实现选矿工业过程完全自动化和智能化，可使破碎筛分处理能力提高5～20％，磨矿机处理能力提高10％～25％，生产成本降低5％～30％，劳动生产率提高10％～30％，选矿回收率提升1％-5%，产品质量更稳定，生产安全高效更有保障，能耗和原材料消耗会显著降低，劳动强度将大大减轻。

而如何实现磨矿分级闭路流程和浮选流程的自动化控制，是选矿企业实现自动化控制的重点、难点和关键点。本文先就前者进行分析，对后者将专门辟文进行论述。

最常见的二种磨矿分级工艺流程

磨矿分级闭路流程是选矿厂中最为常见和非常有代表性的回路，如上图中（a）图示例的磨矿分级工艺流程，在选矿行业中尤为常见，占比达到70%以上。如何在磨矿分级效果最佳的情况下，实现无人干预的自动化控制，实际难度很大，也最具代表性。如果此流程能够实现完全意义上无人干预自动化控制，其它磨矿流程无论开路还是闭路，实现完全自动化控制便不再有障碍，以下内容是针对以上情况展开论述的

一、磨矿分级作业流程的重要性

磨矿分级作业系统是整个选矿生产过程中最为重要的环节,它起着承上启下的作用：

1、为下游选别作业提供矿浆量连续稳定充足、浓细度符合要求的矿浆产品，是选别前的最后一道准备作业流程。

2、磨矿分级流程其运行状态的好坏，产品质量的高低，生产的连续性、稳定性与否，直接影响到选厂的生产处理能力和下游选别流程的作业质量（回收率及精矿品位）。

3、对整个选矿厂的安全、经济指标影响巨大。磨机，特别是一段磨矿用球磨机，设备价值较大，一般情况下是选矿厂中价值最高的设备；其次是能耗较高，是选矿厂单台能耗最大的设备，其能耗占据选厂总能耗的30-40％左右，甚至更高；三是主要材料消耗量大，如磨矿介质和锰钢衬板；四是设备自身重量和体积尺寸相对较大，修理难度和劳动强度大周期长。

4、因选别物料的不同，需要提前加药时，磨机也是重要的加药搅拌环节。

磨矿分级流程的作业效果和作业质量，是直接影响选别作业的效率效果最基本最重要的条件性因素，作为选别作业前的最后一道的准备流程，尽管其主要其目的仍旧是破碎和分级，但破碎比更大，分级要求更精准，能量、材耗更高；既要减少欠磨和分级效果不佳引起的粒度跑粗（欠磨导致矿石单体解离不足），又要尽量减少过粉碎（过磨），同时要保障生产过程的高效、稳定、连续。（磨矿之前的破碎方式一般为挤压和冲击破碎，破碎比一般在3-8倍之间，破碎目标粒级在毫米级以上；而磨矿破（粉）碎方式为冲击和碾磨，破碎最小粒度在微米级，破碎比更大，可达上千倍甚至更高。）

二、磨碎分级作业效率效果的影响因素

磨矿分级流程一般为闭路作业，流程的作业效率（磨矿和分级效率）效果（产品质量）牵扯到相关条件性因素如下：

1、输入性条件因素如：原矿矿石性质、原矿给矿量、原矿含水率、原矿粒度情况，磨机进料给水，磨矿介质添加（钢球初装量和日常添加要求）。

2、输出性条件因素：分级机溢流浓度、溢流细度、单位时间矿石含量；

3、内部循环条件性因素：设备结构因素（设备质量和安装缺陷），分级机返砂情况（即返砂量大小和浓度情况。高偃式螺旋分级机返砂浓度相对稳定一般在15-20％之间）、磨机实际负荷情况（实际负荷越接近磨机最优负荷越好。磨机最优负荷，即在保障磨机最佳磨矿效果下实现最大磨矿能力的负荷。）、磨矿浓度情况（矿浆中所含固体物料质量的百分数，它不仅决定磨矿时间，影响磨机生产能力、磨矿效果、单位电耗，而且影响分级机溢流和返砂，进而而影响选矿效果。适宜的磨矿浓度，由试验确定。实践表明，格子型磨机，粗磨产品粒度0.15毫米以上，或磨碎密度相对较大的矿石时，磨矿浓度一般为75%～85%；细磨即产品粒度小于0.15毫米，或磨碎相对密度小的矿石时，磨矿浓度一般为65%～75%。）、磨矿时间长短、磨机出料端加水量等情况等。

如何实现最佳的磨矿和分级效果，并在此状态下实现磨矿分级作业的动态平衡和稳定，是选矿作业的重要工作目标之一。因其条件因素众多，关联性系统性强，彼此之间相互影响和制约，加上因素之间的关系是综合性和非线性的，且具有滞后性和时变性的特点，这给实现磨矿分级系统高效稳定运行带来了很大的困难，以至于磨矿分级作业整体效率不高、稳定性差。

