1、选矿自动化发展现状
选矿工业是传统的基础工业，已具备相当规模，从业入员众多。突出的问题是能耗高、效率低、自动化水平低，劳动强度大，选矿技术经济指标低，而且随矿石性质及操作条件的变化很不稳定。随着矿物加工工业的发展，品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂的难选矿石所占比例日益增大，而冶金、材料等用户对选矿产品的质量要求愈来愈高，加之环境保护、经济效益等方面的压力，各种先进的生产过程控制方法都随之应运而生。
1.1破碎作业的监测和控制
破碎工序是选矿作业的第一道工序，该工序能否稳定正常的工作直接影响后续作业。破碎自动化控制系统通过对油温、油压的检测，实施对破碎机安全工作状态的分析和报警；通过对破碎机负荷的检测和分析，实施破碎机优化给矿的控制；通过对料仓料位的检测和各破碎机能力的分析，实施自动布料和破碎机负荷优化平衡控制；此外还对主要皮带的跑偏、打滑实施控制，以及对相关设备实施逻辑连锁与保护控制。确保整个系统安全、稳定、高效地运行。
对于国产圆锥破碎机，由于其排矿口尺寸不能动态调整，生产中采用固定排矿口，定期进行人工重新调整的方法来控制产品粒度。控制系统主要选取主传动电机的功率（或电流）作为被控参数，控制一般采用恒功率或优化功率方式，动态调整给矿机给矿量的大小，使主机的负荷稳定在设定的要求之内；同时检测破碎机润滑系统的温度、压力、流量等，具有完备的保护功能。
国外圆锥破碎机控制系统的主参数控制选取了主传动电机功率和破碎机排矿口尺寸两个参数作为被控变量，通过检测给矿量、油压、功率、油温、排矿口尺寸等来动态调整排矿口尺寸和给矿速率，其目标函数是排矿口尺寸最小、给矿量最大。系统的所有控制动作均是向这两个目标逼近。
1.2磨矿分级作业控制
磨矿分级是选厂耗能最多、成本最高的环节，也是直接关系到产品质量和产量的重要环节。磨矿分级自动化控制系统采用先进的控制方式，通过对磨机负荷和给矿性质等因素的综合分析判断．实现对磨机给矿、磨矿浓度、分级溢流浓度和粒度的优化控制，磨机球荷球比的分析和调整，磨机油路润滑系统的安全保护等。同时，系统还实现磨矿分级作业参数的自动检测、显示和各种故障报警，最终使磨矿分级作业始终在最优的状态下运行。
1.2.1磨矿回路的模糊控制
模糊控制是用语言归纳操作人员的控制方式，运用语言变量和模糊集合理论形成控制算法的一种控制。它不需要对控制对象建立精确的数学模型，只要求把现场操作人员的经验和资料总结成较完善的语言规则，因此它能绕过对象的不确定性、噪音以及非线性、时变性、时滞等的影响，系统性强，尤其适用于非线性、时变、滞后系统的控制。据报道，南非利乌多尔金矿的月产量为12万t，采用2台半自磨机（单段），分级设备为二次水力旋流器，最终产品粒度为80%～75um。该矿成功地将模糊逻辑控制应用于半自磨回路中，并研制了一种先进的磨矿控制系统( Grind - ACE)软件作为控制系统的执行平台。运行结果表明，带控制和不带控制相比，台时处理量可提高10.77%，处理每吨矿石的电耗下降9.7%，磨机介质的添加量可减少约15%。王彩霞等在山东招远夏甸金矿、贾鹏昆等在山东莱州望儿山金矿的磨矿自控系统中引入一个Fuzzy - PID自适应模糊控制器进行复合控制，起到了PID控制器参数自校正作用。
1.2.2磨矿回路的专家系统
