摘 要：在电气自动化控制技术的支持下，选矿企业不仅能够有效节省人力、物力和财力，还能够有效增强其工作稳定性和可靠性，实现节能减耗和高质量高效率工作的协调发展，进而从激烈的产业竞争中脱颖而出。本文首先对选矿新工艺进行了概述，之后分析了选矿电气自动化控制技术的特点以及选矿新工艺和自动化控制中存在的问题，最后详细阐述了选矿自动化控制技术的措施。

关键词：选矿；自动化控制；磨矿设备；浮选设备

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1002-5065（2024）05-0034-3

收稿日期：2024-01

作者简介：彭德新，男，生于1972年，湖南人，选矿工程师，研究方向：多金属矿产资源开发利用。

1 选矿新工艺概述

1.1  反浮选过程

反浮选技术在选矿中得到了有效的应用，更适合于含硅矿产资源的选矿。反浮选工艺具有脱硅效果，负离子反浮选技术已在我国矿石选矿中得到应用。矿石产品从64%提高到68%，说明反浮选工艺的重要性。在矿山开采过程中使用的除尘器往往会产生矿粉，降低了开采效率。为此，一种新型的低温捕收剂-反浮选工艺，特别适用于解决泡沫问题的生产。在12~22c条件下，采用反浮选工艺，矿石开采指标达到70%，回收率达到97%。反浮选技术单一化会降低矿山开采效率。

1.2  全磁分离过程

与反浮选相比，全磁分离过程具有操作简单、投资少、易于选矿等优点。

在矿石选矿过程中，对整个磁选分离过程的初始阶段也进行了研磨，改进了弱磁选工艺，筛选了矿石。在此基础上，选择高可靠性的磁选设备，可以提高精选过程的效率，然后高效精选设备直接用于选择优质的矿产资源。反浮选精矿品位为67%，全磁选精矿品位可提高到70%。矿石选矿工艺简单，选矿入口点准确，无明显风险，有利于实现矿石的提取和硅的还原，显示了整个磁选分离过程的经济效益。

2 选矿电气自动化控制技术的特点

2.1  选矿自动化控制技术的发展现状

选矿自动化控制技术在我国最早可追溯至20世纪40年代，但当时受技术条件的限制发展速度较为缓慢。究其原因分析在于矿物品种与性质相差甚远，选矿工序千篇一律，存在滞后性。该现象直到50年代有所改观，由于工业生产智能化高新技术的蓬勃发展，选矿智能化工艺技术有了很大的改善，并产生了仿真仪表盘控制系统，不过该时期的选矿智能化工艺技术的稳定能力仍然不够。至20世纪60年代，矿浆含量计、矿浆pH值计等比较领先的手动检查仪表已经完成研制，并广泛应用于选矿智能化工艺技术。在70年代，选矿自动化技术水平有了质的飞跃。首先，在线监测技术和在线监测仪被广泛应用于选矿的自动化工艺，例如金属浓度在线监测仪和矿浆粒度指数在线监测仪被成功开发，特别是矿浆颗粒在线监测仪的使用，极大的改善了磨矿质量和磨矿效果。

2.2  选矿电气自动化控制技术的应用优势

一是提升选矿效率。在当前社会经济发展速度持续上升的大环境下，人们对选矿的质量要求也呈现不断提高的趋势，这就要求选矿企业的选矿控制技术达到更高的水平。将电气自动化技术科学的应用到选矿工作之中，可以在很大程度上提高选矿的工作效率，规避流程风险，从而为人们提供高品质的矿产资源。

二是降低人工成本。对选矿企业而言，传统的选矿工作方式较为陈旧落后，耗费大量的人力与物力资源，通过运用电气自动化控制技术的选矿作业，原有的手工作业被新型机械设备取代，使选矿企业的工作实现自动化，最终省去了人工监测的成本投入。

三是简化选矿工作流程。传统的选矿流程由于设备与人员等的科学化水平较低，导致浪费了大量的原材料以及人力资源，一旦相关设备发生问题，操作人员无法及时发现问题并进行有效处理，从而对选矿效率形成了较为严重的负面影响。当前网络技术及通信技术更加完善，将电气自动化技术合理运用于选矿流程之中进行人机操作，大大简化选矿工作流程，免于因人工误操作导致意外情况发生。

