选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的现状与趋势.pdf

第 1 期2024 年 2 月现代盐化工Modern Salt and Chemical IndustryNo.1Feb.,2024选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的现状与趋势王 冰(江西万载工业园区管理委员会,江西宜春 336000)作者简介:王冰,男,吉林通化人,中级注册安全工程师,本科,研究方向:化学工程与管理。摘要:对于矿物加工行业而言,选矿药剂生产设备的自动化与智能化升级改造,将有利于推动企业现代化发展,从而提升其核心竞争力。基于此,按照选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的原则,对升级改造的现状进行深入分析;同时,对选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的未来发展趋势提出建议,以期为推动企业现代化发展提供有价值的参考依据。关键词:选矿药剂生产设备;自动化;智能化;升级改造 在整个化工药剂体系中,选矿药剂属于一个细分类型,主要是为金属冶炼厂、矿山选矿厂等提供相应的药剂产品。从选矿厂层面来讲,需要进行矿石选别,而对于冶炼厂而言,需要进行金属冶炼,这些环节均需要用到药剂,用于充分去除废物。通过冶炼、悬浮等方式,提炼出有用物质,不仅有利于提升生产效率与质量,而且能够保障产品的纯度。这类企业属于化工行业,对于安全、环境、效率、质量等各方面均有非常高的要求。同时,随着化工企业现代化理念的深入,需要对选矿药剂生产设备进行自动化、智能化升级改造,有助于企业实现高质量发展的目标。1 选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的原则1.1 安全可靠与先进技术原则(1)确保设备升级改造后的安全性和可靠性。在设计和选择控制系统、传感器和执行机构时,要考虑其安全性能,确保设备运行稳定,并设置相应的安全监测装置和报警系统。(2)采用先进的自动化与智能化技术,如 PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)、人工智能、物联网等。选择先进的技术方案,使其具备较高的性能、稳定性和灵活性,满足生产需求1。1.2 系统集成与可扩展性原则将各个子系统进行整合与集成,实现设备间的信息交流和数据共享。确保各个子系统之间的协调运行,并与企业信息管理系统进行无缝对接,实现数据采集、处理和分析。同时,考虑到未来可能的扩容或新产品开发需求,需选取具有较好扩展性的设备升级方案,以确保新加入设备或新工艺可以无缝衔接,并且便于后续对控制系统进行升级和扩展。1.3 经济效益与持续改进原则(1)在设备升级改造中要充分考虑经济效益。根据实际情况,综合考虑投资成本、运行费用、维护成本和预期收益等因素,需选择具有良好性价比的技术方案。(2)设备升级改造是一个持续不断的过程。企业应建立完善的监测与评估体系,定期对设备运行情况进行检查与评估,并根据评估结果进行调整和改进,以提高生产效率、产品质量和安全性。1.4 人机工程与环境友好原则在设备升级改造中注重人机工程学的应用,使操作界面友好、操作简便,并提供必要的培训和技术支持,确保操作人员能够熟练操作设备,并了解其工作原理和安全注意事项。同时,在设备升级改造中要充分考虑节能环保因素。引入节能技术和装置,减少能源消耗和废弃物排放。而且还要优化生产过程,降低对环境的影响2。2 选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的现状2.1 自动化技术应用选矿药剂生产设备自动化技术应用广泛且多样化,下列是目前一些常见的自动化技术应用。2.1.1 传感器和仪表通过安装各种传感器和仪表,可以实时监测选矿药剂生产过程中的温度、压力、流量、液位等参数。这些传感器将采集到的数据发送给控制系统进行分析和决策。