负荷控制，可使破碎能力提高1015，磨矿的处理量提高3%10%。节约能耗5%10%，生产成本降低35，劳动生产率提高2550。第一部分第一部分 破碎作业控制1.1 破碎作业的典型控制策略1.2 超细碎-高压辊磨机监控1.3 破碎筛分作业控制1.4 破碎控制器及其应用1.1 1.1 破碎作业的典型控制策略破碎作业的典型控制策略 典型的挤满给矿控制策略 主参数控制选取了主传动电机功率和破碎机排矿口尺寸两个参数作为被控变量，通过检测给矿量、压力、功率、油温、排矿口尺寸等来动态调整排矿口尺

4、寸和给矿速率其目标函数是排矿口尺寸最小、给矿量最大。系统的所有控制动作均是向这两个目标逼近。1.2 1.2 超细碎超细碎-高压辊磨机监控高压辊磨机监控高压辊磨机运输胶带监控1.3 1.3 破碎筛分作业控制破碎筛分作业控制江铜德兴铜矿泗洲选矿厂江铜永平铜矿选厂破碎筛分圆锥破碎机典型挤满给矿控制器SANDVIK ASR工艺过程控制模块工艺过程控制模块DCU显示屏显示屏润滑系统控制模块润滑系统控制模块破碎机破碎机润滑站润滑站马矿院研制的几种破碎机控制器 美国AC 84”单缸液压圆锥 控制器在江铜德兴铜矿应用国产圆锥PYD-2200破碎控制器在江铜德兴铜矿和江铜永平铜矿应用碎磨控制器在南京栖霞山铅锌矿

5、应用1 1、集中操作，集中控制，集中监控，集中调度。、集中操作，集中控制，集中监控，集中调度。2 2、设备机旁设有手动、设备机旁设有手动/自动转换开关、紧急停车按自动转换开关、紧急停车按钮和事故开关。手动方式只用于平时检修试车，没钮和事故开关。手动方式只用于平时检修试车，没有联锁保护功能。而正常生产拒绝手动，只有在自有联锁保护功能。而正常生产拒绝手动，只有在自动运行情况下才能保障安全作业。动运行情况下才能保障安全作业。3 3、要求调度室和控制室在一起。控制室内不安装启、要求调度室和控制室在一起。控制室内不安装启停按钮，一律用计算机开停车（事故急停除外）。停按钮，一律用计算机开停车（事故急停除外

6、）。4 4、关键部位尽量采用电视监控、关键部位尽量采用电视监控。破碎系统电气设备开车管理粗、中、细破碎机及配仓（矿仓）负粗、中、细破碎机及配仓（矿仓）负荷平衡分析与控制。荷平衡分析与控制。中、细破筛分两段一闭路负荷平衡分中、细破筛分两段一闭路负荷平衡分析与控制。析与控制。碎磨综合平衡控制。碎磨综合平衡控制。关键工艺回路综合控制关键工艺回路综合控制破碎综合自动化系统控制站配置破碎综合自动化系统控制站配置100M/s 100M/s 光光 纤纤 工工 业业 以以 太太 网网工程师站 标准的办公室以太网标准的办公室以太网ET 200MET 200MET 200MET 200MET 200MET 200

7、M厂调操作员站厂调操作员站1#1#系统站系统站破碎系统站破碎系统站S7-300S7-300S7-400S7-400WinCCWinCCWinCCWinCCET 200MET 200MET 200MS7-300S7-3002#2#系统站系统站破碎操作员站WinCCWinCC矿调操作员站打印机第二部分第二部分 磨矿作业控制磨矿作业是整个选矿厂生产工艺流程中最关键的环节，它起着承上启下的作用，磨矿作业在选矿厂的基建投资和生产费用(主要是电耗、钢耗)中占有很大的比例。同时磨矿作业是整个选矿厂的“瓶颈”作业，直接关系到选矿生产的处理能力、磨矿产品的质量(粒度特性、单体解离度、磨矿产品的浓度等)，对后续作

