选矿自动化(卷名：自动控制与系统工程)
automation of mineral processing
对矿石的破碎、磨碎、分级、选别、过滤脱水、精矿出厂和尾矿处理等过程进行的自动控制。实现选矿生产过程自动化，可以大大提高劳动生产率，提高选矿回收率和精矿品位，改善劳动条件，降低药剂和电能的消耗。使选矿生产更加经济合理。
20世纪50年代前就已实现了选矿机械化。60年代初，开始应用选矿过程工艺参量自动检测仪表，如金属探测器、浓度计、pH计等。70年代初，检测金属含量的在线X射线荧光分析仪和计算机配合,实现了对浮选过程的实时控制。与此同时，以利用计算机研究选矿过程特性和确立数学模型为基础的最优控制随之用于生产。70年代末，各种新技术，如超声波、激光、红外、微波和放射性同位素等，在自动检测技术中得到了广泛的应用。采用在线矿浆粒度分析仪直接对磨碎产品粒度进行分析和控制，提高了磨碎产品的分级效率。
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。
展望 选矿自动化的发展趋势是：在自动检测方面主要研究直接测量矿石的类型、轻金属含量、矿浆泡沫层厚度、矿物离解度和矿浆粘度等问题。在选矿过程控制方面主要研制多变量控制器，解决在磨碎分级过程控制中多变量相互影响的问题；用卡尔曼滤波器辨识矿石硬度扰动并对其进行补偿，实现最优控制。在浮选过程控制中，利用计算机在线连续估计模型系数，按最小方差目标不断修改系数，实现自校正控制。用多台微型计算机组成集中分散控制系统，对选矿各生产过程实行集中管理下的分散控制，则是现代的又一明显趋向。