浮选自动控制在凡口铅锌矿的研究与应用.pdf

3 4 浮选自动控制在凡口铅锌矿的研究与应用 林裕安 摘 要介绍浮选自动控材目标下限、“事故”原因分析矩阵、专家系统、加药步长的设置 和在实际生产中的试用情况。试用期间生产平稳．有利于提高生产指标。 关■词浮选自动控制；矩阵；专家系统；步长；回收率 中圈分类号T D 9 2 89文■标识码A 凡口铅锌矿依靠科技进步，不断提高选 矿自动化水平，先后引进了磨矿自动控制的 I ／A 系统，检查磨矿浓度、细度的P S M 一 4 0 0 粒度仪，检测p H 值的p H 计，特别是检 测浮选指标的荧光分析仪和控制浮选指标 的自动给药系统，更是为浮选自动控制的研 究和应用创造了条件。北京矿冶研究总院 和凡口铅锌矿台作研究的浮选自动控制系 统正是利用荧光分析仪的指标进行分析。然 后控制给药系统调整给药量，从而达到控制 浮选指标的目的。控制系统示意图见图1 。 圈1 控制系统示意图 1 浮选流程简介 凡口铅锌矿采用高碱、混合用药快速优 先浮选流程，处理量2 0 5 0 t i d ，原矿磨矿后， 用石灰和硫酸锌作抑制剂、丁基黄药和乙硫 氮作捕收剂、松醇油作起泡剂选铅，浮铅尾 矿用石灰作抑制剂、硫酸铜作活化剂、丁基 黄药作捕收剂、松醇油作起泡剂选锌，工艺 特点是流程长，加药点多，铅粗选有快粗和 三次粗选、一次扫选，精选有快精和五次精 选，选锌为三次粗选、三次扫选、三次精选， 整个选别过程共有6 0 个加药点。 2 控制机理 该控制系统主要是通过四种设置实现 控制。 2 ．1 目标下限夏模糊化 浮选效果的好坏是看产品的品位和回 收率。对于我矿来说。就是铅精矿的品位和 回收率、锌精矿的品位和回收率，对于目前 的原矿品位和技术，目标下限可设定为铅品 位大于或等于5 8 ％，回收率大于或等于 8 2 ％，锌品位大于或等于5 3 ％，回收率大于 或等于9 4 ％。这可根据原矿的变化和技术 进步及时调燕，或根据对指标的要求调整。 对于日常生产指标，我们可表述为“很 低”、“较低”、“合适”、“较高”、“很高”五个模 糊值，同样，对于指标的变化情况可表述为 “速降”、“缓降”、“稳定”、“缓升”、“速升”五 个模糊值。 当生产指标较低但正在速升时，我们认 为正常。同样，当生产指标刚好达标但正在速 降时，我们认为不正常，因此，对于铅锌的品 位和回收率设定的下限，对于每一个指标及 器喜暑赛；翟器量瞿品墨 ，男，广东揭阳人，凡口铅锌矿科研所工程师，广东韶关5 1 2 3 2 5 万方数据 3 5 其变化率都可以给出如表1 所示的模糊表。 裹l模糊裹 变化率丽孺_ { 际f 』；吾蟊堡聂i 百 速降一43210 缓降一3 2一l01 稳定 一21012 埋升一lOl2 3 建升0123 4 从表l 看，生产状况低于0 即为不正 常，大于、等于0 即为正常。对于调整过程 中药剂用量的大小及其变化率我们也把它 模糊化，模糊值的相应数组同表1 。 2 ．2 。事故”原因分析矩阵设置 当浮选指标低于设置目标下限的任一 项时。我们就把它当成一次“事故”来分析。 引起浮选指标变化的因素很多，如矿石品 位、矿石性质、人选浓细度、矿量、药剂性质、 浮选机性能等，因为现场只能从分析仪和给 药机获取信息，对于铅品位低的原因，我们 归结为 1 铅精矿中锌、铁品位和回收率的 提高； 2 铅精矿中锌品位和回收率的提高； 3 铅精矿中铁品位和回收率的提高； 4 原 矿品位中铅锌品位降低而铁的品位升高； 5 其它原因。