一种选矿过程运行指标优化方法技术

一种选矿过程运行指标优化方法，属于选矿过程技术领域，采集选矿过程各工序运行指标；根据采集到的各运行指标和各运行指标边界约束，对选矿过程运行指标进行优化，从而将选矿过程质量指标和产量指标优化，优化过程包括设定选矿过程边界约束、质量指标目标值和产量指标目标值，对设定的质量指标目标值和产量指标目标值进行优化，对质量指标和产量指标进行预报，得到质量指标预报值和产量指标预报值，校正运行指标目标值的预设定值，得到运行指标优化值；根据各运行指标优化值下发控制指令至选矿过程各工序。本方法可实现通过设置相应工况参数将企业全流程日综合生产指标优化控制出不同工序对应的运行指标目标值，实现选矿过程各工序协调优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于选矿过程
，涉及到。
技术介绍
矿业是历史最悠久的产业，同时又是国民经济发展的基础产业，涉及到农业、轻工、化工、冶金、机械、建筑、能源、交通、国防以及人们日常生活的多个领域，而且已经渗透到航空航天、信息等高科技产业之中。可见，矿业对经济的发展有着不可替代的重要作用。而选矿过程又是一个极其复杂的工业过程，涉及到竖炉、磨矿(强、弱磨矿)及磁选(强、弱磁选矿)等多选矿过程工序，同时各个工序之间交互耦合，涉及物理、化学等多个领域。此夕卜，选矿过程中的工艺指标值不能及时在线获得，而是通过抽样的方式化验得到，对整个过程造成一定的滞后性。因此为了更好的实现综合生产指标，仅仅凭借人工设定及调整是难以满足越来越高的工艺指标要求，这就需要对选矿过程进行优化调控，即根据综合生产指标的信息，寻找出最佳的工艺指标设定值，然后将每个设定值下达给运行控制层转化成控制回路中的操作参数，使得每个工序都能实现每个工艺指标的要求，进而完成企业生产管理者下达的综合生产指标的要求。另外由于选矿过程的原料性质波动、生产工况(工作状况)条件多变等因素，使得选矿过程设定模块给出的运行指标设定值并不能达到完全满足预期的综合生产指标目标值。为了解决这一问题，需要对各个工序的指标设定值进行调整，以使得将调整后的运行指标值下达给各个工序后，能够使综合生产指标满足预期的目标值。但是由于选矿过程的复杂性，当前的选矿生产作业中更多的是依赖于操作员的手动操作，也就是操作员根据现场工况条件完全凭借自己的工作经验进行调整，至于在何种情况下，对哪些运行指标进行调整，调整的幅度等并没有固定的方案，带有很强的人为主观性，这样的操作方式很容易使生产偏离正常操作点，影响生产流程。由以上分析，如何通过合理设定各个工序的运行指标使得综合生产指标达到目标范围内，同时又可以减少因为人工设定而造成的一些水电气及能源的消耗，提高企业的经济效益成为了企业越来越重视的环节。现有的老式选矿过程运行指标优化控制系统的功能单一且技术较落后，不能很好的将最新的控制技术、软件技术、计算机技术等融入到控制系统中。针对这种情况，很多选矿厂都开始引进较先进的组态系统。这样虽然设备都比较先进了，但是这些系统往往不符合矿产资源的实际情况，很难满足提高矿产资源的产量的要求。此外由于这些系统操作流程一般都比较复杂，所以通常每年需要聘请知名技术专家对技术人员进行培训，这又提高了生产成本。总的来讲，目前选矿过程优化控制系统存在的主要问题有:1.未能实现基于全流程工艺指标的企业生产全流程多控制变量的整体优化运行。传统的优化控制系统大部分研究只是局限于对单个工序的局部优化，而没有同时把影响选矿流程工业生产过程的各种因素集中考虑在内。2.研究的优化控制目标不够全面。比如只考虑效益或成本等单一指标，忽略资源消耗、能耗和产量等指标。3.生产过程自动化信息、生产过程管理信息难以有效集成。如果大量的生产过程数据不能被充分利用，那么也必然不能有效的挖掘、使用其中隐含的信息来进一步提高企业生产效益。4.企业生产过程中关键工艺指标往往由人工凭经验调整。由于频繁多变的生产工况条件和缺少过程实时数据的支持，这种方式常常难以实现工艺指标的优化。5.现有的研究往往只进行孤立的工艺指标控制算法研究，没有通过复杂工业过程实际环境下的整体验证测试，难以变用于复杂多变的生产过程。