球磨分级是选矿工艺流程中能耗*高的环节，仅球磨机的能耗几乎占选矿厂能耗的三分之一，而整个球磨分级要占全部能耗的一半，并且其随机干扰因素众多，各工艺参数之间的相关性很强，一个参数的变化会引起多个参数乃至整个过程发生变化。人工操作不易及时和准确地判断与调整各操作参数，加之工人经验和责任心不同，就更难保障各工艺参数稳定处于*佳值。

　　实现对球磨分级关键工艺参数的自动控制，对现场实时在线监控，不仅能减轻操作工的工作强度，减少事故发生率，更重要的是能稳定和提高选别指标，产生巨大的经济效益。

　　因此四川某矿业集团在建选矿厂的同时就要求配套实现球磨分级自动化控制。本文说明了该自动控制系统的实现过程。

　　1系统方案设计选厂球磨分级的工艺流程如所示，原矿通过圆盘给料机从料仓下来后，经输送皮带送到一段球磨机，配水磨碎后经螺旋分级机分级，分级溢流到泵池，返砂加返砂水后返回一段磨矿机。泵池中的矿浆通过渣浆泵打到旋流器，旋流器溢流送到磁选机进行粗选，沉砂经二段磨矿后返回泵池。根据工艺流程可以提出控制要求：一段球磨机控制其负荷状况，避免/空肚“或/涨肚”现象；螺旋分级机控制其溢流的粒度，同时要知道其返砂量；泵池内的矿浆液位和浓度对旋流器的稳定工作有着极其重要的影响，因此要对液位和浓度进行控制。

　　曾昭振（1982-），男，昆明理工大学机电工程学院，硕士研究生，650093云南省昆明市昆明理工大学研究生院2003级4班。

　　原矿蟪旋分级机j二段球磨去磁选磨矿流程11一段球磨机负荷和螺旋分级机溢流粒度控制进入一段球磨的输入量有新给矿量、返砂量、配水量，需要控制的是磨机负荷和磨矿浓度；螺旋机分级的输入是磨矿后的矿浆和补加水，输出是溢流和返砂，要控制其溢流粒度。两者控制既是相互联系的，又是相对独立的。

　　返砂量的多少和原矿量的多少直接决定了一段球磨机的负荷大小，而返砂量的多少是不能直接控制的，只能通过间接方法（检测螺旋分级机的电机负荷）检测出来，故而控制球磨机的负荷就转化为控制原矿的给矿速度。因此确定一段球磨机负荷的控制方案如下：通过检测变送仪表得出球磨机的实时负荷状况，与球磨机的*佳负荷状况（设定负荷）进行比较后送入控制器，并将返砂量一起纳入运算，构成一串级PID回路，得出一合理的给矿流量送给电子皮带秤，电子皮带秤再通过其PLC控制圆盘给料机，从而控制给矿的瞬时流量，*终使一段球磨机在*佳负荷状态稳定运行（见）。另外电子皮带秤还可以计算累计给矿量。

　　球磨负荷控制回路对螺旋分级机溢流粒度有直接影响的两个主要参数是磨矿粒度和返砂量。磨矿粒度的控制要通过控制磨矿浓度来实现，返砂量则受溢流浓度直接影响，因此可通过控制磨矿浓度和溢流浓度来实现对溢流粒度的控制。但磨矿浓度无法直接检测，只能间接控制；而对溢流浓度影响*大、反应*快的是球磨机的前补加水，据此有以下控制思路：当溢流浓度在较小范围内波动时，溢流浓度的控制仅需调节球磨机的前补加水；磨矿浓度的控制则先根据磨矿浓度要求值计算出新给矿量和返砂量的配水系数K、KC再计算出总加水量作为设定值送到控制器，同时检测后补加水流量（PV），实现反馈闭环PD控制回路，从而控制磨矿浓度（如虚线框所示）。如果溢流浓度波动较大，则按所示，以溢流浓度为主调节参数，以球磨机后补加水流量为副调节参数，形成串级控制。通过核子密度计检测溢流浓度，采用模糊PID运算得一后补加水流量值（有正负性），同时将按照球磨浓度要求值计算出的比例系数K、Kc分别与新给矿量、返砂量乘积，将这三者之和作为水流量远程设定，用电磁流量计检测后补加水瞬时流量，同样采取模糊PD控制，推动球磨机后补加水电动执行器使胶管阀动作，调节配水量，实现溢流浓度的稳态控制，从而间接控制磨矿浓度和溢流粒度。