专家系统是一个基于知识的智能推理系统，它拥有某个特殊领域内专家的知识和经验，并能象专家那样运用这些知识，即具有在专家级水平上工作的知识、经验和能力，通过推理作出智能决策。据美国《世界采矿设备》报道，美国犹它州巴里克一默克尔(Barruk - Mercur)金矿选厂应用以模型为基础的专家系统控制半自磨机，与原来的PI控制相比，矿石处理量提高4. 4%，处理每吨矿石的平均能耗减少5. 7%；墨西哥某日处理7.2万t铜矿石的选矿厂，有12个球磨机与水力旋流器组成的闭路系统，采用专家系统，生产能力提高10%，处理每吨矿石的电力消耗减少7%。
1.2.3球磨恒定给矿量控制
料仓物料一般由皮带输送机输送到球磨机，为了保证球磨效果，必须自动调节给矿量。为达到此目的，球磨加装智能状态检测电耳，由此信号控制输送机电机变频凋速，或由输送带上的核子称测得的矿量信号控制。
1.2.4矿浆分级粒度控制
为了提高分级效果，分级矿浆浓度必须控制在一定范围内。在排矿管道上安装核子浓度计．检测矿浆浓度信号，该信号经PLC的模拟输入通道进行A/D转换，转换结果除上传工控机进行数据归档外，还要与浓度设定控制值进行PID运算，运算结果通过PLC的模拟输出通道进行D/A转换，输出标准的4~20 mA电流信号，控制浓度调节水控制阀的阀门开度，从而实现恒定设定浓度的控制。
旋流器分级除给料浓度控制外还要对给矿压力进行监控，指导给矿泵的变频控制，目前旋流器分级已经开始使用气动阀门来调节压力不足。在分级排矿管道上安装粒度仪，检测矿浆中物料的粒度，信号返回到浓度控制和压力调节，从而进行合理化的调整。
旋流器的控制是一个复杂的控制过程，主要体现在3个方面：①泵池液位、给矿浓度、给矿压力任一因素发生变化，均会导致旋流器原有控制平衡被破坏；②给矿浓度、给矿压力均影响旋流器溢流粒度指标，当溢流粒度指标发生变化时，无论调节给矿浓度还是调节给矿压力（往往是同时调节），调节幅度均无法精确定义；③由于磨矿生产工艺过程的时变性和不确定性，也导致旋流器各工艺参数的时变性和不确定性。
1.3浮选作业自动控制
浮选过程是有用矿物成分的选别和富集过程，浮选槽的矿浆在搅拌充气和浮选药剂的作用下，有用金属成分被活化吸附后，带到泡沫层中，经刮出就成了精矿，相反，矿浆中的脉石和其它成分经药剂作用下沉为尾矿。浮选过程控制的主要目标是：保持合格的最终精矿品位、提高有用成分的回收率、降低药剂等原材料的消耗量。用作浮选过程控制的控制变量主要有：浮选矿浆的pH值、浮选药剂量、浮选槽液位、浮选槽的充气量等。
1.3.1浮选液位控制
在浮选中，对浮选槽液位和气泡厚度检测非常重要，对浮选槽的液位和充气量进行控制也一直是个难题，控制效果的好坏直接影响到浮选指标的优劣。据报导，近年来在浮选槽检测矿浆液位时采用浮子式液位变送器（如芬兰奥托昆普公司生产的LMU -200矿浆液位变送器及国内生产的类似矿浆液位变送器等）的较多，采用超声波测量浮球位移的浮选槽液位计在南非、加拿大、美国等已被应用，国内在铜陵冬瓜山选厂也有应用。
1.3.2浮选加药控制
浮选药剂的添加是浮选生产工艺中的一个重要环节，添加量的大小、准确与否都直接影响着产品的数、质量及效益。传统的人工调节方式既不准确也不及时。而浮选自动加药控制系统的应用，不但克服了人工调节的缺点，而且降低了浮选生产的药耗，为选厂带来直接的经济效益，同时减轻了岗位工人的劳动强度。浮选加药控制系统主要根据原矿量、泡沫层厚度、原矿中的总金属量、精矿品位以及金属回收率等浮选工艺过程参数，利用专用算法动态控制浮选药剂的添加量，使浮选过程分选效果达到最优化，有利于降低药耗，提高金属回收率。