6.现有的算法封装方法只支持封装基于数学模型的算法而且不能根据环境参数的变化而动态变化。然而指标优化控制过程中每一种模型对应的优化算法许多都是基于数据的智能算法，并且指标优化控制系统需要多种算法交互执行，每一步计算环境参数是动态变化的，不能通过事先的文件预先定义好。因此这种封装方法难以有效解决实际指标优化的需求。综上可见，设计一个综合性的选矿过程运行指标优化控制系统是非常有研究意义和实际应用价值的。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种选矿过程运行指标优化控制方法。本专利技术的选矿过程运行指标优化控制方法应用于选矿过程中，选矿过程的工艺流程为:原矿筛分、竖炉焙烧、磨矿、强磁磁选和弱磁磁选、尾矿处理；本方法所采用的控制系统平台，包括破碎机、振动筛、传送带、竖炉、一段球磨机、一段分级机、二段球磨机、水利旋转器、强磁圆筒矿仓、弱磁圆筒矿仓、磁选机、浓缩系统，同时配备测量仪表、执行机构及工业控制系统(分布式计算机控制系统(DCS)或可编程逻辑控制器(PLC))；所述破碎机、振动筛和传送带用于原矿区工段，将原矿石处理生成粒级较小的粉矿(0-15mm的矿石)和粒级较大的块矿(>15mm的矿石)，然后分别进行强磁磨矿和竖炉焙烧工序；所述竖炉用于对进入竖炉的块矿进行焙烧作业，其焙烧过程包括预热、加热、还原、冷却和搬出环节，其中加热、还原为主要的工艺过程，由加热空气变频器、加热煤气电磁阀和还原煤气电磁阀完成。通过热辐射高温计检测炉内温度；由传送带速度确定给矿量；通过非接触式压力传感器检测压力；泵池水量控制由变频器控制底流变频泵；将检测的信号传递给执行机构(变频器和电磁阀)，以此来调节炉内温度、给矿量以及压力值，从而控制该工序运行在边界约束(废石品位)下，使其在有效范围内波动。竖炉工序处理过程的主要任务:I)增加磁性,将弱磁性的赤铁矿(Fe2O3)还原为强磁性的磁铁矿(Fe3O4)；2)通过焙烧进行粉碎，焙烧后的矿石经过磁滑轮进行磁选分为废石和有用矿石，废石经过皮带运输及卷扬系统运往废石山堆砌，有用的矿石再经过干洗机干洗，然后将焙烧矿送往弱磁圆筒仓作为弱磁磨矿工序的原料。竖炉工序边界约束包括:弱磁入磨品位、弱磁球磨机处理量、弱磁球磨机运行时间。磨矿工序包括强磁磨矿工序和弱磁磨矿工序，均采用两段闭合回路工艺流程，一段磨矿闭合回路由一段球磨机与螺旋分级机构成，二段磨矿闭合回路由二段球磨机、泵池和水力旋流器构成。水力旋流器上安装有核子浓度计，用以检测矿浆浓度。磨矿工序的具体工艺流程如下:经处理过的原矿石和一定比例的水进入一段球磨机进行研磨，研磨后的矿浆(矿水混合物)排入螺旋分级机，同时为分级机补加水，分级机返砂再送入一段球磨机形成循环负荷，分级机溢流进入泵池，同时在泵池入口补加一定量的水，泵池内的矿浆由底流泵打入旋流器，矿浆在旋流器内部离心力的作用下进行分级，符合要求的细粒级矿浆从溢流口排放以进入下段选别工序，粗粒级矿浆由旋流器沉砂口排入二段球磨机重磨。粉矿直接进行强磁磨矿，本专利技术采集粉矿在强磁磨矿工序所产生的运行指标强磁粒度以及边界约束，边界约束包括强磁入磨品位、强磁磨矿球磨机处理量和强磁磨矿球磨机运行时间；块矿经过竖炉焙烧后进入磨矿工序,本专利技术采集块矿在弱磁磨矿工序产生的运行指标，该弱磁磨矿工序运行指标包括弱磁入磨品位和弱磁粒度，该弱磁磨矿工序的边界约束包括弱磁磨矿球磨机处理量和弱磁磨矿球磨机运行时间。磁选处理工序包括强磁处理和弱磁处理。磁选作用是将经磨矿工序磨好的粒度合格的矿浆选别为品位合格的精矿矿浆和尾矿矿浆，主要原理是利用不同矿物的磁性差异在磁选机受到不同的磁场力，导致运动途径不同，磁性矿粒被吸附在强磁机齿板上而形成精矿矿浆，非磁性矿粒被水流冲掉为尾矿矿浆。