　　螺旋分级机溢流浓度控制回路2泵池矿浆液位和浓度控制泵池的液面控制相当重要，泵池对流入矿浆的波动虽有一定缓冲作用，但泵池的进浆量与泵抽出量应尽快实现平衡，否则将造成矿浆外溢或泵池吸空、渣浆泵喘气，严重破坏旋流器正常工作。进入旋流器的矿浆浓度直接影响分级后的溢流浓度和细度，进而影响*终的选别指标，因此要稳定控制泵池内的矿浆浓度。具体的控制方案：用超声波液位计检测泵池液位，在矿浆进入旋流器的上升直管道上安装一台核子密度计，检测进入旋流器矿浆的实时浓度。将两个参数分别用两个单独的控制回路进行模糊PD运算，控制电机频率和胶管阀开度，实现液位和浓度的控制（见）。

　　2系统功能及集成1系统功能在线显示各设备的工作状况和各检测仪表的数值。

　　在控制画面上实现手/自动切换。

　　22系统集成221硬件集成在原选矿厂的基础设备上，根据以上控制方案，需要配备的硬件设备可以分3层。

　　现场仪器仪表。电子皮带秤1台（包括变频器、变频电机、皮带缓冲机、皮带秤体、编码器等），电子流量计2台，核子密度计2台，110 1W变频器2台（1台备用），电动执行器3套，胶管阀3个，超声波液位计1个。

　　控制器1台（AI/AO模板、DI/DO模板若干）。

　　上位机。台湾华研平板电脑1台。

　　222软件集成从以上的控制方案和硬件集成，可以看出该系统是个小型的DCS系统，因此软件设计分为两部分：下位机的控制程序设计以及上位机的监控程序设计。

　　下位机控制程序设计是用控制器自带的编程软件（匚加118.出61'5.0）按照控制方案进行编程，实50提供了丰富的控制功能模块，能够实现PD控制、模糊控制、串级控制、分程控制等各种控制功能，因此能完全按照控制方案实现控制要求。

　　上位机程序设计是用国产监控软件组态王6 5来完成，主要是用其提供的绘图工具和图库绘制控制画面（包括工艺流程、关键参数设置按钮、报警画面、历史记录等等）；并完成动画连接，动态形象地反应现场情况和各参数的实时变化；实现与控制器的通信。组态王提供了与UMC800的通信接口，因此无需另外编程，只要进行相关参数的设置即可。

　　3结语该系统采用串级、模糊PID等控制方法，能对一段磨矿过程和二段泵池实现自动化控制。但由于现场环境恶劣，操作工素质和现场维护能力有限，因此在程序设计时，除了在软件上考虑手动、自动两套方案外，在硬件上也安排了整套手动方案，即在自动系统发生故障又不能及时排除时，能够脱离自动控制系统，完全手动控制，以免影响生产。

　　球磨分级自动化控制系统能够使机器设备在*佳状态工作，减少工人误操作，使各工艺参数得到稳定控制，减少设备故障发生率和维修工作量，提高生产效率，并带来较好的经济效益。

　　梅山矿业公司运送了49t细粒尾矿到山东工业陶瓷研究设计院，进行辊道窑制砖试验。在没有添加任何成分的情况下，挤出245mm 115mm90mm型号的多孔承重砖坯，在5个小时的高温燃烧后出窑成砖，砖块呈深褐色。该公司在此次试验中初步得出烧制流程和相关参数，并将对砖块的抗压强度、尺寸、冻融、外观、质量等进行全面检测。

　　据悉，梅山矿业公司每年尾矿量100多万t而尾矿制砖1条生产线每年可消耗尾矿31万t左右，只需建成3条制砖生产线就能消耗该公司每年的尾矿排放量，可有效解决尾矿排放的难题。该种尾矿砖将应用于建筑行业，作为墙体的1种新型砌筑材料。（郝敬花）