銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)

銅冶煉電氣自動(dòng)儡淵技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,銅冶煤技術(shù)也在不斷改進(jìn)、優(yōu)化，同時(shí)該領(lǐng)域也引進(jìn)了各種先進(jìn)的技術(shù)，推動(dòng)者銅冶煤效率與質(zhì)量的不斷提高。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)目前在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，將銅冶煉技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合起耒，可推動(dòng)銅冶煉的自動(dòng)化、智能化發(fā)展。1銅冶煉技術(shù)就現(xiàn)階段來說,銅冶煉主要采取的是火法冶煤，其產(chǎn)量約占85%,除此之外，還有現(xiàn)代濕法冶煉等銅冶煉技術(shù)。（1）火法冶煽過程中，首先要合理選擇銅礦石，其次在熔爐中將銅礦石煉成熔琉，再次經(jīng)過裝化爐、生成粗銅，最后進(jìn)行氧化精煉，得到高純度的銅。具體來說，在實(shí)際使用火法冶煉技術(shù)的時(shí)候，第一步是選擇含銅量千分之幾至百分之幾的原礦石，經(jīng)過選礦，將比例提高到20%?30%之后，再將其作為銅精礦進(jìn)行接下來的冶炸：第二步是對銅精礦進(jìn)行造銃熔煉，根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇電爐、反射爐、閃速爐或者是密閉鼓風(fēng)爐等，得到熔銃，也被稱為冰銅；笫三步是將熔鏡送至轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行吹煉，得到粗銅：笫四步是在另一種反射爐中，對粗銅進(jìn)行氧化精煉脫雜，或者是鑄成陽極板實(shí)施電解，坂終得到99.9%的電解銅?；鸱ㄒ睙挼闹饕獌?yōu)勢在于，其一回收率相對較高，可達(dá)到95%以上；其二，工藝流程比較簡單。但是，火法冶煤也有一定的缺點(diǎn)，其中最主要的一個(gè)缺點(diǎn)是，在造鏡環(huán)節(jié)以及吹煤環(huán)節(jié)，礦石中含有的確會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸驈U氣，進(jìn)而逸散至環(huán)境之中，且難以回收，從而會(huì)紿生杰環(huán)境造成一定的危害。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近年來火法冶煉技術(shù)也在不斷推陳出新，例如白銀法、諾蘭達(dá)法、三菱法等技術(shù)等。<2）現(xiàn)代濕法冶煉也是常用的銅冶煉技術(shù)之一，其適用于含銅廢礦石、低品位復(fù)雜礦、氧化銅礦的就地浸出、堆浸、槽浸選用等方面，包括浸出-萃取-電積、硫酸化培燒-浸出-電積、細(xì)菌浸出等.近年來，在各種先進(jìn)技術(shù)的支持下，濕法冶煉技術(shù)日益改進(jìn)、完善，銅冶煉領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)代濕法冶煉技術(shù)，可以減少銅冶煉的成本。2銅冶煉技術(shù)的發(fā)展隨著我國重工業(yè)的迅速發(fā)展，對銅制品的需求量也越來越大。加快了我國銅冶燎工業(yè)的轉(zhuǎn)型步伐，簡言之，隨著時(shí)代的進(jìn)步，銅冶煉技術(shù)也在不斷發(fā)展、完善。目前火法冶煉依然是最主要的銅冶煉技術(shù)，下文對火法冶燎技術(shù)的最新發(fā)展進(jìn)行了分析。2.1銅吹煉技術(shù)銅銃吹煉是熔融銅鏡經(jīng)算化造渣脫除琉和鐵產(chǎn)出粗銅的火法煉銅過程，通常?在轉(zhuǎn)爐內(nèi)完成。銅吹篋技術(shù)是一種新興的火法冶煉技術(shù)，目前得到了越來越多的應(yīng)用，并在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。（1）氯氣頂吹爆銅。目前我國銅冶煉行業(yè)使用的御氣頂吹煉鍋技術(shù)有澳斯麥特熔煉、芒特艾薩熔煉兩種，均是從澳大利亞引進(jìn)的。首先，針對澳斯麥特熔煉技術(shù)，需要設(shè)置一臺(tái)澳斯麥特?zé)捜蹮挔t、一臺(tái)澳斯麥特爆吹燃爐，同時(shí)將沉淀池設(shè)置在兩個(gè)煉爐之間，通過沉淀池，可以有效分離冰銅和渣，冰銅是經(jīng)過浦槽進(jìn)入澳斯麥特?zé)挻盗菭t。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，澳斯麥特熔煉技術(shù)實(shí)際使用過程中，初期階段可能出現(xiàn)明顯的爐體晃動(dòng)現(xiàn)象,且耐火材料使用周期較短，同時(shí)渣含銅高，會(huì)導(dǎo)致一定的浪費(fèi)，后續(xù)通過對該工藝流程進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，目前巳經(jīng)能夠使用澳斯麥特熔煉技術(shù)進(jìn)行持續(xù)生產(chǎn)，但該技術(shù)使用過程中，耐火材料、噴槍使用壽命短的問題尚未得到解決。其次，氧氣頂吹煉輛技術(shù)在冶煉速度快，品種多，質(zhì)量好，建設(shè)速度快，投資小等方面都有很大的優(yōu)越性。對入爐物料的要求相對較低，可以有效降低銅冶煉的成本；相比較于其他銅冶煉技術(shù)，氧氣頂吹煉鍋技術(shù)對原料的預(yù)處理操作更為簡單不需要深度干爆處理。但由于熔煉過程中使用的是氧化式氣氛，不僅對脫硫效果不好，而且貴金屬級易被氧化，影響了煉輛的品種和質(zhì)強(qiáng)。(2)浸沒頂吹熔篋。