程远果

【摘 要】随着现代化工业进程不断推进，据不完全统计，国内对于金属矿物质的开采和冶炼所消耗的能量占全国工业化生产总能量损耗的16%。其中，金属矿物质冶炼更是需要消耗巨大的能源，而选矿厂中磨矿所消耗的能量则占了绝大部分。由此可見，在整个金属矿产资源的开发和利用体系建设过程中，需要对磨矿自动化技术进行有效优化和创新，从根本上降低用于选矿厂生产所需要的能源消耗。

【关键词】磨矿自动化技术;选矿厂节能降耗;研究

【中图分类号】TP273 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）07-0149-02

1997年，中国金属学会在北京就中国钢铁体系召开了相关议会。本次会议围绕节能降耗、提高行业竞争力展开了激烈的讨论，就金属矿产选矿生产中的能源消耗进行了强调。随着人们节能理念的不断深入及科学技术的开发，矿业开采、选矿厂能量控制及磨矿技术等方面取得了明显的进步。

1 基于互联网的磨矿自动化系统

1.1 磨矿自动化系统的结构组成

1.1.1 硬件结构设施

在互联网快速发展的背景下，进行磨矿自动化技术研究，将相关的自动化系统应用到选矿厂磨矿生产中。该系统能够清楚地将生产现场仪表所检测到的有效数据以无线的方式传输到中心数据处理器上，经处理器反馈处理到共控机械中，从而让整个磨矿系统能够将数据集成到数据库中，形成一定数量的数据池。整个通信系统主要通过两个数据库服务器来进行机械的自动化运作和控制，从而达到自动控制的效果。整个系统是在互联网应用程序的基础上，进行一定的优化和创新，能够实现数据和服务同时进行，方便企业管理者在外网上进行现场运作访问和了解。

1.1.2 系统软件组成结构

利用“互联网+”，进行磨矿系统的设计和使用，在其准确性、快捷性及混合模式等方面存在一定的技术要求。在系统的上位机上利用C语言进行程序编写，管理计算机的相关程序则是基于美国微软公司研发的Visual Studio 2010的基础上进行编写。

1.2 磨矿自动化系统的功能与主要技术

1.2.1 基于互联网的无线数据传输技术

要想在磨矿系统中实现或运用自动化技术，对设备之间所产生的数据进行科学管理和应用是尤为重要的环节。而在磨矿自动化系统中，数据传输是整个系统的基础，该系统在原有基础上将无线传输方式代替了传统的数据线路传输方式。当计算机利用串口调试助手将RS485模块和RS232模块的网络ID进行统一属性设置时，便可以实现多个设备与主要控制系统进行数据交互使用。当该系统运用到实际生产中时，RS485模块设计为与设备的仪表盘相互连接，用于数据的传输;RS232模块则设计成与管理的计算机连接，便于数据的接收。ZigBee无线数据传输技术是一种操作简便、成本低、高效率的双向通信技术，在设备的自动化领域被广泛应用。

1.2.2 基于互联网的海量数据处理技术

当企业应用磨矿自动化生产技术时，需要对其产生的经济效益或能量损失进行有效的掌握和把控，因此生产数据收集是对整个自动化磨矿过程及经济增收进行科学化分析和评估的主要依据点。在传统矿石资源打磨的生产化体系中，相关设备所产生的数据由于种类和数量极多，无法及时处理和显示，不能客观对其系统的详细运行情况做出准确分析和判断。但是，海量的数据中往往隐含着大量的有用信息，提取和引入这些信息，建立长期的资料数据库，将设备产生相关信息数据的原因进行系统分析，能在很大程度上减少设备发生故障的概率，还可以根据参数对相应设备进行系统的技术更新和优化。

1.3 运行物联网磨矿自动化技术的现状分析

1.3.1 实现自动化磨矿的优缺点

为进一步优化磨矿产业链，有效节约产业资本，必须加强磨矿自动化技术的研发和应用。据了解，只有在进行分级磨矿的过程中，对其所产生的技术参数进行一定的控制和优化，才能从根本上将整个磨矿生产过程维持在较为稳定的状态。当矿业生产的全过程处于稳定状态，磨矿的分级粒度把控得更为精确，才有机会增加打磨机械的处理数量，降低选矿厂打磨机械所消耗的能量。相关有效试验数据表明，当选矿厂将合适的自动控制系统应用到矿石资源打磨时，其年收入相比于去年有明显的增长。

