D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.029 第27卷第1期 北京科技大学学报 Vol.27 No.1 2005年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2005 铁精矿品位优化通用系统 李克庆秦元萍刘保顺袁怀雨 北京科技大学士木与环境工程学院，北京100083 摘要在对影响铁精矿品位的主要工艺技术进行系统分析的基础上，提出了综合考虑技 术和经济因素、建立动态模型、采用多目标决策技术优化铁精矿品位的基本思路和方法，介 绍了基于该方法的铁精品位优化系统的设计方法和基本功能，并通过实例说明了该系统 主要的实施步骤. 关键词精矿品位：优化：多目标决策 分类号F407.1;TF522 精矿品位是体现矿山系统生产经营效果的 的刊矿山一治炼系统而言，其具体确定方法就是建 重要指标之~.我国铁精矿品位指标的制定，传 立起边界品位、工业品位、采矿损失率、贫化率及 统上采用由技术主管部门统一下达指标，实行 选矿的磨细度、烧结刊矿碱度、炉渣碱度等经营 “一刀切”式的管理.而在实际的生产经营过程 参数各自作不同变动排列组合的大量方案，对这 中，山的资源状况、生产技术水平、各种原料、 些方案分别计算各自所对应的总利润、净现值、 中间产品及其他辅助原料的市场条件均在不断 生铁总量等经营目标值，然后对这些方案实施多 地发生着变化，合理的铁精矿品位指标的制定， 目标优化决策技术，从中选取总自标值最优的方 应能及时地反映这种变化，制定合理铁精矿品位 案，该方案所对应的精品位，即是反映矿山一冶 的技术，涉及地质、采矿、选矿、烧结、球团、炼铁 炼整体效益最佳的合理精矿品位四.该过程的实 等诸多专业领域，这些生产环节之间往往既相互 施步骤具体如下. 影响，又互相制约！，如铁精矿品位既受前序资 (1)建立以边界品位和工业品位为自变量求 源状况、开采技术水平及选矿技术水平的影响， 解矿石储量和平均品位的数学模型，有了这两个 同时又受后续烧结球团甚至炼铁工艺的制约，这 模型，即可对矿山的作业对象一可矿体，在不同 就使得该项工.作显得十分复杂， 工业指标下的数量和质量进行动态的描述 基于上述原因，对影响和制约铁精矿品位的 [(x)D(x)fx)dx+[D(x)f(x)dx 各工艺技术环节进行深入而系统的研究，挖掘隐 Oci,C2)=O0 (1) x)D(xfx)dx+D(x))dx 藏于它们之间的动态的、有机的联系关系，并借 助于计算机技术，研制一套能够根据生产经营和 CceJxptDe/xdr+fxDrl/rldr (x)D()fx)dx+Dx)f()dx (2) 市场状况对铁精矿品位等生产经营指标进行实 时动态优化的通用性软件系统实在是必要的. 式中，Q(C,c2)为在边界品位为c,工业品位为c时 的矿体储量：C(c,C)为在边界品位为c,工业品位 1铁精矿品位的确定原理及方法 为c时的矿体平均地质品位：Q为在边界品位为 C,工业品位为c时，计算范围内原始勘探求得的 铁精矿品位是否合理，其标准应是矿冶生产 矿体储量：Dx)为品位为x的矿石所对应的体重 过程中各项技术指标（包括精矿品位）所反映出 (模型)：几x)为矿石品位频率分布函数：(x)为品 的矿冶系统总体经营效果是否最佳.对一个具体 位介于边界品位和工业品位之间的样品进入表 收稿日期：20040308修回日期：200409-24 内刊矿的概率函数，概率函数一般为： 基金项目：国家|1科技攻关计划项目No.2001BA609A-14) 作者简介：李克八(1966一)，男，副教授 u-低二 Csx≤c (3)第 2 7 卷 第 1 期 2 0 0 5 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s iyt o f S e i e n e e a n d eT e h n o OI gy B e ij i n g 、 b l . 2 7 N o 。 l F e b . 2 0 05 铁精矿品位优化通用 系统 李克 庆 秦元 萍 刘 保顺 袁 怀 雨 北 京科 技大 学土木 与环境 工 程 学院 , 北 京 10 0 0 83 摘 要 在对 影 响铁精矿 品位 的主 要 工 艺技 术进 行系统 分析 的基 础 卜 , 提 出 了综 合考 虑 技 术和 经济 因 素 、 建立 动态模 型 、 采用 多 目标 决策 技术 优化 铁精 矿 品位 的基本 思路和 方 法 , 介 绍 了 基 于 该方法 的铁 精矿 品位优 化 系统 的设计 方法 和基本 功 能 , 并通 过实例 说 明 了该系 统 主要 的实 施步骤 . 