作為一種新興的錮吹煉技術(shù)，浸沒頂吹熔除技術(shù)有著諸多優(yōu)勢，目前在銅冶煉領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。浸沒頂吹熔煉技術(shù)可以在熔池內(nèi)，使氣體三相流體問、熔體、爐料等實(shí)現(xiàn)有效融合，能夠促進(jìn)熱量傳遞速度的大幅度提高，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率的加快，減少燃料消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際使用浸沒頂吹熔煉技術(shù)的時(shí)候，其噴槍豎直浸沒在熔渣層中，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)比較簡單、爐子尺寸緊湊，工藝流程簡單，且資金需求、操作難度比較低。相比較于其他銅冶煉技術(shù)，浸沒頂吹熔煉技術(shù)的原料處理方式比較簡單，原料是從爐頂被投放到爐內(nèi)，并以自由落體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)進(jìn)入熔池，最后與氣流攪動(dòng)卷起的熔體結(jié)合起來。根據(jù)筑計(jì)，目前世界上已經(jīng)建成和正在建設(shè)的頂吹浸式冶煉爐已經(jīng)達(dá)到36臺(tái)，這一技術(shù)在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，在整個(gè)冶金史上都是罕見的。在國內(nèi)加快推進(jìn)浸沒頂吹熔煉，應(yīng)用于銅、偌、鋅、錫等行業(yè)，將時(shí)提高有色冶金技術(shù)的發(fā)展起到促進(jìn)作用，并取得艮好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2.2銅熔煉技術(shù)火法冶燎技術(shù)中，銅熔煉技術(shù)是?-種常用技術(shù)，其方法相對較多，電爐、反射爐熔煉、鼓風(fēng)爐熔煤等均屬于傳統(tǒng)煉銅方法，有著諸多缺點(diǎn)與不足，例如生產(chǎn)設(shè)備落后、材料損耗相較高、生產(chǎn)效率較低等，同時(shí)會(huì)紿生杰環(huán)境造成嚴(yán)歪的污染，煙氣難以回收制酸，經(jīng)濟(jì)效益不高，此外工作環(huán)境惡劣，不利于操作人員的身心健康。系于此,上述技術(shù)逐漸被新興銅熔煉技術(shù)所取代，主要包括：(1)富第,強(qiáng)化熔煉。實(shí)際使用該技術(shù)的時(shí)候，需要采用富氧技術(shù)，強(qiáng)化容量時(shí)，可對氧化反應(yīng)帶來的能量進(jìn)行充分使用，在接近自熱的前提下開展熔煉反應(yīng)，且生成的二氧化硫煙氣濃度相對較高，比較容易回收硫元素，并用于生產(chǎn)琉酸或其他藐酸產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)能源利用率的提高，還可以減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，從而提高銅冶煉的經(jīng)濟(jì)效益。(2)閃速熔煤。作為一種新興的銅熔煉技術(shù)，閃速熔煉技術(shù)有著一定的先進(jìn)性，其作用原理是，使用石英溶劑、低含水量的物狀精礦與精礦噴嘴內(nèi)的富氧空氣混合，自上而下地噴入到爐內(nèi)，從而使?fàn)t料懸浮并充滿于整個(gè)反應(yīng)塔中，達(dá)到相應(yīng)溫度之后，便會(huì)著火，然后，空氣中的氧與精礦中的鐵、硫產(chǎn)生反應(yīng)，提供熔煉所需熱量。精礦中的有色金屬液化物熔化生成銅銃，石英熔劑、氧化亞鐵反應(yīng)生成爐渣，在沉淀池內(nèi)完成造銃、造液反應(yīng)，澄清分層，由上升煙道排出煙氣，由放銃口排出銅銃，并送至吹煉工序，由放渣口排出爐渣，并送至渣選廠，對渣中殘余的銅進(jìn)行回收處理。其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，爐齡長，密封性好.富氧濃度高，反應(yīng)效率高，煙氣中S02濃度高，產(chǎn)量高。但是，它還存在著原料適應(yīng)性不強(qiáng)、煙塵濃度高、煙灰粘結(jié)比較嚴(yán)重等問題。3銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代背景下，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也在不斷改進(jìn)、完善，并在多個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。鋼冶煉領(lǐng)域中，通過有效應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，可有效提高銅冶煉效率與質(zhì)量。3.1電氣自動(dòng)化控制技術(shù)目前，銅冶煉領(lǐng)域中應(yīng)用的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，主要包括以下兩種：<1)PLC技術(shù)。可編程控制器(PLC)，是數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是專門針對工業(yè)環(huán)境而開發(fā)的，具有連接相對緊疾、操作簡單笄優(yōu)勢。現(xiàn)如今PLC正處于迅速發(fā)展的過程中，功能不斷優(yōu)化、提高，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。PLC最初只能實(shí)現(xiàn)定時(shí)、控制等方面的功能,影響著PLC的廣泛應(yīng)用。