对于铅回收率低的原因，我 们归结为 1 铅品位太高而丁基黄药添加 不足； 2 铅品位太高而乙硫氮添加不足； 3 原矿品位低； 4 丁基黄药添加不足且硫 酸锌添加太多； 5 其它原因。对于锌品位 低的原因，我们归结为 1 锌精矿中铅、铁 品位和回收率的提高； 2 锌精矿中铁品位 和回收率的提高； 3 石灰添加不足； 4 硫 酸铜添加不足； 5 丁基黄药添加太多。对 于锌回收率低的原因，我们归结为 1 锌品 位太高而丁基黄药添加不足； 2 锌品位太 高而石灰添加太多； 3 锌品位太高而硫酸 铜添加太多； 4 选铅作业捕收剂添加不足； 5 原矿品位低。 为了一致，我们规定矩阵中各数的绝对值之和为1 0 。对于铅浮选铅精矿品位不正常的 5 种原因相对应的判断矩阵为 034012000 0000 0 0 0 6O04000 0000O 00 00600 4O0000 0000 000003 ～2500O00 00 1 0 000g00 00000000 对于铅浮选铅精矿回收率不正常的5 种原因相对应的判断矩阵为 2 00000 0000080 00 20000 0000 08000 0 00 000 - 5 ～2 3 000 0000 000 0000 000050 50 0 001 00 0000 000000 上面矩阵1 5 列中的1 5 个变量分别是 铅精矿中铅、锌、铁的品位，铅精矿中铅、锌、 铁的回收率，原矿中铅、锌、铁的品位，选铅 的6 种药剂松醇油、乙硫氮、丁基黄药、D S 、 硫酸锌、石灰的用量。 对于锌浮选锌精矿品位不正常的5 种原因相对应的判断矩阵为 0O 00 01 0 1 0 O OO 00 0 0 0 0 00 00 O O O O 呻 O 0 0 0 0 O 0 O 0 0 O O O 0 O O 0 0 O 0 2 5 0 O 0 0 0 0 O 0 l O 0 O O 4 5 0 0 O O O O 0 O 3 0 O O 0 万方数据 3 6 对于锌浮选精矿回收率不正常的5 种原因相对应的判断矩阵为 03000000o070 0 600 00 0 00000 06000 000 0 004 000000000000 00O 0 0001 00000 上面两矩阵1 5 列中的1 5 个变量分别 是铅精矿中铅、锌、铁的品位，铅精矿中铅、 锌、铁的回收率，原矿中铅、锌、铁的品位和 选锌药剂松醇油、丁基黄药、硫酸铜、石灰以 及选铅药剂乙硫氮、丁基黄药的用量。 当计算机收到分析仪的一组数据后，算 出回收率，然后把当前的指标模糊化，如果 指标不正常，就利用指标和药剂的模糊值及 判断矩阵。用神经网络进行辩识，找出指标 不正常的原因，然后询问专家系统进行调 整。 2 ．3 专家系统设置 在辩明了浮选过程中出现异常指标的 原因后，就需要根据情况调整药剂。我们集 中了现场技术人员和有经验的操作师傅，对 各种异常指标的调整经验建立了相应的专 家系统，它是由一系列I F 、T H E N 的条件和 决策所组成，在I F 如果 的后面给出决策 条件，主要为药剂添加的当前情况，T H E N 那么 的后面给出决策，郎调药的类别和方 向。例如当锌精矿品位较低且还在继续降 低，网络判断原因为石灰不足，专家系统就 据此调整石灰用量，若调整3 0 m i n 后指标仍 达不到要求将继续调整，至于增加或减少的 量则由该药剂添加或减少的步长决定。当 品位和回收率同时不正常时，系统将先保品 位后保回收率。 2 ．4 增减药剂步长的设置 步长就是每次调药的量。