在机械化时代，因设备的结构性和质量缺陷，自动化控制技术落后，检测和信息技术不足，实现高效的磨矿分级作业，几乎成了一种奢望。在设备日益精确、检测及传感技术日益先进，物联信息技术高速发展的今天，实现磨矿分级自动化的控制，从而实现稳定高效的磨矿分级作业，完全有了可能，然而现实却不尽如人意，可以说磨矿分级的完全自动化控制发展水平，仍停留在盲人摸象的阶段，并没有实质性的进步和发展。

磨矿分级自动化控制系统，旨在通过信息系统、软件系统、专家系统、物联网络、设备技术、检测技术，适时的对流程中必要的环节和参数进行检测提取、存储计算、分析对比，反馈控制等，从而实现对磨矿分级过程中给矿量、给水量、磨矿浓度、合理加球、磨机负荷、分级机返砂量、分级溢流浓细度及溢流矿浆矿石量等环节的自动或智能优化控制，进而实现磨矿分级设备安全环保高效的运行。

三、磨矿分级自动化控制原理

从上面的叙述中，可以看出磨矿分级作业，是一个类有机的复杂的工作系统,运行机理相对复杂，其效率效果的决定因素众多,即受多变量输入、输出性因素影响，还受内部条件性因素制约，三者之间相互影响相互制约,具有综合性、系统性，非线性、时变性和大滞后性的特点,给生产控制调整带来诸多的不确定性和困难。

但是，不论磨矿分级作业的条件因素多么复杂，其作业的目标和目的是根本不变的，即追求磨矿分级系统能尽快的根据产品的质量、数量结果情况及内外条件变化情况，做出正确的人为或机械的识别、比较、分析、判断，然后通过人工调整和自动控制，优化其内外条件因素，从而实现磨矿分级作业产品最佳、产能最大，效率最高。

如果想获得以上效果，磨矿分级系统至少要具备以下二个基本条件：

1、设备先进，性能优良，关键环节容易调整调节的。

2、输入、输出及内部循环性因素，是可检可控可调的。

从以上情况分析可以看出，磨矿分级系统的输入输出性因素，不论是给矿、给水、给球、矿石品位、分级效果，产品浓细度，都是在线可检可控可调的，而无法或有难度在线精确检测的是内部循环性因素，即：返砂量及其含水量的在线精确检测，磨矿浓度和磨矿时间的在线精准检测，磨机对应矿石条件下的最佳负荷确定和磨机实时运转负荷的在线精确检测。

如果以上三种内部循环因素，能和输入输出条件性因素一样，实现自动化在线检控，并通过后台系统处理及反馈，实现实时全面系统的自动化调整控制，磨矿分级生产系统的效果效率将会有一个质的飞跃和提升。

问题是能不能实现磨矿分级内部循环因素，即：返砂量及其含水量的在线精确检测，磨矿浓度和磨矿时间的在线精准检测，磨机对应矿石条件下的最佳负荷确定和磨机实时运转负荷的在线精确检测？回答是肯定的！如果需要交流，请致电原作者老呆同志，电话。

四、目前磨矿分级系统自动化控制存在的主要问题

一、实现选厂无人干预的自动化智能化控制，不能眉毛胡子一把抓，不能追求高大上，更不能迎合政令性要求。选矿工作的目标的也是自动化智能化工作的目标：即在安全环保经济的前提下，尽可能地提高选矿回收率，保障产品质量，提升产能，降低生产成本。所以说实施选矿自动化智能化务必保持理性，条件不成熟不上，不解决问题不上，达不到目的不上，有能力可以全流程系统性实施或改造升级，没有能力就针对重点流程、关键环节、主要问题进行突破，如所有选厂，应该首先实施、重点实施的，是磨矿选别环节的自动化和智能化改造，因为其工作效果直接影响到选厂生产目标的达成。

二、实现选厂无人干预的自动化智能化控制，更不能完全交给供应商了事，因为每个矿山的矿石性质、设备情况、工艺情况、选别要求，是千差万别的，用户在很大程度上，比自动化智能化系统供应商更了解情况。所以说，进行自动化智能化改造，不论是方案设计，系统配置，仪器仪表工具选型，具体施工和现场调试，岗位人员培训，后期服务跟踪，用户每一步都要高度重视和深入参与，而且这种工作可能要花费很长时间，特别是调试和系统稳定期前的工作，尤为关键，目的是确定相对准确的工作条件、状态参数，从而优化工作参数设定系统的工作标准。

目前的磨矿分级流程自动化智能化控制系统，常常避重就轻，多是就如何实现闭路平衡，和提高选矿回收率、稳定产品质量上做文章、下工夫，很少从磨矿分级效率上下工夫，以至于磨矿分级系统的运行效率一直较低。

写于年冬，修改于年初秋。

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