18第 1 期2024 年 2 月现代盐化工经验与技术No.1Feb.,20242.1.2 可编程逻辑控制器(PLC)PLC 是一种专门用于工业自动化控制的电子设备,它能够根据预先编写好的程序对设备进行精确的控制。在选矿药剂生产中,PLC 通常被用来控制设备的启停、速度调节以及其他操作。2.1.3 分布式控制系统(DCS)DCS 是一种集中管理和控制多个设备或系统的技术。它通过网络连接各个设备,并提供统一的监视、调节和报警功能。在选矿药剂生产中,DCS 可以实现对整个生产过程进行集中管理和优化。2.1.4 人机界面(HMI)HMI 是指人与机器之间进行交互和信息交流的界面。在选矿药剂生产设备中,HMI 通常是通过触摸屏或操作面板实现的,它提供了直观的操作界面和数据显示,使操作人员能够方便地监控和控制设备3。2.2 数据采集与处理在选矿药剂生产设备的自动化与智能化升级改造中,数据采集和处理是非常重要的环节。2.2.1 数据采集、存储以及预处理(1)通过传感器和仪表等设备,对选矿药剂生产过程中的各种参数进行实时监测和采集。这些参数包括温度、压力、流量、液位、pH 等。传感器将采集到的数据以模拟信号或数字信号的形式发送给控制系统。(2)采集到的数据需要进行存储,以便后续的分析和决策支持。可以使用数据库或者云平台等方式进行数据存储。同时,为了确保数据的完整性和安全性,还需要进行备份和权限管理等。(3)在进行数据分析之前,通常需要对原始数据进行预处理。这包括去除异常值、填补缺失值、标准化或归一化等操作,以提高后续分析的准确性和可靠性。2.2.2 数据分析(1)通过应用统计学、机器学习、人工智能等方法对采集到的数据进行分析,例如可以利用回归分析来建立生产参数与产品质量之间的关系模型,或者使用聚类分析来发现不同工况下的特征。同时,对于数据采集和分析,可以实现对选矿药剂生产设备故障的诊断和预测。通过监测设备运行状态的变化,并与历史数据进行对比,可以提前发现潜在故障,并采取相应的维修措施,以减少停机时间和降低维修成本。(2)为了更好地理解和利用采集到的数据,可以将其以图表、曲线等形式进行可视化展示。通过直观地展示数据,操作人员能够更加方便地监控设备运行状态,并及时做出调整。2.2.3 过程优化利用数据采集与处理技术,可以对选矿药剂生产过程进行优化。通过分析大量的生产数据,找出影响生产效率和产品质量的关键因素,并进行调整和优化。这有助于提高生产效率、降低能耗、减少废品率等4。2.3 智能化管理系统在选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造过程中,常常会用到智能化管理系统。2.3.1 生产计划与调度智能化管理系统可以根据订单需求、设备状态和原料库存等信息,自动生成合理的生产计划,并进行实时调度。通过优化生产计划和资源利用,可以提高生产效率和降低成本。2.3.2 设备状态监测与维护智能化管理系统可以实时监测选矿药剂生产设备的运行状态,并根据预设的规则进行故障诊断和预警。同时,系统还可以提供设备维护的建议和指导,帮助延长设备寿命和减少停机时间。2.3.3 能耗管理与节能优化智能化管理系统通过对选矿药剂生产过程中各个环节的能耗数据进行采集和分析,可以找出能源消耗较大的环节,并提出相应的节能措施。通过优化工艺参数、改进操作方式等手段,实现节能减排目标。2.3.4 质量控制与质量追溯智能化管理系统可以对选矿药剂生产过程中关键参数进行实时监测,并根据预先设定的质量标准进行自动化控制。同时,系统还可以记录和追溯生产过程中的关键数据,以确保产品质量的稳定性和一致性。同时,智能化管理系统可以通过网络连接实现对选矿药剂生产设备的远程监控和操作,而管理人员可以随时随地了解设备运行状态,并进行必要的调整和控制。2.3.5 人机界面与可视化展示智能化管理系统通常会配备用户友好的人机界面,以便操作人员直观地了解设备状态、生产进度等信息,并进行相应的操作。同时,系统还可以将采集到的数据以图表、曲线等形式进行可视化展示,方便用户理解和利用。2.4 机器人技术应用现阶段,机器人技术在选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造中发挥着重要作用。