隨若科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC的智能化水平不斷提高，因此在工業(yè)環(huán)境中得到了越來越多的應(yīng)用。PLC技術(shù)有著以下幾種優(yōu)勢：第一，便捷性較好。PLC有著結(jié)構(gòu)簡單、連接相對緊湊、高集成等特征，僅需少量接口、符號(hào)，便可以精確表達(dá)參數(shù)。同時(shí)，通過應(yīng)用PLC,還可以開展仿真模擬實(shí)臉，僅需使用計(jì)算機(jī)設(shè)備，便可以對多種情況進(jìn)行測試，改變了以往實(shí)臉需要安裝、調(diào)試裝置的過程，可以提高工作效率，而且對編程邏輯沒有過高的要求，可隨時(shí)進(jìn)行編輯。第二，適應(yīng)性較強(qiáng)。PLC適用于多種不同的生產(chǎn)場景、生產(chǎn)任務(wù)，僅需簡單地修改控制軟件的編程內(nèi)容，便可以得到全新應(yīng)用。目前，PLC巳經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，同時(shí)其對濕度、溫度等外界環(huán)境因素的要求不高，即使是瞬間斷電也可以保持一段時(shí)間的正常運(yùn)行，可以有效避免突然停運(yùn)的問題。第三，抗干擾能力較強(qiáng)。PLC中的所有電子器件均是按照規(guī)范生產(chǎn)工藝制遢的，同時(shí)，因?yàn)楦鱾€(gè)模塊均設(shè)置了集成電路，且同時(shí)配備了屏蔽裝置，因此PLC的整體性能比較優(yōu)越，如果設(shè)備存在故障或者是某個(gè)部件發(fā)生了異常，可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)出警報(bào)。在接收到警報(bào)之后，相關(guān)人員可以根據(jù)PLC的自我滲斷報(bào)告對設(shè)備進(jìn)行有針對性的調(diào)查，以便于提高故障處理的效率與質(zhì)量。由此可見，PLC的抗干擾能力較好。銅冶煉領(lǐng)域，通過應(yīng)用PLC技術(shù)，可以保障在高溫.高電壓等惡劣的工作環(huán)境中，設(shè)備、工作人員的安全。例如，物料管理系統(tǒng)中，通過應(yīng)用PLC技術(shù)，可以針對性地開展物料管理，對不同倉庫的物料進(jìn)行統(tǒng)一管理，PLC技術(shù)的運(yùn)算能力非常商,可以確保大規(guī)模倉庫物流管理的高效、可控，同時(shí)借助PLC技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)全部倉庫系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的有效連接，建立更加完善的通訊網(wǎng)絡(luò)。銅冶煉領(lǐng)域中應(yīng)用PLC技術(shù)，可以對銅冶烽生產(chǎn)中所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速整理、分析，進(jìn)而為銅冶熔生產(chǎn)提供有效依據(jù)。<2）電氣自動(dòng)化元件。銅冶煉領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化元件有著非常廣泛的應(yīng)用范圍。傳感器、高壓熔斷器、維電器等是目前比較常用的電氣自動(dòng)化元件。首先，傳感器是一種可以對外界各類信息進(jìn)行有效感知，且可以將這些信息轉(zhuǎn)變成可用信號(hào)的裝置，目前傳感器已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前常用的傳感器主要有溫度傳感器、壓力傳感罌、流量傳感器等，主要是由轉(zhuǎn)換組件與敏感元件組成。其次，當(dāng)電路電流超我或者是超出限定值較長時(shí)間后，高壓熔斷器會(huì)自行融化，達(dá)到分離電流、阻隔電源的效果，保獐電路安全、人員安全.最后，繼電器是一種搶入回路、輸出回路的電氣控制裝置,其可以在電路中發(fā)揮轉(zhuǎn)換電路、控制電流的作用。3.2銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的特征（1）對電子技術(shù)的依賴性較大。銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)功能的實(shí)現(xiàn)，在猥大程度上依靠電子技術(shù)，否則便無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化水平的提升。從監(jiān)控運(yùn)算到結(jié)果執(zhí)行，從收集信號(hào)的傳感器到信號(hào)處理的控制器，均無法離開電子技術(shù)的支持。鑒于此，為充分發(fā)揮銅冶煤電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的作用,銅冶煉企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),不斷對電子技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化，加大專業(yè)人才培養(yǎng)，以充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，提高銅冶煉效率與質(zhì)量。（2）自動(dòng)化水平較高。實(shí)踐中，在對銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，可有效提高銅冶燎的自動(dòng)化水平。分析其原因可能是，銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中，對PLC技術(shù)進(jìn)行了有效應(yīng)用。