試論磨礦自動(dòng)化技術(shù)與選礦廠節(jié)能降耗

1997年，中國金屬學(xué)會在北京就中國鋼鐵體系召開了相關(guān)議會。本次會議圍繞節(jié)能降耗，提高行業(yè)競爭力展開了激烈的討論。其中，就能源消耗在金屬礦產(chǎn)的選礦生產(chǎn)中進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。隨著人們對節(jié)能理念的不斷深入以及科學(xué)技術(shù)的開發(fā)，使得在礦業(yè)開采、選礦廠能量控制以及磨礦技術(shù)等多方面取得了明顯的進(jìn)步。

1  基于互聯(lián)網(wǎng)的磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)

1.1  磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

1.1.1  硬件結(jié)構(gòu)設(shè)施

在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景之下，進(jìn)行磨礦的自動(dòng)化技術(shù)研究，將相關(guān)的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用到選礦廠磨礦生產(chǎn)中。該系統(tǒng)能夠清楚的將生產(chǎn)現(xiàn)場儀表所檢測到的有效數(shù)據(jù)以無線的方式傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)處理器上，最后經(jīng)過處理器的反饋處理到共控機(jī)械中，從而讓整個(gè)磨礦系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)庫中，形成一定數(shù)量的數(shù)據(jù)池。整個(gè)通訊系統(tǒng)主要通過兩個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，來進(jìn)行機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)作和控制，從而達(dá)到自動(dòng)控制的效果。整個(gè)系統(tǒng)是在互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序基礎(chǔ)上，進(jìn)行一定的優(yōu)化和創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和服務(wù)同時(shí)進(jìn)行，方便企業(yè)管理者在外網(wǎng)上進(jìn)行現(xiàn)場的運(yùn)作訪問和了解。

1.1.2  系統(tǒng)軟件組成結(jié)構(gòu)

利用互聯(lián)網(wǎng)+，進(jìn)行磨礦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用，在其準(zhǔn)確性、快捷性以及混合模式等多方面存在一定的技術(shù)要求。在系統(tǒng)的上位機(jī)上利用C語言進(jìn)行程序的編寫，對于管理計(jì)算機(jī)的相關(guān)程序則是由美國微軟公司研發(fā)的Visual Studio 2010的基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫的。

1.2  磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與主要技術(shù)

1.2.1  基于互聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

要想在磨礦系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)或運(yùn)用自動(dòng)化的技術(shù)，對于設(shè)備之間所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化的管理和應(yīng)用是尤為重要的環(huán)節(jié)。而在磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的傳輸是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該系統(tǒng)在原有的基礎(chǔ)上將無線傳輸方式代替了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)線路傳輸?shù)姆绞?。?dāng)計(jì)算機(jī)利用串口調(diào)試助手將RS485模塊和RS232模塊的網(wǎng)絡(luò)ID進(jìn)行統(tǒng)一屬性的設(shè)置時(shí)，便可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備與主要控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互使用。當(dāng)該系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)中時(shí)，RS485模塊是設(shè)計(jì)為和設(shè)備的儀表盤相互連接，用于數(shù)據(jù)的傳輸；RS232模塊則設(shè)計(jì)成與管理的計(jì)算機(jī)連接，便于數(shù)據(jù)的接受。ZigBee的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)從本質(zhì)上來分析，是一種操作簡便、成本消耗低、高效率的雙向通信技術(shù)，在設(shè)備的自動(dòng)化領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

1.2.2  基于互聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)

當(dāng)企業(yè)應(yīng)用磨礦自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)時(shí)，需要對其帶來的經(jīng)濟(jì)效益或能量損失進(jìn)行有效的掌握和把控，因此生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集是對于整個(gè)自動(dòng)化磨礦的過程以及經(jīng)濟(jì)增收進(jìn)行科學(xué)化分析和評估的主要依據(jù)點(diǎn)。在傳統(tǒng)的礦石資源打磨的生產(chǎn)化體系中，相關(guān)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由于種類和數(shù)量極多，無法進(jìn)行及時(shí)的處理和顯示，從而無法客觀的對其系統(tǒng)的詳細(xì)運(yùn)行情況做出準(zhǔn)確的判斷和分析。但是，在海量的數(shù)據(jù)中往往隱含著大量的有用信息，將這些信息進(jìn)行提取和引入，建立長期的資料數(shù)據(jù)庫，將設(shè)備產(chǎn)生相關(guān)信息數(shù)據(jù)的原因進(jìn)行系統(tǒng)的分析，能在很大程度上減少設(shè)備發(fā)生故障的概率，還可以根據(jù)參數(shù)化數(shù)據(jù)對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)上的技術(shù)更新和優(yōu)化。

1.3  運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)磨礦自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1.3.1  實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化磨礦的優(yōu)缺點(diǎn)

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)磨礦產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化，從而有效的節(jié)約產(chǎn)業(yè)資本，必須要加強(qiáng)對于磨礦自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。據(jù)了解，只有在進(jìn)行分級磨礦的過程中，對其所產(chǎn)生的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行一定的控制和優(yōu)化，才能從根本上將整個(gè)磨礦生產(chǎn)過程維持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)?shù)V業(yè)生產(chǎn)的全過過程處于穩(wěn)定的條件下，才能將磨礦的分級粒度把控的更為精確化，從而才會有機(jī)會將打磨機(jī)械的處理數(shù)量增加，降低了選礦廠打磨機(jī)械所消耗的能量。相關(guān)有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)選礦廠采用合適的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用到礦石資源的打磨時(shí)，其年年收入相比于去年有明顯的增收。

