选矿自动化(automation of mineral process- ing)在选矿生产中，采用仪表、自动装置、电子计 算机等技术和设备，对选矿生产设备状态和选矿生产 流程状况实行监测、模拟、控制，并对生产进行管理的 技术。

包括选矿测试技术、选矿过程控制、选矿过程数学模型和选矿过程模拟以及选矿生产的计算机管理。选矿自动化综合应用了传感器技术、电子技术、自动 控制理论、通讯技术及电子计算机科学等多方面的成就，选矿自动化的发展与这些学科密切相关。同时，选矿自动化又必须以选矿工艺流程以及生产技术经济要求为依据。而矿物资源的贫化，选矿设备的大型化和智能化，以及选矿工艺的不断发展，对设备的效率和可靠性、过程参数的稳定及各段产品的质量提出了更高的要求，这就促进了选矿自动化的发展，使其成为选矿厂正常生产的必要手段和提高选矿厂综合效益的有效途径。

选矿自动化系统按其功能分为自动操纵系统、自动监视保护系统、自动检测系统、自动调节系统和调度管理系统。

自动操纵系统

按预先设计的程序自动操纵某些生产设备进行周期性操作，在破碎过程中对某些设备（如各段破碎机、皮带运输机、振动筛、油泵等）按流程要求进行顺序的启动或停机（见顺序控制系统）。

自动监视保护系统

利用各种信号连锁装置和工业电视对破碎机、磨碎机、皮带运输机等的运转状态进行监测，对生产过程中各储矿仓排矿口和皮带转载漏斗等关键部位及料流进行监视。借助流程模拟盘、工业电视或屏幕显示器监视整个系统的运行状况。当某一工艺参数超出允许范围时，监视保护系统便自动地发出声光信号，进行报警或预报警，同时自动打开安全机构并停车。

自动检测系统

对重要工艺参量（如矿物粒度、矿浆浓度、矿仓料位、泵池和浮选机的液位、矿浆酸碱度、金属含量、矿量、水量、药剂量、电耗量等）进行连续测量、分析、指示或记录，同时将上述参量变换成电信号，以便计算机进行处理和储存，实现选矿过程和调度管理的自动化。

自动调节系统

在选矿过程中，各种工艺条件（如原矿硬度和粒度、磨碎机和分级机补加水的水压等）变化很大，为了使某一工艺参量在受到外界干扰影响时能恢复和保持在规定的数值范围内，需要采用各种专用自动检测仪表，控制设备或计算机与被控对象一起组成自动调节系统，对某些关键工艺参量进行自动调节。选矿厂的主要生产过程都在不同程度上实现了自动调节，其中以磨砂分级和浮选过程的自动调节最为重要，因为这两个过程决定选矿产品的产量、质量、金属回收率和电能消耗。

图1表示一个典型的磨碎分级过程。计算机自动控制系统的控制目标是：保证水力旋流器溢流矿浆粒度合格，使有用矿物与脉石达到单体分离，满足选别过程要求；保证磨碎分级过程稳定，使球磨机处理能力最大。在线自动检测仪表连续检测主要工艺参量并将其变换成电信号，送给计算机。计算机则根据事先建立的数学模型计算出原矿给矿量以及球磨机和矿浆池给水量的最优值；向给矿机的调速电动机、调节阀的电动机执行机构和矿浆泵的变速装置发出执行信号，自动调节球磨机的给矿量、球磨机和砂浆池的给水量、给入水力旋流器的砂浆量，以保证磨砂分级过程的阶段产品合格。 　图2为浮选过程自动调节系统的流程图。它利用浓度计、流量计、pH计、液位计和在线 X射线荧光分析仪在线检测入选的砂量、砂浆的pH值、浮选机矿浆的液位和矿浆的原矿、精矿和尾矿的品位;计算机则根据矿量和品位等在线测量结果,并利用预先建立的浮选过程数学模型进行参量计算，自动调节各种药剂的添加量和浮选机的液位，以便获得最好的浮选结果。

调度管理系统

现代化的选矿厂都普遍采用以计算机为中心的管理自动化系统。根据自动检测仪表提供的数据，由计算机计算出原矿处理量、金属回收率、精矿的品位和数量、电能和药剂的消耗量，并随时在计算机终端上显示出来，最后打字机打印出班、日、月生产报表，供调度管理使用。