PLC主要由存儲(chǔ)器、輸入模塊、輸出模塊等部分組成，其可以完成各種控制功能，同時(shí)具有與其他討算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。PLC的存儲(chǔ)器具有可編制程序，可用來執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算以及順序控制、計(jì)數(shù)、定時(shí)、算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，借助數(shù)字或模擬的狗入（I）、輸出（0）接口，可實(shí)現(xiàn)對各種機(jī)械設(shè)備的控制。通過充分發(fā)揮PLC技術(shù)的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)銅冶煉生產(chǎn)中自動(dòng)化水平的提高O（3）技術(shù)涵羞面較廣。銅冶煉企業(yè)的生產(chǎn)工藝通常寓于流程型，生產(chǎn)過程的持續(xù)性較強(qiáng)、工藝步驟繁多，且涉及到諸多復(fù)雜的物理與化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)，生產(chǎn)過程中存在著一些不確定性因素、突發(fā)性狀況，原燃料組分、生產(chǎn)技術(shù)等也可能出現(xiàn)變化。面對這樣的情況，為確保銅冶煉生產(chǎn)的順利，工作人員應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，對能量、物料、質(zhì)量等進(jìn)行動(dòng)態(tài)化調(diào)整；為實(shí)現(xiàn)銅冶燎生產(chǎn)的有序完成，工作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝需求，動(dòng)態(tài)化調(diào)整質(zhì)量、物料、能量等；為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、品質(zhì)與效益的提升，應(yīng)在銅冶煉生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)有效應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，其技術(shù)涵蓋面校廣，可以適應(yīng)銅冶煉生產(chǎn)中的各種情況，保障銅冶煉生產(chǎn)的高效、高質(zhì)量完成。3.3銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展科學(xué)技術(shù)日新月異的背景下，銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也會(huì)得到持續(xù)發(fā)展與進(jìn)一步提高。銅冶壕電氣自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展過程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:<1)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。如果想要提高銅冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)提有迅速診斷、快速處理的能力，這就提高了對銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的要求。針對銅冶煉產(chǎn)業(yè)的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)收集、分析於理。(2)以“我"為本。以"我”為本，是自主集成的制造環(huán)節(jié)應(yīng)堅(jiān)持的準(zhǔn)則。在生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新過程中，不可避免地會(huì)逋受諸多難題，但千里之行始于足下，工作人員在日常工作中，不斷總結(jié)、積累經(jīng)黔，量變引起質(zhì)變，勢必可以創(chuàng)造出適合我國銅冶煉行業(yè)需求的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的效仿能力非富商，生產(chǎn)流程保持不變的前提下，對以往生產(chǎn)流程進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并根據(jù)生產(chǎn)流程頸測大致狀況,便可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。(3)提高系統(tǒng)的可拿性。銅冶煉領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并為銅冶煉行業(yè)的發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用?？煽啃允请姎庾詣?dòng)化控制技術(shù)最關(guān)犍的優(yōu)勢，針對銅冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，并進(jìn)行全面分析，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。在未來發(fā)展過程中，銅冶煉電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也要從提高可靠性入手進(jìn)行優(yōu)化與改善，從而為促進(jìn)銅冶煉行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展做出更好的貢獻(xiàn)。(4)數(shù)據(jù)挖堀與運(yùn)用。通過有效應(yīng)用銅冶煉電