8、业(特别是浮选作业)的指标乃至整个选矿厂的经济技术指标有很大的影响。属于物料性质方面的有：矿石可磨度、给料粒度、产品细度等；属于磨机结构方面的有：磨机规格、型式、衬板形状等；属于操作方面的有：介质形状、尺寸配比及材质、介质充填率、磨机转速率、加球制度、料球比和磨矿浓度等。这些因素是相互影响。影响磨矿过程作业指标的因素磨机可改变的条件一旦磨机转速率固定，磨机中球负荷、物料负荷以及水量的总和，统称为磨机负荷，这3个因素是可控的。它是磨矿过程一个重要参数，直接影响到磨矿的效果。磨机功率、音强与负荷关系球磨机运行过程中，当矿石充填率低时，电耳信号高，功率小；随着充填率增高，电耳信号降低，同时功率消耗增

9、高；达到一定充填率时，电耳继续降低，但是功率开始下降。磨机磨机“胀肚胀肚”趋势趋势点点,即临界点，当即临界点，当电耳信号高于临界电耳信号高于临界点时，磨机工作正点时，磨机工作正常，控制过程稳定。常，控制过程稳定。当电耳信号接近临当电耳信号接近临界点时，说明磨机界点时，说明磨机具有具有“胀肚胀肚”趋势，趋势，控制过程进入控制过程进入“胀胀肚肚”保护处理。保护处理。双因素联合检测典型磨矿分级控制典型磨矿分级控制马矿院的典型工程案例马矿院的典型工程案例1 1马矿院的典型工程案例马矿院的典型工程案例2 2马矿院的典型工程案例马矿院的典型工程案例3 3马矿院的典型工程案例马矿院的典型工程案例4 4磨机自

10、动加球机磨机自动加球机其基本思路是，将各种规格的钢球混装在1台加球机内，由加球滚筒随机抓取钢球放入球槽内，然后通过在球道上安装钢球类型检测和计数装置来精确计量和控制进入球磨机的钢球量和钢球配比，从而实现钢球的自动、定时、定量、按比例补加。自动加球机自动加球机1 1 自动加球机自动加球机2 2第三部分第三部分 选别作业控制.1 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pH值、浮选药剂量、浮选槽液位、浮选槽的充气量等。先进的浮选控制策略先进的浮选控制策略据奥托昆普公司的精确液位控制案例：通过预先检

11、测矿浆流量，来视上游矿浆量对液位的影响，并整浮选槽闸门和循环泵来补偿上游的波动。可使用现有PID控制回路，增加前馈补偿内容到PID输出，很容易对浮选槽液位进行调整和控制，以适应浮选情况改变。3.1.1 3.1.1 浮选槽液位检测与控制浮选槽液位检测与控制带超声波物位计的液位计带超声波物位计的液位计 传感器传感器A A对准浮对准浮选槽泡沫，选槽泡沫，B B对对准浮球上相连的准浮球上相连的平板，平板位移平板，平板位移的变化即为矿浆的变化即为矿浆液位的变化液位的变化 ,两两个超声波探头所个超声波探头所测物位差距测物位差距,即即为泡沫层厚度为泡沫层厚度。单PID与精确液位控制方案结果比较 PID控制

12、精确的液位控制3.1.2 加药控制选矿药剂的进步对我国选矿工艺的发展特别是提质降杂起到了重要作用，在浮选生产过程中有效地计量和控制浮选剂的添加量是十分必要的，如何精确地测量是整个浮选自动控制系统的关键。马鞍山矿院为此开展了“程控加药机”“石灰乳自动添加装置”的研制与推广运用。SMCJSMCJ型石灰乳程控加药机已在德兴铜矿、南京栖霞山、唐钢司家营已在德兴铜矿、南京栖霞山、唐钢司家营等现场应用等现场应用浮选药剂控制的典型策略浮选药剂控制的典型策略3.1.3 3.1.3 浮选柱作业控制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

