ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 11
1.1 Г еографические и юридические сведения об организации АО
«Михеевский ГОК» 11
1.2 Введение основных понятий горнодобывающей промышленности.
Описание технологического процесса АО «Михеевский ГОК» 14
1.2.1 Рудоподготовка 15
1.2.2 Гирационная дробилка 16
1.2.3 Склад крупнодроблёной руды 19
1.2.4 Измельчение 20
1.2.5 Мельницы полусамоизмельчения 22
1.2.6 Шаровые мельницы 22
1.2.7 Виброгрохот 24
1.2.8 Флотация 24
1.2.9 Обезвоживание 25
1.2.10 Сгуститель 25
1.2.11 Фильтры 26
1.3 Описание флотационных машин, алгоритма их работы 27
1.3.1 Механические флотационные машины 28
1.3.2 Колонные флотационные машины 29
1.4 Флотационные машины TankCell, установленные на АО «Михеевский ГОК» 30
1.4.1 Описание технологического процесса флотации 34
1.4.2 Основные элементы флотации 35
1.4.3 Реагенты: перечень, применение, дозировки 41
Пробоотбор и анализ
1.5 Система автоматизации отделения флотации 49
1.5.1 Описание действующей системы автоматизации флотации 51
1.6 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического процесса53
1.6.1 Обзор производителей флотационных машин 53
1.6.2 Обзор компаний, занимающихся автоматизацией горнодобывающей
и обогащающей техники 56
1.6.3 Обзор статей и научных работ 59
1.6.4 Подведение итогов обзора существующих вариантов автоматизации
технологического процесса 65
1.7 Разработка архитектуры систем автоматизации 65
Выводы по главе 1 69
2 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ .... 70
2.1 Разработка модели системы автоматизации 70
2.2 Технические средства автоматизации 71
2.2.1 Описание установленного ПЛК 71
2.3 Разработка алгоритма управления и программного обеспечения системы
автоматизации 72
2.3.1 Типы руды 73
2.3.2 Первичные данные 74
2.3.3 Работа в pgAdmin на языке SQL 75
2.3.4 Python: обработка и передача данных 77
2.3.5 OPC DA: получение и передача данных 81
2.3.6 Действующее управление подачей реагентов во флотационные
машины 84
2.3.7 HMI-панель 92
2.3.8 Машинное обучение 94
Выводы по главе 2 98
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 99
3.1 Расчет сметы капитальных затрат 99
3.2 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудования 102
3.2.1 Расчет фонда заработной платы 102
3.2.2 Расчет годовой суммы амортизации 103
3.2.3 Расчет материальных затрат 103
3.2.4 Расчет прочих затрат 104
3.3 Расчет прибыли и показателей рентабельности 104
3.4 Расчет срока окупаемости проекта 108
3.5 Сводная таблица технико-экономических расчетов 109
Выводы по главе 3 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 112
ПРИЛОЖЕНИЯ 114
ПРИЛОЖЕНИЕ А 114
В соответствии с Конституцией нашей страны «в Российской Федерации создаются условия для устойчивого экономического роста страны и повышения благосостояния граждан»1.
Основная проблема горнодобывающей, перерабатывающей и обогащающей промышленности связана с ухудшением минерально-сырьевой базы. Например, Сибайское месторождение, освоение которого началось в 1930-ых годах содержало 1,14% меди, в то время как Михеевское месторождение, открытое в 1952 годы, содержит 0,4% меди. Повышаются капитальные затраты на начальной стадии реализации проекта для создания энергетической и транспортной инфраструктуры, растут логистические издержки транспортировки сырья, материалов и техники, необходимых для разработки месторождений и концентрата меди.
Михеевское месторождение было открыто в ходе выполнения
государственной программы геохимических изысканий.
Ещё одна проблема горнодобычи - это отсутствие системной геологоразведки. Последние государственные проекты по этому направлению были прекращены с 1966 года, кроме программы «Руда» в соответствие с которой была разработана программа «Руда Урала».
В 2009 году исследования были завершены АО «Михеевский ГОК» и представлены в виде окончательного отчёта с подсчётом запасов, проекта вскрытия и разработки месторождения, выполненными в соответствии с требованиями государственных органов РФ, с целью начать строительство добывающего предприятия в 2010 году.
Низкое содержание металла в руде снижает рентабельность его добычи, что компенсируется на «Михеевском ГОК» увеличением извлечения меднопорфировых руд.
Таким образом, изучение и совершенствование технологического процесса добычи и переработки руды актуально и обосновано практикой работы коммерческого предприятия.
Методологический аспект основывается на качественном анализе горнодобывающей и обогащающей промышленности, и выявлении инструментов повышения её эффективности.
Сущность данной работы заключается в практическом применении изученной теории на примере анализа обогащающей промышленности руды на АО «Михеевский ГОК».
При определении границ исследования был найден его объект - флотационные машины. Предмет исследования - регуляторы подачи реагентов во флотационные машины.
Цель данной выпускной квалификационной работы - уменьшение процентного содержания меди в хвостах производства и уменьшение расхода реагентов, с помощью автоматизации подачи реагентов во флотационные машины.
Автоматизированная система управления подачи реагентов во флотационные машины является комплексом технических и программных средств, которые позволяют контролировать и регулировать параметры работы флотационной машины в автоматическом режиме. Она обладает следующими преимуществами:
• повышение эффективности процесса флотации за счет оптимизации дозирования реагентов;
• сокращение затрат на обслуживание и эксплуатацию оборудования за счет своевременного выявления неисправностей, а также защиты от перегрузок, перегревов и других аварийных ситуаций;
• уменьшение числа ошибок при работе оператора;
• повышение безопасности работы на производстве.
Для разработки такой системы необходимо изучить техпроцесс флотации, провести анализ уже существующих систем управления подачей реагентов, выбрать тип датчиков для измерения параметров работы флотационной машины, подобрать всё необходимое оборудование для создания цельной системы управления и написать соединяющую программу. Кроме того, необходимо провести технико-экономический расчет для оценки экономической эффективности внедрения такой системы.
Горно-обогатительное производство - это сложный и многокомпонентный процесс, который требует высокой точности и контроля. Флотационный процесс является одним из ключевых этапов горно-обогатительного цикла, который зависит от множества факторов. Разработка системы управления подачи реагентов во флотационные машины является актуальной темой, которая может принести значительную экономическую выгоду за счет снижения затрат на реагенты и повышения эффективности работы всей системы.
Один из ключевых этапов горно-обогатительного цикла - это флотационный процесс. Этот процесс основан на использовании специальных химических веществ (реагентов), которые позволяют разделить полезные компоненты от неполезных в условиях жидкости и пузырьков воздуха. Флотационная машина играет основную роль в этом процессе.
Система управления подачи реагентов является одним из самых критичных элементов для обеспечения эффективности работы всей системы флотации. Небольшое изменение параметров может привести к значительным изменениям в результате работы системы.
В выпускной квалификационной работе разработана система управления подачи реагентов во флотационные машины на АО «Михеевский ГОК».
В связи с тем, что каждый день все больше данных становится доступными для анализа благодаря новейшим технологиям и различным датчикам, использование методов машинного обучения для оптимизации системы управления подачи реагентов во флотационные машины становится все более актуальной темой. Машинное обучение позволяет автоматически анализировать данные о ходе процесса и предсказывать его результаты с высокой точностью.
Разработка системы управления подачи реагентов во флотационных машинах на основе методов машинного обучения может привести к значительному повышению эффективности работы всей горно-обогатительной системы и экономической выгоде для компаний, занимающихся этой отраслью.