3 选矿新工艺及自动化控制中存在的问题

3.1  设计缺乏合理性

从实际角度来说，我国矿山资源的储量大小之间存在相应的差异，种类比较多，对于矿石品位的入选不具备足够的稳定性，在选矿自动化方面有着较为严格的要求，此种现状的存在使得实际所开展的自动化设计工作常常和建厂的设计之间不够匹配，同时在此方面所展开的研究工作较少，缺乏足够的专业性，使得设备与实际之间不能够建立有效的衔接，在运营的过程中常常会发生各种各样的问题，控制效果不能够达到预期，所应用的仪表仪器不具备足够的针对性，同时其适应性方面也存在着相应的不足。

3.2  传感器材性能不佳

传感器材在所应用的选矿设备当中占据非常重要的地位，其为最具关键性的组件，但是实际当中对其的安装具有较强的复杂性，其精度不能够满足实际需求，所传输数据的质量以及可靠性不够，实际对其应用的效果往往达不到预期。

3.3  资源和管理因素的制约

对于我国现有的矿产资源状况来看，其特点主要表现在贫、细以及杂等，大部分矿山的规模较小，生产周期较短，一部分的老矿山开始呈现出了资源瓶颈的态势，对自动化技术的应用需要投入较多的成本，对其的应用会遇到较多的困难；并且，在矿业开发方面所拥有的政策主要针对了矿产开发指标方面的规定，缺少鼓励技术引进方面的相关内容。我国当前阶段的选矿自动化水平还是有一定程度落后于发达国家。现阶段的市场竞争越来越激烈，资源也开始逐渐呈现出瓶颈状态，在这样的背景下，我国的各大选矿企业只有加强对信息化以及自动化的应用来开展技术的革新工作，不断提高企业自身所具备的创新能力，这样才能够在激烈的市场竞争环境中更好地立足。

4 选矿自动化控制技术

4.1  磨矿设备控制

大中型矿山具有较大的能耗量，应用电气节能技术，通过SABC流程，提升矿石开采运输等各项工作质量。相关工作人员需要详细检查矿石，了解其中存在的铁件问题，防止破碎机内部存在铁件，进而保证碎矿机的安全稳定运行，防止各种安全事故的发生。工作人员采用洗矿手段，保证脱泥效果，全面清洗矿石表层上的各种物质，矿石开采、运输的过程中，包含较多杂质和泥土，经常容易造成入口堵塞现象，对分析仪取样器的分析工作产生较大影响，难以保证其精度，同时不能全面准确的控制系统目标^[1-2]。因此，工作人员需要对洗矿操作进行高度重视，可以采用皮带秤，进行振动，保证磨矿浓度的稳定性。

相关工作人员对矿石进行开采和运输工作中，会掺入较多杂物和黄泥，对筛孔和分析仪取样器造成堵塞现象，进而难以有效保证分析精度，不能高效实现系统的控制目标，需要工作人员正确认识到洗矿工作重要性，对其进行高度重视。粗碎矿仓中，矿石进入半自磨机，皮带秤和振动给矿机能够有效稳定给矿量，控制磨矿浓度在特定稳定的范围之内。磨机功率的实际损耗受到磨机充填率决定性影响，电能损耗量和填充量呈现出正相比的关系，当超过稳定的填充率，磨机不会按照相应比例增加，甚至超过临界填充率，进而产生涨肚现象。因此必须要保证磨矿产品的细度，充分保证磨矿设备良好的充填率。

4.2  微机继电保护技术

目前，随着社会需求的日益增长，矿山企业的电力规模越来越大，电气自动化水平也在不断提高。微机继电保护是一种基于数字计算机的继电保护方法，其控制核心是内置的微处理器，在其控制下完成所有的保护动作，从而为继电保护的安全运行提供保障。可靠的电源和稳定的修整过程。与传统继电保护相比，微机继电保护技术具有明显的优点，如：能够提高继电保护的工作性能而且可扩展性也非常好，还能够增加其他的辅助性能，并且结构合理，安全性也很好，而且操作简单，对人机界面也十分友好，还可以进行远程监控。实现继电保护控制功能的全过程，是指数据收集、将信息分类、影响信息运行方向的确定过程等。通过对系统失效的准确测量，人们能够更有效采取相应的控制措施，在规定范围内减少故障，同时减少了对周围控制系统的性能产生不良影响，从而为选矿电气自动控制的顺利进行，奠定了良好的科技物质基础。

