Инновационная система автоматизации в современной золотодобыче: перспективы и результаты внедрения

1097

Д.А. Давтян — директор ТКФ АО «СоюзЦМА»
Д.А. Деимар, Е.А. Корнеева — маркетологи ТКФ АО «СоюзЦМА»

В современных условиях золотодобывающая промышленность сталкивается с рядом серьёзных вызовов, включая усложнение месторождений и рост себестоимости добычи. Автоматизация технологических процессов становится ключевым фактором повышения эффективности производства и качества конечного продукта.

Интеллектуальная автоматизированная система управления технологическим процессом ИНТЕЛ-АСУ представляет собой инновационное решение, направленное на оптимизацию производственных процессов в горно-обогатительной отрасли. Внедрение такой системы особенно актуально в условиях необходимости повышения эффективности управления технологическим процессом измельчения, обеспечения стабильного качества продукции и оптимизации работы оборудования.

Проект базируется на комплексном подходе к автоматизации, который включает внедрение современных средств контроля и разработку алгоритмов автоматизированного управления технологическим оборудованием. Это позволит не только стабилизировать технологические процессы, но и существенно снизить энергозатраты, улучшить контроль качества готовой продукции, а также минимизировать зависимость от человеческого фактора.

Предлагаемое решение предусматривает поэтапное оснащение производственного объекта современными средствами автоматизации, что в перспективе обеспечит значительное улучшение показателей работы измельчительного передела и повышение конкурентоспособности предприятия на рынке. Техническая часть внедрения системы охватывает комплекс аппаратных средств, технологию и техническое обеспечение, реализуемое на всех этапах проекта.

Первый этап создания ИНТЕЛ-АСУ заключается в оснащении измельчительного передела интеллектуальными поточными устройствами контроля, которые в совокупности с контрольными приборами объекта образуют подсистему централизованного контроля качества (параметров технологического процесса).

Второй этап заключается в оснащении блока дополнительным оборудованием, разработке математического, алгоритмического и программного обеспечения ИНТЕЛ-АСУ, наладке алгоритмов управления технологическим оборудованием блока № 2, сдача ИНТЕЛ-АСУ в опытно-промышленную эксплуатацию.

Особенностями технологической схемы объекта является:

Питание измельчительного передела блока № 2 осуществляется с сформированного конусом сменного запаса руды (конус запаса). Конус запаса располагается на открытой площадке, что предопределяет неравномерность подачи исходной руды, обусловленной климатическими условиями, и, соответственно, повышает требования к алгоритму управления загрузкой мельницы ММПСИ (мельница мокрого полусамоизмельчения), реализуемого анализатором ВАЗМ-1М.
Доизмельчение выходного потока мельницы ММПСИ реализуется двумя шаровыми мельницами, работающими по замкнутому циклу с батареями гидроциклонов и формирующими два параллельных потока выходного продукта. Потоки объединяются на выходе измельчительного передела, что повышает требования к алгоритму управления загрузкой мельницы ММПСИ, реализуемого анализатором ВАЗМ-1М, по задаче обеспечения повышения и стабилизации качественных показателей (плотности и грансостава) продукта, поступающего на флотацию.

Контроль режимов и управление работой мельницы ММПСИ осуществляется с помощью информационного и управляющего оборудования. К информационному оборудованию относятся конвейерные весы подачи руды в мельницу ММПСИ, расходомер подачи воды в мельницу, анализатор нагрузки мельницы ВАЗМ-1М и датчик активной мощности привода мельницы. Управляющее оборудование включает управляемые питатели подачи руды в мельницу ММПСИ (2 комплекта) и регулирующий клапан подачи воды в мельницу ММПСИ.

Для контроля гранулометрического состава и плотности в сливе классификатора используются расходомер подачи воды в классификатор, датчик тока или мощности привода классификатора, плотномер (РП-24) слива классификатора и гранулометр (ПИК-О74П) слива классификатора. Регулирующий клапан подачи воды в классификатор служит в качестве управляющего оборудования.

Контроль состояния ЗУМПФов разгрузки ММПСИ обеспечивается с помощью расходомеров подачи воды в ЗУМПФы разгрузки мельницы, уровнемеров пульпы в ЗУМПФах разгрузки, датчиков давления входного потока гидроциклонов и анализаторов нагрузки мельниц доизмельчения ВАЗМ-1-1. Регулирующие клапаны подачи воды в ЗУМПФы и управление частотными приводами электронасосов выступают в роли управляющего оборудования.

Качество выходного продукта передела блока № 2 по гранулометрическому составу и плотности контролируется с помощью плотномера слива выходного ЗУМПФа и гранулометра слива выходного ЗУМПФа.

Эффективность контроля и автоматизированного управления технологическими процессами во многом определяется выбором соответствующего оборудования низовой автоматики, в т. ч. и специализированного, нестандартного. К данному классу оборудования относятся и интеллектуальные устройства разработки АО «СоюзЦМА».

Использование в системах управления технологическими комплексами интеллектуальных устройств контроля (анализатора ВАЗМ-1М, гранулометра ПИК-074П, плотномера РП-24) и исполнительных механизмов разработки АО «Союзцветметавтоматика им. Топчаева В.П.» позволяет расширить возможности оценки протекания технологических процессов и повысить качество автоматизированного управления, что подтверждено эффективностью систем управления, работающих на многих обогатительных фабриках.

