选矿厂破碎流程自动化控制工程设计

摘 要 建设数字化矿山是当今社会发展的需要，也是响应国家节能减排号召的一项重要举措。如果能全面合理的实施自动化控制系统，将对选厂提高产品质量、提高资源的综合利用、提高生产能力，实现增效节能等方面做出巨大贡献。本文结合实际举例说明了如何有效的设计破碎自动控制系统。

关键词 碎矿；磨矿；粒度；顺序控制；PLC

中图分类号TD3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0108-02

进入本世纪，可持续发展战略已成为资源性产业的头等大事，选矿行为作为资源性产业重要的组成部分，必须面对“持续”和“发展”这两大问题。

选厂的自动控制系统包括设备层和软件层。硬件设备是构成整个自动化系统的强有力基础。软件则为实现自动化系统提供了有力的保障

1 工艺简介

全厂破碎工艺过程主要包括以下几个方面：矿石粗碎、矿石中碎、矿石细碎和矿石筛分生产过程。

2 自动化流程简介

破碎机给矿自动控制研究；工艺流程顺序控制研究；金属探测与报警控制；料仓料位检测及控制；可编程逻辑控制器（PLC）实现破碎筛分自动控制系统；可编程逻辑控制器（PLC）之间的通信。

3 现就针对过程控制

根据选厂工艺流程特点，在设计时将整个工艺过程的控制划分为中破碎系统、细破碎系统、筛分系统。这些子系统在控制上形成了破碎筛分流程控制的各个反馈环节，继而实现整个工艺流程的优化控制。

中破碎自动控制，实现顺序控制；通过中破矿仓料位检测，中破机腔料位检测，中破机给矿量检测，实现中破机挤满式给料和恒功率控制，中破机油路检测与保护自动控制等。

细破碎自动控制，在三段一闭路系统中基本跟中破碎系统的控制要求是一样的。

筛分自动控制：实现筛分矿仓料位检测，粉矿矿量检测，粉矿仓料位检测与布料控制功能等。

4 现就一选矿厂改造

原设计选矿厂设计规模为6 500t/d，由于主矿体生产规模由6 500t/d核定为4 500t/d，现新增东南矿体规模为3 000t/d，故需对6 500t/d选矿厂进行扩建改造，使选矿厂处理能力达到7 500t/d。

4.1增加的过程检测和控制的主要内容

4.1.1 破碎与筛分

由于工艺增加了1台中碎、1台细碎，则本次设计变化相应的内容有：

1）中碎及细碎圆锥破碎机功率检测控制，轴承温度及油系统的检测控制由破碎机厂家随设备成套供应，其控制信号与原选厂全厂控制系统联网；

2）增加细碎振动给矿机变频调速控制系统。

4.1.2 磨矿工段

原磨矿工段设有二组Ф4270×6100的球磨机及水力旋流器。粉矿经粉矿仓缓冲后下到带式输送机至球磨机磨矿旋流器分级后至浮选工段。两组磨机及旋流器系统的检测控制系统相同且维持原有检测系统不变。

4.1.3 浮选工段

来自旋流器溢流进入浮选工段，采用硫化矿选矿及氧化矿选矿流程。其主要增加的检测和控制内容有：

1）在新增的2台给矿搅拌槽设pH计，对其pH值连续检测指示；

2）浮选槽液位调节系统。在新增的2组浮选槽设液位计，将信号送至选厂主控室。调整浮选槽气动执行机构位置，使浮选槽液位控制在期望值；

3）浮选槽充气量调节。在新增的2组浮选槽充气管上，设气动调节阀门。分别调整到每组浮选槽的充气量。充气阀门开度通过阀位变送器，送到选厂主控室显示；

4）新增的浮选柱的检测控制系统随浮选柱生产厂家成套带来，并将信号送至全厂控制系统，增加1台DN40的冲洗水调节阀；

5）浮选X荧光分析系统不变；

6）加药控制系统。新增的l套程控加药机，其加药PLC控制系统随加药机成套带来，并考虑与原控制系统连网；

7）新增的的渣浆泵设水封水断流报警检测仪表，共10台；

8）新增的2台鼓风机、1台空压机的检测和控制仪表随设备带来。

4.1.4 精矿脱水

浮选工段精矿经精矿浓缩机浓缩，通过变频调速泵输送至缓冲搅拌槽后，再用泵送至压滤机，最后，精矿通过皮带送至精矿堆，其主要检测及控制变化内容有增加1台压滤机，其控制系统随压滤机成套带来，并将其信号送至全厂控制系统。

4.1.5 尾矿分级与输送泵站

来自浮选尾矿经旋流器分级后，粗砂至矿浆池经粗砂泵加压后，送至充填搅拌站，其溢流经尾矿浓密机浓缩后，经三级串联砂泵站送至尾矿库，由于工艺设备未变化，其主要检测及控制内容也无相应的增加。

4.1.6 水处理站及其它

在水处理站内，分别设电磁流量计，对全厂生产用水、生活用水等进行计量，其检测仪表不变化。

4.2 原选矿厂需改造的内容

经过一段时间的运行，发现原控制系统的编程和控制系统设备存在一些问题，改造有：

1）对原控制系统DCS存在的硬软件问题，需进行完善，如将DCS与加药机、浮选柱等信号进行连接，另外包括的信号有尾矿输送泵站压力信号连接，DCS自动控制系统的PID调节回路投入运行、DCS的报警和报表软件的完善、选厂管理系统网络的连接；

2）将原工业电视监控系统恢复投入应用；

3）将原粒度仪由于取样器的问题解决，恢复投入运行；

4）根据现场工艺运行需要，增加旋流器至浮选槽的矿浆浓度检测的核辐射浓度计1台；

5）由于新的选矿厂产能增加，部分现场检测仪表的仪表量程可能发生变化，需要调整以满足新的产能需要。

5主要仪表选型

新增的仪表尽量与原来的型号相同，以减少全厂的备品备件，新增的主要仪表类型有：

1）压力仪表

对于矿浆压力测量其远传信号采用隔膜式压力变送器。一般就地压力指示仪表，选用弹簧管压力表。

2）浓度计、pH计

对于矿浆浓度的测量，采用管上核辐射式浓度计。pH测量采用pH计。

3）流量

对于气体流量测量，采用节流装置和差压变送器相配套的方式。

4）执行机构

在选矿厂，执行机构选用气动执行机构。一般调节阀选用单座调书阀或调节蝶阀。

通过运用综合自动化系统，最终达到劳动生产率位于国内领先水平。通过设备监控与设备安全管理，达到保障设备安全运行、减少设备故障停机时间，提高设备作业率。通过对能耗、物耗的管理及生产成本的监控，到达强化管理、节省能耗、降低成本的目的。通过实施综合自动化控制系统，减少污染、改善作业环境与劳动强度，实现文明生产。

参考文献

[1]有色冶金企业电气设计手册.冶金工业部长沙有色冶金设计院编制.

[2]电气传动自动化技术手册.机械电子工业部 天津电气传动设计研究所编著.