4.3  砂泵液位自动控制技术

砂泵液位高度调节自动控制器，是一个设计简易的单闭环负反馈控制器。其具备了设计简易、运行简便、工作环境安全可靠的特性，也符合了行业使用的特点。由于液位控制器能够通过调节砂泵的负荷量自动控制发电机变频器的输出电流和输出频率，所以可以使其获得最佳的工作效率，进而节省了能源；它可使砂泵在满负荷工作时不会因压力改变而超负荷或空载；降低砂泵的损失。变频器的软启动作用，有助于降低设备起动后对砂泵装置的冲击，保护装置。同时，变频器的事故提示也便于事故的发现。根据变频器的输出频率对球磨机进料进行适当调整，提高了球磨机的运行效率，达到了增产的目的。实践证明，该系统使用后，液位保持稳定。保证了生产的效率和安全性，在提高生产能力、节约生产成本、减少设备损失等方面也能取得显著的效益。

4.4  浮选设备控制

首先，工作人员需要科学合理的选择砂浆，在浮选设备顺利生产活动的过程中，保持砂浆实现合理状态，产生化学反应。工作人员对设备进行控制的过程中，需要稳定泡沫层和泡沫速度，采用浮选药剂，促进浮选设备中砂浆进行混合，同时经过泡沫层对其进行有效处理。工作人员回收矿物的过程中，需要保证回收的科学合理性，实现对不同粒级矿物的有效回收。然后，工作人员需要结合不同粒级，科学合理的选择矿物，在实践操作的过程中会发生不同行为和反应。工作人员实行粗选的过程中，对于比较细小粒级的矿物进行回收，有效提升剪切力，保证能量的传输工作效率，突破液体界层。工作人员需要清理浮选机上产生的气泡，促进运动位置保持半层流的状态，保证矿粒在气泡上不会出现掉落现象。

工作人员选择矿石成功时，和药剂种类具有一定关系，需要合理规范的把控酸碱程度、实际用药量，严格按照工艺具体标准规定，高效控制药剂用量，确保矿石成功进行选择。浮选设备具有较好的可控制性能，工作人员主要在控制泡沫性能，泡沫层厚度对颗粒在泡沫上的具体停留时间具有直接影响，过厚的情况下经常容易出现塌陷现象。泡沫结构对塌陷部分泡沫层的厚度具有决定性作用，其和矿浆的酸碱度、药剂实际用量、浮矿物数量具有直接关系。因此，泡沫厚度的稳定能够有效提升浮选效果。

最后，工作人员关注矿浆液位的变化，在变化过程中会造成浮选系统的转变。因此，工作人员需要合理控制液位，防止泡沫箱出现溢出现象，造成浮选机跑槽问题。另外，工作人员凭借磁选实现浮选自动化控制，需要增强磁选机的控制，提升金属实际回收率。

4.5  破碎自动控制

选矿作业中首先第一步就是进行破碎操作，破碎工序主要为后边的作业提供有力的物料支持。诸多分析表明，破碎过程中所产生的能源消耗极大、能量转换效率低，这不利于矿业的可持续发展。将自动化控制应用到破碎系统中可以提高破碎的效率，降低过程中产生的低能耗问题，实现更高的经济效益。破碎自动化控制应用中主要有两方面的重点内容。

第一，在矿料破碎过程中对粗、中、细碎不同要求负荷配置进行优化。第二，对碎矿与磨矿之间负荷配置进行优化，破碎完成后需要进行磨矿操作，控制碎矿粒度能够为磨矿提供最佳的入磨矿石原料，有效降低磨矿损耗。破碎机在运转中不可避免的会出现一些故障问题：比如：皮带跑偏、打滑等，破碎自动化控制能够对设备进行连锁保护，提高破碎设备的稳定性，真正实现了无人破碎，从而为后续作业提供支持。