由于浮选系 统流程长，药点多，有的药点是不用调整或 很少调整，它的步长就被设为零，至于需调 整的药点，则根据它的上下限不同而不同。 如铅精选五，其调药范围为3 0 ～1 0 0 m l ／ 00 00 00 55 00 r a i n ，步长设2 0 m l ／m i n ，而铅精选一，其范围 为5 0 0 ～1 0 0 0 m l ／m i n ，步长设1 0 0 m l ／m i n ， 球磨药点步长为0 ，如需调整则由操作者决 定。 3 工业试验 完成软件编制、各种设置和硬件的连接 后。在选矿厂I 系列进行工业试验。我们设 定铅精矿品位5 8 ％、回收率8 4 ％，锌精矿品 位5 3 ％、回收率9 4 ％，分析仪每1 0 r a i n 送一 批分析数据，同时读取自动给药机当前各药 点的加药量，生产指标低于控制指标时，系 统将进行调整。为了节省药剂，当生产指标 连续正常时，将对药剂进行回调，即当品位 连续正常时精选药剂每3 0 m i n 增加0 ．5 个 步长，当回收率连续正常时粗选药剂每 3 0 m i n 减少0 ．5 个步长，既保证生产稳定， 又节省药剂。工业试验自动控制原则框图 见图2 。 经过同一系列连续3 0 个班的对比试 验，试验指标见表2 。 表2工业试验指标／％ 自动控制人工控制 名称 曼垡旦墼皇曼焦堕坚皇 铅锌 铅锌钳锌铅锌 原矿53 7 1 0 ．8 4l O Oo 啪o5 ．2 91 0 ∞1 0 0 ．0 1 1 3 0o 铅精矿5 9 ．儿8 7 ．8 3 5 9 ．1 78 74 3 锌精矿 5 40 7 9 45 2 5 3 ．8 9 9 4 0 7 由表2 可见，在自动控制情况下，平均 生产指标均高于控制指标，且优于人工控制 指标，铅精矿回收率高0 ．4 ％，锌精矿回收 率高0 ．4 5 ％，按年处理5 0 万t 原矿计，年增 加效益1 0 0 万元以上，并可减轻工人劳动强 度，为减少劳动力创造条件。 万方数据 3 7 4 存在问题 目前该控制系统仅靠调药来控制指标， 而浮选过程是一个多因素、多变量的动态过 程，在操作波动情况下，仅靠调整药剂不能 完全解决问题，因此制约了该控制系统发挥 优势，专家系统对多因素、多变量影响浮选 指标对策不全，因此还需不断完善。自动控 制仅能在生产稳定情况下使用，在操作波动 大时显得无能为力。不能取得好指标。 图2 自动控制原理框图 该控制系统的控制依据来自荧光分析 自动控制的新操作方法，它才具有生命力。 的数据，当荧光分析有故障时它的调节将是 ，。．。 错误的，这时必须把它停下来。而且分析仪 ⋯～ 只测定原矿、铅精矿、锌精矿和尾矿的品位， 虽然自动控制使用时出现不少问题，有 对于控制品位和回收率的快粗、快精和精选其局限性的一面，但若使用好它仍将对操作 一尾矿没有检测，控制过程相对滞后。 起一定的辅助作用，指标稳定，操作人员劳 设定控制步长虽可避免操作大起大落，动强度减轻，我们在今后使用过程中需不断 但合适的控制步长不易设定得准确。在试 总结、不断完善，使其真正能为现场生产服 验中发现有的步长太大，也有的太小，这必 务，把我矿自动化水平推向一个新的层次。 须不断修正。控制矩阵也必须不断完善。参考文献 若磨矿自动控制、粒度仪、p H 计等能使 l 北京矿冶研究总院．凡口船锌矿浮选控棚研究 用，液面、充气量等也能控制，控制效果将更 报告[ 刚t 1 9 9 9 * 明日2 茹青．浮选自动控制软件的研制及工业实践 只有对操作工进行培训，才能适应浮选 [ J ] 有色金属 选矿部分 , 1 9 9 9 3 4 1 万方数据