采集该强磁选别过程产生的运行指标，运行指标为强磁粒度，边界约束包括强磁入磨品位、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选矿过程运行指标优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：采集选矿过程各工序运行指标，包括弱磁磨矿产生的运行指标、弱磁选别产生的运行指标、强磁磨矿产生的运行指标和强磁选别产生的运行指标；所述弱磁磨矿产生的运行指标为弱磨粒度；所述弱磁选别产生的运行指标包括弱磁精矿品位和弱磁尾矿品位；所述强磁磨矿产生的运行指标即强磨粒度；所述强磁选别产生的运行指标包括强磁精矿品位和强磁尾矿品位；步骤2：根据采集到的各运行指标和各运行指标边界约束，对选矿过程运行指标进行优化，从而将选矿过程质量指标和产量指标优化；步骤2.1：用户根据实际工况条件自行设定选矿过程边界约束、质量指标目标值和产量指标目标值；所述的选矿过程边界约束包括弱磁入磨品位、强磁入磨品位、强磁球磨机处理量、弱磁球磨机处理量、废石品位、强磁球磨机运行时间、弱磁球磨机运行时间；所述的质量指标目标值为综合精矿品位目标值；所述的产量指标目标值为综合精矿产量目标值；步骤2.2：根据采集到的选矿过程运行指标对设定的质量指标目标值和产量指标目标值进行优化：在满足边界约束的条件下，以综合精矿品位最大化和综合精矿产量最大化为目标，采用建立多目标优化模型的方式优化得到运行指标目标值的预设定值；步骤2.3：根据得到的运行指标预设定值对质量指标和产量指标进行预报，得到质量指标预报值和产量指标预报值：建立质量指标/产量指标预报模型，来描述当前运行指标预设定值、当前工况条件、前一时刻选矿过程的质量指标实际值与产量指标实际值之间的函数关系，目标为当前时刻质量指标预报值和产量指标预报值；步骤2.4：根据质量指标预报值与质量指标目标值之差、产量指标预报值与产量指标目标值之差，来校正运行指标目标值的预设定值，得到运行指标优化值，具体步骤为：步骤2.4.1：利用粗糙集理论，建立运行指标校正模型来描述运行指标校正值、综合精矿产量预报值、综合精矿品位预报值、运行指标预设定值之间的函数关系；步骤2.4.2：对运行指标校正模型进行属性约简，确定相对核；将运行指标设定为决策属性，质量指标预报值与质量指标目标值之差、产量指标预报值与产量指标目标值之差、边界约束设定为条件属性；步骤2.4.3：根据步骤2.4.2确定的相对核，生成校正规则决策表，并通过校正规则决策表来对运行指标目标值的预设定值进行校正，得到选矿过程运行指标优化值；步骤3：选矿过程运行指标进行优化后，工业控制系统根据选矿过程各运行指标优化值下发控制指令至选矿过程各工序。...

【技术特征摘要】
1.一种选矿过程运行指标优化方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:采集选矿过程各工序运行指标，包括弱磁磨矿产生的运行指标、弱磁选别产生的运行指标、强磁磨矿产生的运行指标和强磁选别产生的运行指标； 所述弱磁磨矿产生的运行指标为弱磨粒度； 所述弱磁选别产生的运行指标包括弱磁精矿品位和弱磁尾矿品位； 所述强磁磨矿产生的运行指标即强磨粒度； 所述强磁选别产生的运行指标包括强磁精矿品位和强磁尾矿品位； 步骤2:根据采集到的各运行指标和各运行指标边界约束，对选矿过程运行指标进行优化，从而将选矿过程质量指标和产量指标优化； 步骤2.1:用户根据实际工况条件自行设定选矿过程边界约束、质量指标目标值和产量指标目标值； 所述的选矿过程边界约束包括弱磁入磨品位、强磁入磨品位、强磁球磨机处理量、弱磁球磨机处理量、废石品位、强磁球磨机运行时间、弱磁球磨机运行时间； 所述的质量指标目标值为综合精矿品位目标值； 所述的产量指标目标值为综合精矿产量目标值； 步骤2.2:根据采集到的选矿过程运行指标对设定的质量指标目标值和产量指标目标值进行优化:在满足边界约束的条件下，以综合精矿品位最大化和综合精矿产量最大化为目标，采用建立多目标优化模型的方式优化得到运行指标目...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁进良，刘长鑫，柴天佑，王虹菲，郑秀萍，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：