马鞍山矿山研究院研制的S MCJ -16型程控加药机可被广泛应用于矿山如黑色、有色浮选厂、化工、水处理、煤炭系统选煤厂等生产过程控制中各种药液的添加场所。它在稳定工艺流程、降低药耗、提高生产指标、加强科学管理等方面具有更加显著的作用，并为实现浮选过程自动控制创造了有利条件。加药系统由加药控制柜、可编程序控制器PLC、人机对话单元HMI（触摸屏）、计算机工作站、给药电磁阀等5部分组成。
1. 3.3在线品位分析
选矿产品的质量与选矿生产工艺流程中的3大参数——粒度、浓度、品位有直接关系。在线X荧光品位分析仪被人们誉为选矿厂的“眼睛”，它可以实时连续地同时测量出矿浆品位和浓度这两个参数。根据品位的测量结果调节浮选槽液位、药剂添加量，就可以在保证产品质量合格的前提下，提高矿石处理量、金属回收率和产品合格率，对提高选矿厂技术经济指标和选矿厂自动化水平、减轻工人劳动强度具有重要意义。
1.4高效浓缩机过程参数自动检测与控制
高效浓缩机是一种占地面积小、投资费用低、单位面积处理能力大、降低电耗、减少环境污染的新型高效固一液分离设备。根据我国20多个重点黑色金属矿山选厂的尾矿情况调查统计资料来看，尾矿的平均排放浓度只有15%左右，而用于输送尾矿的电耗占选厂总用电量的15%或更多。对上述特点进行分析发现，排矿浓度低是目前选矿厂尾矿输送系统的关键问题之一。由于输送距离长、输送尾矿量大，选矿厂多采用多条管路、多级泵站接力式输送，将尾矿输送到尾矿坝。尾矿的低浓度输送使得尾矿系统能耗大、磨损快、成本高、循环水利用率低。如果把选矿厂的尾矿排放浓度普遍提高到45%．那么仅此一项改革，每年就可节约电1.8亿kW．h，为此，马鞍山矿山研究院研制并生产了∮3.6 m～∮12 m各种规格的高效浓密机，先后在马钢姑山矿、浙江闲林埠钼铁矿、铜陵有色公司选厂、广西高龙金矿等矿山推广应用。高效浓密机的主要检测参数有给矿量、给矿浓度、底流流量、底流浓度、药剂流量、界面高度、驱动扭矩，对溢流水浊度要求高的地方还要检测溢流水的浊度；主要控制参数有：底流排放量和絮凝剂添加量。采用浓缩自动化控制系统对尾矿排放进行自动控制，达到增大排矿浓度、减少排矿总量、降低能源消耗、增大循环水利用率的目的。
2、选矿自动化发展中存在的问题
(l)传感器技术和过程参数自动检测仪表没有突破性的进展，如一些与矿浆相关的关键过程参数的检测仍然存在安装复杂、可靠性低、运行寿命短、测量精度低等老问题。这是影响选矿过程控制应用水平的最重要的因素。
(2)大多数选矿厂在对现场仪表和控制系统的长期使用维护方面缺乏必要的重视，现场严重缺乏相关专业的技术人员进行系统的维护和调整，使得很多测控设备仅能在安装投运后的短期内保持良好的运行状况。一旦系统开发方的技术支持减弱，系统很可能因为设备故障、工况变化、人员变化等情况而难以正常工作。
(3)一些老的选矿厂在初始设计时没有考虑采用相应的过程控制技术，致使这些厂矿在后期实施自动检测和控制时先天存在工艺和设备方面的困难给过程控制的实施增加了一定的难度。
(4)一些选矿厂依然存在认为中国劳动力过剩上自动化没有必要的落后观念。
3、结论
随着控制技术、计算机技术、仪表技术等的发展，选矿过程自动控制也会逐步由过去简单的DDC控制，单机组、单设备的控制发展到整个选矿厂的综合自动化智能控制，稳定可靠的智能化矿山专用检测仪表将不断应运而生，网络技术、多媒体技术也将成为未来矿山现代控制系统的发展方向。
相关矿山机械设备：
1、圆锥破碎机
2、雷蒙磨粉机