2.4.1 重复性与危险环境作业(1)基于机器人的自动化操作,机器人可以代替人工进行重复性、精细度要求高的操作,如样品采集、试验操作等。通过使用机器人执行这些任务,可以提28第 1 期2024 年 2 月现代盐化工Modern Salt and Chemical IndustryNo.1Feb.,2024高操作的准确性和一致性,并减少了对人力资源的依赖。(2)危险环境作业。选矿药剂生产过程中可能存在一些危险环境,如高温、有毒气体等。机器人可以被设计和配置成能够耐受这些环境,并且能够完成相关作业任务,从而保护工作人员的安全。2.4.2 数据采集与监测机器人配备传感器和摄像头等设备,可以实时采集选矿药剂生产过程中各种参数和图像数据。通过机器学习和图像处理算法分析这些数据,可以提供实时监测和预警功能,帮助优化生产流程。同时,在选矿药剂生产设备中进行巡检和故障检测,通过传感器和摄像头等设备获取设备运行状态的信息。一旦发现异常或故障,机器人可以及时报警并提供相应的维护建议。2.4.3 自主导航与协作(1)机器人配备自主导航系统,能够在工厂内自动定位、规划路径,并避开障碍物;同时,多个机器人之间还可以实现协同工作,完成更复杂的任务。(2)机器人具有高精度和高速度的特点,在选矿药剂生产过程中能够更加准确地执行操作,并且能够以更快的速度完成任务,从而提高生产效率。(3)通过机器人采集到的数据和图像信息,结合数据分析算法和模型,在选矿药剂生产中提供决策支持,例如根据机器学习算法对数据进行分析,预测设备故障概率,并制定相应的维护计划。2.5 节能环保改造在选矿药剂生产设备的自动化与智能化升级改造中,节能环保是一个重要的考虑因素。2.5.1 能源管理系统(1)引入智能能源管理系统,对选矿药剂生产设备的能耗进行实时监测和分析。通过优化设备运行参数和调整工艺流程,减少不必要的能量消耗,并提供节能建议。(2)将老旧、低效的设备替换为新型高效设备,例如使用高效电机、变频器等技术。这些新设备具有更好的性能和更低的能耗,可大幅度降低选矿药剂生产过程中的能量损耗。2.5.2“废”利用(1)对于产生大量废热的选矿药剂生产过程,可以采用废热回收技术,将废热转化为可再利用的热能或电力。这样不仅可以降低对外部供暖或电力资源的依赖,还可以减少温室气体排放。(2)废水处理与回收,对于选矿药剂生产中产生的废水,应采取有效的废水处理技术,将废水中的有害物质去除或降低到符合排放标准。同时,可以考虑废水回收利用,减少对淡水资源的消耗。2.5.3 节能灯与环保材料(1)在选矿药剂生产场所使用节能灯,并结合自动化照明系统实现按需调节照明亮度。这样可以避免不必要的能源浪费,并提高工作场所的舒适度。(2)在选矿药剂生产设备升级改造中选择环保材料和设计方案。例如使用可再生材料、低污染材料等来替代传统材料,并进行环保设计以减少对环境的影响。3 选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的趋势 选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造的未来趋势将涉及以下几个方面。3.1 数据驱动和智能优化随着大数据和人工智能技术的不断发展,未来的选矿药剂生产设备将更加注重数据的收集、分析和应用。通过对海量数据进行挖掘和分析,可以实现设备运行状态监测、故障预警以及生产过程优化等功能,从而提高生产效率和质量。3.2 机器学习与自适应控制(1)机器学习算法将在选矿药剂生产设备中得到广泛应用。通过训练模型并利用实时数据进行反馈调整,设备可以实现自适应控制,根据不同条件下的变化调整参数,并优化生产过程;(2)机器人与无人化操作。未来的选矿药剂生产设备将更多地引入机器人技术,实现无人化操作。机器人可以完成样品采集、试验操作等重复性任务,并在危险环境中代替人工作业。这样不仅提高了安全性,还提高了操作的准确性和一致性。3.3 虚拟现实与增强现实虚拟现实和增强现实技术将在选矿药剂生产设备中得到应用。通过虚拟现实技术,可以进行设备模拟和操作培训,减少人员对真实设备的依赖。