1.3.2 磨矿自动化的节能效果

对于矿产开采和冶炼产业来说，需要有效提高其经济效益。在传统磨矿系统中，只是通过仪表盘的数据来显示相关机械运行情况，无法实时监控和掌握生产效能。运用现代自动化磨矿技术，系统能够通过传输数据进行交流，对每台机械的实际生产量、成本投入量、能量损耗量等进行精确统计和分析，从而达到有效的节能减排效果。

2 选矿厂节能降耗相关技术研究

2.1 矿石的预选

随着工业化时代的发展，经济市场对资源的需求量越来越大，矿业产品的品位日渐贫化，对天然矿石的预选成为社会大众关注的重点。当前，磁铁矿矿石预选被广泛应用到实际生产生活中，大冶铁矿预选工艺研究体系明确指出，磁滑轮的节能降耗作用，在选矿厂相关建设中扮演着重要角色。对于弱磁性铁矿石来说，进行矿产资源预选时，其感应式的强磁选机曾被广泛应用于矿厂的选取或相应的工业化实验设计。

2.2 将矿物质多碎少磨

有关生产资料显示，在整个粉碎作业所消耗的总能量中，分选前矿石的粉碎作业所消耗能量占15%。由此可见，与传统磨矿方法相比，将碎矿进行磨损时所产生的能量远小于磨矿所消耗的能量。在此基础上进行综合分析和考虑，从而提出将碎矿与磨矿工序能量消耗进行科学化分配的相关课题。其目的在于：第一，根据碎矿的磨损临界值，研究出具有更高破碎比的先进设备。第二，在体系内部进行改变，采取科学的措施将粉碎设备的能耗值降到最低。

2.3 随磨矿分级效率

当一个建成的选矿厂在进行矿物打磨时，为有效降低生产所消耗的能量，購买和采用高压碾压机或惯性圆锥碎矿机会给企业的经营成本带来一定的压力，因此针对现有碎磨设备进行强化和创新无疑具有积极的现实意义。为达到上述的目标，应当从碎矿和磨矿作业出发进行效率的提高。在现有的碎矿筛选设备基础上，对矿石产品颗粒分布与矿口尺寸的关系、设备筛分机总筛分效率和部分筛分效率的关系建立客观的数学模型。在该模型中，将一变量控制，随后动态化监测碎矿机的排矿口粒度分布，显示出矿口的相关变化，以便在保证碎矿产品粒度分布符合实际生产要求的前提下，对其进行及时调整。

2.4 选矿厂节能工艺

现阶段，国内选矿厂在节能降损方面，相比于将矿石资源进行连续打磨，阶段性的磨选工艺更受企业青睐。在有关“回收细粒复杂贫红铁矿的高效节能技术”的课题研究中明确指出，当对阴离子进行反浮选时，采用选择性的絮凝脱泥可以在现有的磨矿粒度基础上有效处理贫红铁矿。

3 结语

第一，从国内有关选矿的相关研究来看，节能降耗和具有节能性的技术应用将逐渐成为国内矿业开采的引导方针，会与越来越多的社会大众达成共识，也将成为选矿厂技术改造的出发点。第二，目前就国内市场来看，我国有色金属矿业企业在其生产系统信息化、自动化、智能化建设上与发达国家相比存在一定的差距。在如此严峻的局势下，势必要以“互联网+工业”为主要出发点进行“互联网+磨矿自动化系统”的设计与应用。只有在传统工业化生产基础上，与现代化信息技术相互结合，才能在有效实现数据传输与共享的同时，将信息数据利用最大化。根本解决矿产资源开采和加工所产生的巨大能量损耗，为企业自身定位和发展决策提供一定的帮助。

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[责任编辑：陈泽琦]