1941年，苏联卡瓦尔斯基(H.儿 KaBa:Ibc阴初等在《选矿厂的调度检查和自动控制》一书中曾论述了选矿自动化问题。20世纪50年代，选矿自动化是对选矿工艺中某单个参数 进行检测或控制，如苏联、瑞典、日本等的一些选厂对混入矿石中的金属物体进行自动探测，在苏联的一些选厂采用差压式或了射线密度计对分级机溢流浓度进行检测并构成闭环控制。到60年代，已广泛采用电动单元组合仪表进行模拟控制，同时单个参数和单一机组的控制也发展为以车间或全厂为单位的集中控制，各种就地安装的仪表盘被集中到控制室内;60年代末期，开始采用电子计算机进行直接数字控制(如加拿大的累克一杜弗特选厂用PDPS计算机实现DDc控制)，用于流程分析的‘ 在线X荧光分析仪’也已在个别选厂应用，(如芬兰皮卡萨尔米选矿厂)到了70年代，随着电子技术的发展，在线品位分析仪、粒度分析仪、电子皮带秤等检测仪表的应用数量不断增多，有更多的选矿厂采用了计算机控制系统，除DDC外，也有了用两、三台计算机构成的多级控制系统，测量、控制的参数覆盖了整个选矿过程;在控制方式上，稳定化控制渐趋成熟，并开始进行过程最优控制的试验研究，如芬兰皮卡萨尔米选厂的锌浮选控制;同时加强了对磨矿、浮选过程的动力学研究，以进行过程的数学模拟;控制室内的流程监测装置也由模拟流程图发展为实时屏幕显示。80年代，随着计算机技术的推广，选矿厂使用的测量控制装置在信号规范化、数字化方面有了较大发展，很多仪表自身带有计算机芯片或设备;计算机集散控制系统也逐步在一些大型选矿厂应用;一些基于单板机、单片机、可编程控制器、智能调节器构成的控制系统，以及一些集检测、控制功能于一体的专用智能仪表，在各个选矿作业过程中得到应用;控制方式上，不仅有常规的串级、前馈加反馈等复杂系统，还针对控制对象的时变特性，研究采用自适应最优控制、模糊控制等控制策略。如中国研制的自学习模糊控制器，用于破碎机负荷控制，有的选矿厂还采用了专家系统指导生产作业;同期，选矿生产的计算机管理也为大多数选矿厂采用。 测量和控制的主要参数选矿生产的特点是生产 具有连续性;原矿的物质组成复杂，性质多变，而且含 腐蚀性及对人体有害物质;设备类型多、能耗大;生产车间潮湿、多尘，震动大。实现自动化可以提高有用矿物回收率、产品质量和劳动生产率，增加企业的经济效 益，改善劳动条件，降低生产成本，实现生产的高效和安全。

（1）自动化仪表的数字化、智能化和虚拟化：各种高新技术的迅猛发展，特别是微电子、微机械、新材料和新工艺的发展，计算机、通信技术的广泛应用，正在改变着自动化仪表科技和产业的本质，进而实现传统仪表不可能完成的全新的更佳功能。

（2）控制系统的集成化、分布化、开放化：选矿自动化技术的发展趋势是实现“现代集成制造系统”.它是将选进的工艺制造技术，现代管理技术和以选进控制技术为代表的信息技术相结合，将企业的经营管理，生产过程的控制运行下管理作为一个整体进行控制与管理，实现企业的优化运行，优化控制与优化管理，从而成为提高企业竞争力的重要技术。流程工业的自动化技术，特别是CIMS技术受到发达国家的高度重视，被列入这些国家的重点高新技术发展计划。

（3）自动控制理论和方法、先进控制软件的新发展：20世记末以来自动控制理论和方法的产要发展方向是人工智能技术的应用。人工智能技术是神经元网络、模糊控制、专家系统及其相结合的智能控制系统，近年来在工业自动化中得到多方面应用。现在控制理论和人工智能几十年来的发展已成为选进控制奠定了应用理论基础，控制计算机尤其是DCS的普及与提高为选进控制（APC）的应用提供了强有力的硬件和软件平台。人们不再停留在传统PID控制策略，逐步发展了串级、比值、前馈、均匀、史密特（Smith）顶估等复杂控制系统。这些控制策略在很大程度上满足了单变量控制系统的一些特殊控制要求，但并不能适用所有的过程和不同的要求。先进的控制理论和控制软件在选矿自动化的应用，必将大大推动选矿设备的发展。

（4）网络化测控技术迅速发展：现在，仪器忆有能力在网络上传送数据，正向着可以降低连接成本、支持智能设备的高性能数字网络方向、分布式测控方向发展：相互独立，都可专注于其主要工作，使程序高效运行。节点之间的信息通过网络传递，以达到相互关联的目的。万一某一节点计算机出现故障，系统照样运行，可靠性大大提高。考虑远方测量/控制和集中数据收集/处理，仪器需要更强的有线（甚至无线）连通性能，随着计算机网络技术进步诞生的Lntranet和Internet具有这种性能，它们必将在仪器应用中发挥很大作用，并有力地促进仪器和网络测控系统的发展。