而增强现实技术则可以提供实时数据显示、操作指导等功能,提高工作效率和准确性。3.4 云计算与物联网云计算和物联网技术将进一步推动选矿药剂生产设备的智能化升级。通过云平台的数据存储和分析,可以实现多设备之间的协同工作和远程监控。物联网技术则可以连接各种传感器和设备,实现数据的无缝传输和集中管理。3.5 绿色环保与可持续发展未来的选矿药剂生产设备升级改造将更加注重绿(下转第 86 页)38第 1 期2024 年 2 月现代盐化工经验与技术No.1Feb.,2024变化来判断反应进展是否正常。另一个重要的应用领域是药代动力学研究。药代动力学研究主要关注药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。通过利用核磁共振光谱技术,可以非侵入性地观察药物在体内的转化情况,了解其代谢途径和速率,从而为合理用药提供科学依据。此外,近年来随着纳米技术的发展,光谱法在纳米药物研究中也得到广泛应用。纳米粒子具有较大比表面积和特殊的光学性质,在生物医学领域具有广阔的应用前景。通过利用拉曼光谱技术,可以对纳米粒子进行表征,并探索其与生物分子之间相互作用机制2。2.5 药物高通量筛选技术药物高通量筛选技术是一种在药物分析中广泛应用的方法。它通过快速、自动化地测试大量样品,可以有效地筛选出具有潜在药理活性的化合物。传统的药物筛选方法往往需要耗费大量时间和资源,而且效率低下。然而,随着科学技术的不断进步,高通量筛选技术逐渐成了研究人员的首选工具。高通量筛选技术主要包括两个方面:样品处理和数据分析。在样品处理方面,研究人员使用自动化设备对大批量样品进行预处理、稀释等操作,以提高实验效率。在数据分析方面,利用计算机软件对实验结果进行快速准确的分析和解读。相比传统方法,高通量筛选技术具有以下优势:(1)节省时间和资源。传统方法需要逐个手工操作每一个样本,并且可能需要多次重复实验来验证结果。而高通量筛选技术可以同时处理多个样本,并且能够快速生成可靠的结果。(2)提高效率和准确性。由于采用了自动化设备和计算机软件辅助分析,高通量筛选技术可以大大减少人为误差,并且能够更快速地获取实验结果。(3)高通量筛选技术具有广泛的应用前景。它可以在药物研发过程中用于寻找新的药物靶点、评估化合物的活性和选择最佳候选药物等方面。同时,该技术还可以应用于毒理学研究、食品安全检测等领域。3 结语现代分析方法技术在药物分析中的应用能够提供更准确、快速和可靠的手段来评估药物成分及其代谢产物。通过不断探索和创新,可以进一步完善这些技术,并将其应用于临床实践中,从而更好地服务于人类健康事业。相信随着科学技术的不断发展,现代分析方法技术在药物领域中的应用将会取得更加显著的成果。参考文献:1 洪世忠,吴虹.现代分析方法和技术在药物分析中的应用J.安徽化工,2018,44(1):3 10.2 靳雅丽,杨德智,杨世颖.纳米药物分析技术方法研究新进展J.医药导报,2021,40(4):491 495.(上接第 83 页)色环保和可持续发展。节能降耗、废物利用、减少排放等环保措施将成为关键要素;同时,使用环保材料、设计低碳工艺等也将成为趋势。4 结语在遵循相关原则的基础上,目前的选矿药剂生产设备自动化与智能化升级改造主要集中自动化技术应用、数据采集与处理、智能化管理系统、机器人技术应用、节能环保改造等领域。未来发展趋势主要是数据驱动和智能优化、虚拟现实与增强现实、云计算与物联网、绿色环保与可持续发展等,有利于化工企业实现现代化转型,从而提升生产效率、质量以及安全。参考文献:1 赵越峰,牟松.选矿药剂生产企业自动化与智能化升级改造的现状与趋势J.有色矿冶,2022,38(4):63 66.2 罗斯恩,王樱璇,杨阳,等.选矿药剂企业发展过程中环境保护问题的管理策略J.有色矿冶,2021,37(3):55 57.3 李超,尚衍波,朱阳戈,等.基于 CFD 技术的选矿药剂生产用反应釜流场特性研究概述J.矿产保护与利用,2019,39(5):135 139.4 刘加强,徐国强.常村煤矿选煤厂浮选药剂应用分析J.煤炭加工与综合利用,2019(5):9 10,14.68