13、的重要因素。稳定控制主要包括3方面的内容：矿浆入料流量控制、浮选柱矿浆液位控制以及加药量控制等，其主要目的是使浮选柱在无人为因素影响的情况下能够在某个稳定的状态下工作，使浮选产品质量合格、产率最高。稳定控制的关键是控制浮选柱矿浆的液位。一种基于浮选柱偏流控制的优化控制策略 浮选柱作业控制浮选柱作业控制3.1.4 3.1.4 浮选泡沫图象分析技术浮选泡沫图象分析技术 泡沫浮选过程示意图浮选操作者观察浮选槽表面所形成的气泡状态所提供的信息(如泡沫的颜色，大小，流动速度以及气泡的易碎度)，来调整浮选槽液位和改变药剂制度等。浮选泡沫图像系统浮选泡沫图像系统 浮选泡沫图像系统硬件组成浮选泡沫图像系统硬件

14、组成 硬件：工业控制计算机、视频图像采集卡、高清晰度彩色CCD摄像机和照明系统等。浮选泡沫图像系统浮选泡沫图像系统软件：它主要包括图像质量检测，图像预处理，图像分割，图像分析，数据库建立，浮选模型及控制处理等。3.2 磁(重)选作业控制 如：磁力脱水槽如：磁力脱水槽 、磁聚机、磁聚机 、高梯度磁选机、高梯度磁选机、磁选柱等作业控制磁选柱等作业控制(略略)。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，而且其作业过程大多数配备了自动控制系统，取得了良好的经济效益。1.高

15、效浓缩机的主要检测参数有：给矿量、给矿浓度、底流流量、底流浓度、药剂流量、界面高度、驱动扭矩，对溢流水浊度要求高的地方还要检测溢流水的浊度；主要控制参数有：底流排放量和絮凝剂添加量。第四部分第四部分 浓缩、输送浓缩、输送及三水平衡高效浓缩机微机控制系统 2.铁精矿输送管道系统 太钢尖山铁矿选矿厂生产出的铁精矿经102.487km（是我国第一条长距离铁精矿输送管道）的长距离管道系统进至太钢原料场，其最终废弃物尾矿是通过4台 53m浓缩机两级浓缩达到约404的高浓度后自流进入油隔离泵输送到尾矿库。尖山铁精矿管道输送系统 浆体制备部分：此部分位于尖山铁矿选矿厂附近，主要由浓 缩机、大型搅拌储浆槽、浓

16、缩机底流泵站、石灰乳制备间、除氧剂添加设施等组成。浆体输送及管线部分，主泵是由荷兰引进的2台输出最大压力为15.3 MPa的高压隔膜泵,管线为外径为2297 mm的直缝管，起点为尖主泵站，终点为太钢原料场附近的脱水车间，脱水车间(终点站)设在太钢原料场附近，设有过滤车间、事故用流态化矿浆仓、浓缩机、污水净化站及带式输送机等。测试系统：实际上是对浓缩机排出的待输送矿浆的各种工艺参数（如浓度、粒度等)进行连续的在线测试。浓缩机排出的矿浆在输送前，首先经过一个连接有搅拌制浆装置的环路管道系统在环管中对矿浆的主要工艺参数进行严格的自动检测。只有在各项参数均符合输送要求的情况下，方才予以输送。若有参数不符台要求，则矿浆循环到搅拌制浆装置中予以相应的白动处理，再重新进行参数测试。如此循环下去。管道环路参数测试系统3.三水平衡及环水系统自动控制 歪头山歪头山矿尾矿矿尾矿坝静压坝静压回水远回水远程自控程自控系统系统 该系统通过控制环水泵站溢流水量从而增减 2#事故池供水量，而环水泵站溢流水量的大小则通过远程控制尾矿坝静压回水量大小来实现。梅山铁矿选矿环水系统自动控制 浮选车间所需的环水由高位水池经环水