1.3.2  磨礦自動(dòng)化的節(jié)能效果

對于礦產(chǎn)開采和冶煉的產(chǎn)業(yè)來說，需要對其經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行有效的提高。在傳統(tǒng)的磨礦系統(tǒng)中，只是通過儀表盤的數(shù)據(jù)來顯示相關(guān)機(jī)械運(yùn)行的情況，對于生產(chǎn)的效能無法進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和掌握。當(dāng)運(yùn)行現(xiàn)代自動(dòng)化磨礦技術(shù)后，系統(tǒng)能夠通過傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行交流和對話，對每臺機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)量、成本投入量、能量損耗量等等進(jìn)行精確化的統(tǒng)計(jì)和分析，從而達(dá)到有效的節(jié)能減排效果。

2  選礦廠節(jié)能降耗的相關(guān)技術(shù)研究

2.1  礦石的預(yù)選

隨著工業(yè)化時(shí)代的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)市場對于資源的需求量越來越大，礦業(yè)產(chǎn)品的品味也日漸貧化，對于天然礦石的預(yù)選也成為了社會大眾關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)磁鐵礦礦石的預(yù)選被廣泛應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中時(shí)，在關(guān)于大冶鐵礦的預(yù)選工藝研究體系中明確指出，磁滑輪進(jìn)行預(yù)算所產(chǎn)生的節(jié)能降耗的作用，在對于選礦廠的相關(guān)建設(shè)中扮演著重要的角色。對于具有弱磁性的鐵礦石來說，該類型的礦產(chǎn)資源在進(jìn)行預(yù)選時(shí)，其感應(yīng)式的強(qiáng)磁選機(jī)曾經(jīng)被廣泛應(yīng)用于礦廠的選取中或進(jìn)行相應(yīng)的工業(yè)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2.2  將礦物質(zhì)多碎少磨

根據(jù)有關(guān)生產(chǎn)資料得知，在整個(gè)粉碎作業(yè)所消耗的總能量中，分選前礦石的粉碎作業(yè)中有關(guān)碎礦的消耗能量占15％的比例。由此可見，與傳統(tǒng)的磨礦方法相比，將碎礦進(jìn)行磨損的時(shí)候所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于磨礦所消耗的能量。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了綜合的分析和考慮，從而提出了將碎礦與磨礦工序能量消耗進(jìn)行科學(xué)化的分配的相關(guān)課題。其目的在于從以下兩個(gè)方面出發(fā)：第一，根據(jù)碎礦的磨損臨界值，研究出具有更高破碎比的先進(jìn)設(shè)備。第二，在體系的內(nèi)部進(jìn)行改變，采取科學(xué)的措施方法將粉碎設(shè)備的能量消耗值降到最低。

2.3  隨磨礦分級效率

當(dāng)一個(gè)建成的選礦廠在進(jìn)行礦物的打磨時(shí)，為有效的降低生產(chǎn)所消耗的能量，購買和采用高壓碾壓機(jī)或慣性圓錐碎礦機(jī)會對企業(yè)的經(jīng)營成本帶來一定的壓力，因此針對現(xiàn)有的碎磨設(shè)備進(jìn)行一定的強(qiáng)化和創(chuàng)新無疑具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。為達(dá)到上述的目標(biāo)，首先，應(yīng)當(dāng)從碎礦和磨礦作業(yè)兩個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行效率的提高和管理。在現(xiàn)有的碎礦篩選設(shè)備基礎(chǔ)上，對礦石產(chǎn)品顆粒分布以及礦口尺寸的關(guān)系，以及設(shè)備篩分機(jī)總篩分效率和部分篩分效率的關(guān)系建立客觀的數(shù)學(xué)模型。在該模型中，將一變量控制，隨后動(dòng)態(tài)化監(jiān)測碎礦機(jī)的排礦口粒度分布，顯示出礦口的相關(guān)變化，以便于在保證碎礦產(chǎn)品粒度分布符合實(shí)際生產(chǎn)要求的前提下，對其作出及時(shí)性的調(diào)整。

2.4  選礦廠節(jié)能工藝

國內(nèi)現(xiàn)階段，對于選礦廠的節(jié)能降損，相比于將礦石資源進(jìn)行連續(xù)的打磨，采用階段性的磨選工藝會跟受到大眾的支持。在有關(guān)“回收細(xì)粒復(fù)雜貧紅鐵礦的高效節(jié)能技術(shù)”的課題研究中明確指出，當(dāng)對陰離子進(jìn)行反浮選的時(shí)候，采用選擇性的絮凝脫泥可以在現(xiàn)有的磨礦粒度基礎(chǔ)上有效的處理貧紅的鐵礦。

3  結(jié)語

第一，從國內(nèi)有關(guān)選礦的相關(guān)研究來看，節(jié)能降耗和具有節(jié)能性的技術(shù)應(yīng)用將逐漸成為國內(nèi)礦業(yè)開采市的引導(dǎo)方針，會與越來越多的社會大眾達(dá)成共識，也將成為選礦廠進(jìn)行技術(shù)改造的出發(fā)點(diǎn)。第二，目前就國內(nèi)市場來看，中國的有色金屬礦業(yè)企業(yè)在其生產(chǎn)系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化、智能化的建設(shè)上與發(fā)達(dá)國家相比存在一定的差距。在此嚴(yán)峻的局勢下，勢必要從“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”為主要出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)+磨礦自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。只有在傳統(tǒng)的工業(yè)化生產(chǎn)基礎(chǔ)上，與現(xiàn)代化信息科技技術(shù)相互結(jié)合，才能在有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和共享的同時(shí)，將信息數(shù)據(jù)最大化利用。從最根本的層面上解決礦產(chǎn)資源開采和加工所產(chǎn)生的巨大能量損耗，為企業(yè)在自身定位和發(fā)展前景的決策中提供一定的幫助。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.12-baidu.cn/w/kj/21223.html