某選鐵廠選用的浮選機采用的傳統的人工手動加藥裝置，不僅生產效率低、浮選成本較高，而且藥劑消耗量大，工人的勞動強度也超荷，嚴重制約著該鐵選廠的經濟效益。因此，該鐵選廠委托紅星機器廠對其浮選加藥控制系統進行了自動化改造。

一、改造方案

目前，浮選系統加藥方式有兩種，一種是在一次浮選入料泵的入口處集中加藥，第二種是在礦漿預處理器上方分點加藥。根據該鐵選廠的實際情況和其他鐵選廠的應用經驗，第二種加藥方式更合理。在確定加藥方式的基礎上，設計浮選系統自動加藥控制系統，并安裝相應的設備與儀器。在礦漿入浮選機總管道上安裝濃度計，測量入浮礦漿濃度；在每臺礦漿預處理器入料管道上安裝礦漿流量計和循環水流量計，測量管內流體流量；在每臺浮選機的礦漿預處理器上安裝兩臺計量泵，實現即時定量加藥。

該系統可根據每臺浮選機的入浮礦漿量（以鐵礦計算）單獨加藥，調控精確，且能夠消除入浮鐵礦性質差異帶來的偏差；加藥點靠近浮選機，加藥管路較短，系統靈敏度高，有利于消除控制系統的滯后性；可以計算出每臺浮選機的入浮礦漿流量和濃度，生產數據全面，有助于總結分析生產工藝和崗位司機操作。

二、浮選自動加藥控制系統

浮選自動加藥控制系統是通過檢測浮選機的入浮礦漿濃度與流量，并計算出鐵礦量，進而建立浮選藥劑添加量與鐵礦量、入浮礦漿濃度關系的數學模型，通過流量計和濃度計對所需數據進行采集，以控制核心PLC對數據進行處理，實時跟蹤入浮礦漿濃度和流量變化，及時調整浮選藥劑添加量的生產過程自動控制系統。

1、控制原理

浮選自動加藥控制系統是一個動態系統，即浮選藥劑添加量由入浮礦漿量、噸煤藥耗量等參數決定，藥劑添加量與各參數的關系可表達為：Q0i=K1×m+K0i，（1）式中：Q0i為藥劑添加量，i=1、2，L/h；K1為鐵礦藥耗量，L/t；m為鐵礦量，t/h；K0i為修正值，i=1、2，L/h。

在實際生產過程中，由于每臺浮選機的工況和入浮礦漿的性質不同，其藥劑添加量也存在差異，通過修正值可以對藥劑添加量進行微調，以達到滿足生產要求的目的。

2、系統結構

該鐵選廠浮選自動加藥控制系統結構主要由PLC模塊、觸摸屏、計量泵、濃度計、電磁流量計等組成。其中一臺濃度計安裝在一次浮選機的DN600入料管道上，10臺電磁流量計分別安裝在5臺礦漿預處理器的礦漿入料管和循環水管上。利用檢測到的入浮礦漿濃度和流量數據，可以計算出每臺浮選機的入浮礦漿中所含的鐵礦量。為了避免藥劑罐內液面變化對計量泵輸出流量的影響和管路虹吸現象，在管道上安裝了背壓閥；同時在管道上加裝了脈沖阻尼器，以穩定流體壓力和流量，消除管道振動現象，確保背壓閥正常工作。

3、系統功能

（1）測量與控制功能。PLC通過檢測儀表進行數據采集，并通過以太網與觸摸屏進行數據交換，數據經CPU計算與處理后，通過輸出模塊輸出控制信號并驅動計量泵工作。該系統不但能夠實時跟蹤入浮礦漿中的干煤量，而且能夠實時動態調節計量泵的流量；其控制方式有兩種，分別為自動控制和手動控制，浮選司機可根據實際生產情況選擇。

（2）操作、顯示、記錄功能。這些均是基于觸摸屏的人/機交互界面的功能，包括實時顯示浮選系統工藝流程和動態參數（包括實時趨勢圖和歷史趨勢圖）、自動/手動控制方式選擇、計量泵遠程啟停、工藝參數設置、歷史記錄查詢、累積量顯示（包括日累積和月累積）等。

三、應用效果

2014年11月該鐵選廠浮選自動加藥控制系統正式投入使用，在系統工作狀態穩定后，于2014年12月23-25日對4011#一次浮選機進行了單機試驗。不同加藥方式時的試驗數據對比結果顯示：采用自動加藥控制系統后，浮選精煤灰分比較穩定，在11.06%～12.29%之間；浮選精煤產率由64.14%提高到65.15%，提高1.01個百分點；鐵礦藥劑消耗總量下降0.122kg/t，浮選生產成本降低。

該鐵選廠月綜合數據顯示：2014年1-10月，鐵礦石的捕收劑、起泡劑消耗量分別為0.88、0.55kg/t，藥劑消耗總量為1.43kg/t；11月鐵礦石的捕收劑、起泡劑消耗量分別為0.73、0.57kg/t，藥劑消耗總量為1.30kg/t。由此可見，該系統投入使用后，浮選藥劑消耗總量下降0.13kg/t。按照藥劑入浮量為原鐵入選量的18%、藥劑價格為1.08萬元/t計算，每年可節約藥劑成本151萬元。

該浮選自動加藥控制系統在選鐵廠應用實施后，運行非常可靠，控制精度也達到一定的高度，有效提高了浮選工藝的生產指標，而且大大降低了浮選操作工人的勞動強度，降低藥劑消耗，為選鐵廠帶了可觀的經濟效益。