磨礦過(guò)程是整個(gè)選礦工業(yè)的核心部分，它起著承上啟下的關(guān)鍵作用。目前國(guó)內(nèi)的磨礦過(guò)程自動(dòng)化程度較低，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、能源消耗大、磨礦過(guò)程的各項(xiàng)工藝指標(biāo)合格率較差，成為制約整個(gè)選礦生產(chǎn)的瓶頸，因此有必要提高磨礦過(guò)程的自動(dòng)化控制程度。

一、磨礦過(guò)程工藝流程

某選礦廠磨礦過(guò)程的工藝流程：料倉(cāng)內(nèi)的原礦石經(jīng)由給料機(jī)和調(diào)速秤，被送入一段球磨機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段閉路磨礦系統(tǒng)研磨后，再經(jīng)過(guò)篩分，不符合工藝要求的物料通過(guò)螺旋分級(jí)返砂至一段球磨機(jī)，符合要求的物料將進(jìn)入二段閉路磨礦系統(tǒng)進(jìn)行二次研磨，經(jīng)過(guò)水力旋流器的溢流和經(jīng)篩分作用后的物料將進(jìn)入后續(xù)作業(yè)。

整個(gè)磨礦過(guò)程中，最為關(guān)鍵的工藝指標(biāo)是二段閉路磨礦系統(tǒng)的旋流器溢流粒度。影響整個(gè)磨礦過(guò)程的主要因素有料倉(cāng)給料 量、一段球磨機(jī)筒體內(nèi)的礦漿濃度、螺旋分級(jí)機(jī)的溢流濃度、水力旋流器的礦漿濃度等。保持球磨機(jī)給料量的相對(duì)穩(wěn)定，使其不波動(dòng)或者在允許范圍內(nèi)小幅波動(dòng)，對(duì)磨礦過(guò)程至關(guān)重要，同時(shí)在保證球磨機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，從經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮應(yīng)保證球磨機(jī)始終運(yùn)行在最佳負(fù)荷區(qū)間。螺旋分級(jí)機(jī)的溢流濃度與一次分級(jí)的溢流粒度有著密切的聯(lián)系，可以影響一段球磨機(jī)的臺(tái)時(shí)處理量，因此螺旋分級(jí)機(jī)溢流濃度是決定產(chǎn)品質(zhì)量好壞、提高磨礦效率的重要環(huán)節(jié)。為了保證水力旋流器在產(chǎn)品質(zhì)量上的穩(wěn)定，必須對(duì)旋流器的給礦壓力施以控制，從而保證旋流器的工況保持在最佳，防止產(chǎn)品質(zhì)量的大幅波動(dòng)。旋流器的溢流粒度與給礦濃度有一定的關(guān)系，此參數(shù)配合將是控制旋流器分級(jí)效率的重要參數(shù)。上述各因素共同決定了磨礦過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量。

通過(guò)文分析，可以確定整個(gè)磨礦過(guò)程的主要控制量為料倉(cāng)的給料速度、一段球磨機(jī)入口加水閥門開度值等，即一段閉路磨礦系統(tǒng)的水料比；主要被控量為料倉(cāng)給料量、一段球磨機(jī)入口加水量、一段球磨機(jī)的礦漿濃度、二段磨泵池液位等。

二、磨礦過(guò)程控制策略

智能優(yōu)化系統(tǒng)包括智能協(xié)調(diào)模型、一段磨礦回路設(shè)定模型、一段溢流濃度軟測(cè)量模型、一段磨機(jī)負(fù)荷推理模型、一段預(yù)測(cè)補(bǔ)償模型、一段磨礦礦漿濃度軟測(cè)量、二段溢流濃度軟測(cè)量模型和二段預(yù)測(cè)補(bǔ)償模型組成。

1、智能協(xié)調(diào)模型

智能協(xié)調(diào)設(shè)定模型根據(jù)給定的水力旋流器溢流濃度的預(yù)期值，在球磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理量以及邊界條件的約束下，計(jì)算出一段磨礦回路溢流濃度和二段磨礦回路的預(yù)期值。該模型采用基于專家控制系統(tǒng)的多級(jí)決策算法，協(xié)調(diào)一段磨礦回路和二段磨礦回路的產(chǎn)能分配。當(dāng)工藝指標(biāo)與當(dāng)前實(shí)際值的偏差值在二段磨礦回路的調(diào)節(jié)能力的范圍之外時(shí)，調(diào)整一段磨礦回路溢流濃度的預(yù)期值，從而可有效調(diào)整磨礦過(guò)程的運(yùn)行狀態(tài)。

2、一段磨礦回路設(shè)定模型

一段磨礦回路設(shè)定模型可以根據(jù)上述智能協(xié)調(diào)設(shè)定模型得出的一段溢流濃度的預(yù)期值，然后得出一段磨礦回路的設(shè)定值。該模型可以有效地結(jié)合球磨機(jī)有功功率的變化曲線，采用自尋優(yōu)控制，針對(duì)最佳負(fù)荷工作點(diǎn)實(shí)時(shí)漂移這一情況，實(shí)時(shí)尋優(yōu)找出最佳負(fù)荷工作點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理量的最大化、最優(yōu)化。

3、一段預(yù)測(cè)補(bǔ)償模型

一段磨礦回路預(yù)測(cè)補(bǔ)償模型基于專家控制系統(tǒng)，將一段溢流濃度軟測(cè)量的預(yù)估值和一段溢流濃度的預(yù)期值進(jìn)行比較，然后根據(jù)其偏差值，對(duì)一段磨礦回路的設(shè)定值進(jìn)行修正。

4、二段溢流濃度軟測(cè)量模型

二段磨礦回路濃度軟測(cè)量模型采用案例推理算法來(lái)對(duì)二段磨礦回路指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)；一段磨礦回路濃度軟測(cè)量模型采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)。一段磨礦回路礦漿濃度軟測(cè)量模型根據(jù)料倉(cāng)的給料量、返砂水量和螺旋分級(jí)機(jī)電流等數(shù)據(jù)，采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與物料平衡相結(jié)合的算法，得出當(dāng)前礦漿濃度的在線估計(jì)值。建立礦漿濃度軟測(cè)量模型是為了解決礦漿濃度無(wú)法通過(guò)儀器儀表直接實(shí)時(shí)在線測(cè)量的問(wèn)題，以保證適宜的礦漿濃度從而使得磨機(jī)負(fù)荷達(dá)到最佳。

5、磨機(jī)負(fù)荷推理模型

磨機(jī)負(fù)荷推理模型根據(jù)一段球磨機(jī)有功功率、螺旋分級(jí)機(jī)電流、磨機(jī)聲強(qiáng)和球磨機(jī)給礦量等，采用模糊控制，給出當(dāng)前磨機(jī)負(fù)荷的估計(jì)值，并將磨機(jī)負(fù)荷的估計(jì)值輸入一段磨礦智能設(shè)定模塊，作為優(yōu)化設(shè)定的約束條件。

通過(guò)對(duì)該綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)踐，有效地避免了人為因素對(duì)整個(gè)磨礦過(guò)程造成的影響，保證了磨礦過(guò)程平穩(wěn)、安全和高效運(yùn)行，并且改善了現(xiàn)場(chǎng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作環(huán)境；近幾個(gè)月的試運(yùn)行以來(lái)，球磨機(jī)的臺(tái)時(shí)處理量提高了近0.9t/h，二次磨礦品位提高近3%。

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