4.6  精矿脱水设备控制

精矿脱水主要包含浓缩和过滤的流程。工作人员需要对设备实施稳定化控制，以确保设备能够安全稳定地运行，促进浓缩机不会产生压把情况。浓缩机能够有效控制絮凝剂的增加量，同时能够合理调整底流流量，提升其密度的稳定性。另外，浓缩机在实际运行的过程中，工作人员需要确保各种物料之间的平衡性，避免产生压把、溢流跑混等问题，同时防止对固液分离成效产生影响^[3-5]。我国相关研究设计人员，创建了物料平衡的数学模型，能够科学合理的设定底流流量具体数值，同时实现数值的优化，进而对浓缩机能够合理规范控制。

4.7  加强选矿过程中自动化控制技术的应用措施

4.7.1 加强选矿自动化控制技术的管理

在效率效益为导向的背景下，管理人员对于技术的掌握程度，以及是否能够正确认识选矿电气自动化控制技术应用于选矿工作的难点、实施方法，将会直接影响到选矿工作的效能。对此，选矿企业应当明确各个岗位管理人员的工作职责以及岗位胜任力的评估方法，在实践中根据工作要求制定专业人才的培养方案，以系统全面的培训以及考核评价促进人才队伍综合素质的持续提升。此外在实际选矿工作还需要不断加强感应器的研发工作，以促使感应器向着智能、现代化的走向蓬勃发展，做到感应器平稳运行，以及最大限度地保证数据的准确性，降低设备方面的成本与投资。

4.7.2 定期升级选矿电气自动化控制技术

选矿工作对新型选矿技术有着较高的依赖程度，因而管理人员要根据选矿企业的实际情况进行深入分析，加强自动化控制技术层面的研究，以满足选矿工作的实际需要、保证选矿企业的经济效益为目标，对现有的技术进行适度创新，不仅能够减轻选矿企业参与人员的工作负担，还能够规避其中的风险，促进选矿工业的流程化、标准化发展。需要注意的是，自动化控制技术的升级，以及该技术在选矿工作中的应用，都需要以实际效果为评判标准，根据生产实践反馈的信息评估新型技术的适用性，避免出现一味追求技术创新而忽略实际效益的情况。

4.7.3 完善总线控制模式

由于我国以往采取粗放式的生产模式，这也导致传统工业缺乏自动化技术的融合，在各类能源浪费比较严重的背景下，极易造成供需不平衡，导致经济损失增加。因此，针对选矿自动化控制系统进行革新，必须在现有的基础上加强总线控制模式，以达到对生产质量以及产能的保证，同时还要对采矿作业环境进行合理管控，结合当前选矿行业中的PLC总线设备，以减少开采损耗为目标。应用总线控制模式会增加线路与变压器的整体损耗，导致整体线流过大，使选矿设备的运行成本升高，同时会对矿场的正常供电构成一定影响，因此在减少此类设备和上述措施基础上，要针对PLC总线设备的控制方案进行优化，以满足供需平衡为基础，加大对新型选矿技术的研究与应用。利用智能管理系统提升技术与设备之间的契合性，具体可以采用双绞线方式进行多设备连接，接入PLC针对矿场中的不同传感器与控制器进行关联，为后续的程序代码编写提供技术保障。同时可以通过交换机的简单方式，对PLC节点进行连接，以加强自动化控制技术的信息传输质量，快速解决选矿自动化技术体系遇到的问题。

5 结语

综上，由于选矿工作过程非常复杂，必须消耗巨大的人力资源，为提高选矿工作的效益，把电力自动控制技术合理地运用到了选矿工作中，对全部的选矿工艺流程实行了总体规划、合理设置，以实现各个工艺间的高效协调，从而达到了提升公司选矿工作智能化管理水平的目的，为公司发展创造了良好的经济效益。

参考文献

[1]杨刚,王建民.选矿自动化与信息化系统的设计[J].矿产综合利用,2018,(06):132-135+126.

[2]褚新胜,侯华山.铁矿选矿自动化技术分析及发展趋势探讨[J].区域治理,2018(10):154.

[3]万义坤.我国选矿自动化技术应用发展[J].中国化工贸易,2020,12(3):86-87.

[4]王子亮,麦强.矿业新形势下选矿自动化技术应用及建议[J].商品与质量,2019(5):203.

[5]曾永刚,杨启学.高硬度磁铁矿选矿工艺设备优化及自动化控制分析[J].中国金属通报,2019,(07):125+127.