Анализатор ВАЗМ-1М предназначен для оперативного контроля нагрузочной характеристики мельниц различного типа (шаровых, стержневых, самоизмельчения) с целью предотвращения возникновения критического режима (перегрузки) их работы. В анализаторе реализован метод измерения технологической нагрузки мельницы, основанный на наличии корреляционной связи между параметрами загрузки мельницы технологическими компонентами (исходным сырьем, мелющими телами, водой, возвратным продуктом) и уровнем ее шумового поля (по вибрационному и/или акустическому компонентам). Использование данной корреляционной связи позволяет стабилизировать технологическую нагрузку мельницы, предсказывать начало «перегруза», не допускать «завала» мельницы и косвенно оценивать характеристики измельчаемой руды. Вычислительные характеристики анализатора ВАЗМ-1М позволяют также использовать его и в качестве ядра программно-технического комплекса (ПТК) системы управления АСУ ТП. Более 100 комплексов ВАЗМ-1М работают на ОФ России, Казахстана, Узбекистана, Китая, Монголии и Македонии.

С целью обеспечения качества промпродукта на сливе мельницы ММПСИ предусматривается установка приборов, контролирующих плотность и грансостав выходного продукта, а именно плотномера РП-24 и гранулометра ПИК-074П.

Радиоизотопный преобразователь РП-24 предполагается использовать с источником Na-22, обладающим малой активностью и не требующим специального разрешения на применение. Радиоизотопный преобразователь РП-24 является многофункциональным прибором и нашел широкое использование на многих объектах на территории РФ и за рубежом.

Принцип работы гранулометра «ПИК-074П» основан на ежесекундном измерении линейных размеров частиц в рабочем потоке пульпы методом ощупывания и расчете процентного содержания выбранного класса крупности частиц по заданному алгоритму. Прибор позволяет производить измерение крупности частиц пульпы без дополнительных пробоотборных и пробоподготовительных устройств. Более 200 гранулометров ПИК-074П внедрено на ОФ России, Казахстана, Узбекистана, Китая, Монголии, Македонии и других объектах.

В качестве исполнительного устройства регулирования подачи воды в мельницу и классификатор рассматривается использование клапана регулирующего, дополненного блоком управления БУ-164 и внешним расходомером.

Все приведенные выше приборы являются разработкой АО «СоюзЦМА» и изготавливаются на собственном производстве.

Обеспечение требуемых параметров работы измельчительного передела предполагается осуществлять следующими контурами управления и регулирования:

поддержанием оптимального заполнения мельницы ММПСИ при ограничениях по требуемому соотношению грансостава продуктов измельчения и производительности комплекса (контур К1);
регулированием водного режима измельчения, т. е. поддержанием оптимального соотношения Т/Ж, посредством регулированной подачи воды в мельницу ММПСИ (контур К2);
контролем технологической нагрузки мельницы ММПСИ посредством контроля акустического и/или вибрационного полей мельницы, а также контролем потребляемой активной мощности (контур 3);
контролем качества параметров выходного продукта посредством контроля плотности (контур 4) и грансостава (контур 5) выходного продукта с использованием соответствующего оборудования на сливе классификатора и выходном ЗУМПФе блока № 2;
коррекцией величины текущей загрузки мельницы ММПС по качественным показателям (контур 6).

Технологическое взаимодействие контуров приведено на рисунке 3.

Процесс разработки и внедрения ИНТЕЛ-АСУ осуществляется в два последовательных этапа.

На первом этапе реализуется оснащение блока № 2 подсистемой централизованного контроля. В рамках этого этапа планируется внедрение систем контроля гранулометрического состава и плотности в сливе классификатора, включая установку гранулометра для автоматизированного непрерывного контроля содержания готового класса -0,071 мм и монтаж плотномера для контроля плотности пульпы в заданном диапазоне. Также будет осуществлён контроль качества выходного продукта передела блока № 2 путём установки плотномера и гранулометра слива выходного ЗУМПФа блока № 2. Реализация первого этапа позволит организовать оперативный онлайн-контроль качества промпродукта в сливе классификатора и выходного продукта измельчительного передела блока № 2.

Второй этап предусматривает оснащение блока № 2 подсистемой управления. Разработка технико-коммерческого предложения для данного этапа будет выполнена после успешного завершения первого этапа работ. На этом этапе будет решена задача автоматизированного управления
технологическим оборудованием блока № 2.

Реализация проекта по внедрению ИНТЕЛ-АСУ представляет собой важный шаг в направлении модернизации золотодобывающей промышленности. Проведённая работа демонстрирует, что поэтапное внедрение современных систем автоматизации позволяет существенно повысить эффективность производственных процессов.

Практический опыт внедрения аналогичных систем на различных предприятиях показывает значительные улучшения ключевых показателей: увеличение производительности на 10–15%, снижение энергопотребления до 15%, повышение качества готовой продукции. Особое значение имеет стабилизация технологических процессов и минимизация влияния человеческого фактора на производственный процесс.

Экономическая эффективность проекта подтверждается снижением эксплуатационных затрат, уменьшением расходов на ремонт и обслуживание оборудования, а также быстрой окупаемостью инвестиций.

Внедрение системы централизованного контроля и последующего автоматизированного управления позволяет оптимизировать расход реагентов и существенно сократить время простоев оборудования.

Перспективы развития проекта связаны с дальнейшим совершенствованием алгоритмов управления, интеграцией с другими системами автоматизации и внедрением элементов искусственного интеллекта. Это открывает новые возможности для повышения эффективности производственных процессов и обеспечения конкурентоспособности золотодобывающих предприятий в современных условиях.

Таким образом, внедрение ИНТЕЛ-АСУ является не просто техническим обновлением, а стратегическим решением, направленным на обеспечение устойчивого развития предприятия и повышение его конкурентоспособности на рынке.

www.scma.ru

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 2/июнь 2025 г.

Комментарии (0)