关键词 精矿 品 位 ; 优 化 ; 多 目标 决策 分类号 F 4 0 7 . l : T F 5 2 2 精 矿 品位 是 体 现矿 山 系统 生产 经 营 效 果 的 重要 指标 之 一 我 国铁 精 矿 品 位 指标 的制 定 , 传 统 上采 用 由技 术 主 管 部 门统 一 下 达 指 标 , 实行 “ 一 刀 切 ” 式 的管理 . 而 在 实际 的 生产经 营 过程 中 , 矿 ` 山 的 资源状 况 、 生产 技 术 水平 、 各种 原 料 、 中 间产 品 及其 他 辅 助 原料 的市 场 条件 均 在 不 断 地发 生着 变 化 , 合 理 的铁 精矿 品 位指 标 的制 定 , 应 能及 时 地反 映这种 变 化 . 制 定合 理铁 精矿 品位 的技 术 , 涉 及地 质 、 采 矿 、 选 矿 、 烧 结 、 球 团 、 炼铁 等 诸 多专 业领域 , 这些 生 产环 节之 间往 往 既相 互 影响 , 又 互 相制 约 〔 , , , 如铁 精 矿 品 位 既 受前序 资 源 状 况 、 开 采技 术 水平 及选 矿 技 术水 平 的影 响 , 同 时 又 受后 续烧 结球 团甚 至炼 铁工 艺 的制约 , 这 就 使 得该 项 工 作 显得 十 分 复杂 . 基 于上 述原 因 , 对 影 响和制 约铁 精矿 品位 的 各工 艺技术 环节 进行 深入 而系 统 的研究 , 挖 掘 隐 藏 于 它们 之 间 的动态 的 、 有 机 的联 系 关系 , 并借 助 于计 算机 技术 , 研 制一 套 能够根 据生 产经 营和 市 场 状 况对 铁 精 矿 品 位 等 生 产 经营 指 标进 行 实 时动 态优 化 的通 用性 软件 系 统 实在 是必 要 的 . 的矿 山一 冶炼 系统 而 言 , 其 具 体确 定方 法 就 是建 立起边 界 品位 、 工 业 品 位 、 采矿 损 失率 、 贫化 率及 选 矿 的 磨矿 细度 、 烧 结矿 碱 度 、 炉 渣碱 度 等经 营 参数各 自作不 同变 动排 列组 合 的大 量方 案 , 对这 些方 案分 别 计算 各 自所 对 应 的总 利润 、 净现 值 、 生铁 总量 等经 营 目标值 , 然后对 这些 方 案实 施多 目标优 化 决策 技术 , 从 中选 取 总 目标 值 最优 的方 案 , 该方案 所对 应 的精矿 品位 , 即 是 反映矿 山一 冶 炼 整 体效 益 最佳 的合 理精 矿 品 位 ` 21 . 该过 程 的实 施 步 骤 具体 如下 . ( 1) 建立 以边 界 品 位 和 工业 品 位 为 自变 量求 解 矿石 储量 和 平 均 品位 的数 学模 型 , 有 了 这 两个 模 型 , 即 可 对 矿 山 的作 业对 象 — 矿 体 , 在 不 同 工 业 指标 下 的数 量和 质 量进 行 动态 的描述 . Q( e , , c Z ) = 0Q , x( ) D x( ) xf( )+dx f ` 外) xf( )-dx , x( ) D x( ) xf( )dx + 工 + ` D x( ) xf( )dx ( l 厂 ) 一犷 (C e l , c Z ) = 厂 二 w(x ) D (x) f(x ) +dx f , x() D x() xf( ) +dx 义 D x( ) xf( )dx D x( )刀义 )dx ( 2 一犷犷 ) 1 铁 精矿 品 位 的确 定原 理 及 方 法 铁精 矿 品 位 是否 合理 , 其标 准应 是矿 冶 生 产 过 程 中各 项技 术 指标 (包 括 精矿 品位 ) 所 反 映 出 的矿 冶 系统 总体经 营 效果 是否最 佳 . 对 一个 具体 收稿 日期 : 2 0 04 刊 )3一8 修回 日期 : 2 00 4一 9一4 基 金项 目 ; 国家 卜江科技攻 关计 划项 目困 。 , ZOl0 B A 60 9 A 一 14) 作者 简 介 : 李 克庆 (1 9 6 一) , 男 . 副 教授 式 中 , (Q cl, 。 )为 在边 界 品 位 为 c l , 工 业 品 位 为c Z时 的矿 ` 体 储量 ; (C c 1八) 为在 边 界品 位 为c , , 工 业 品 位 为c Z时 的矿 体 平均 地 质 品位 : 0Q 为在 边 界 品位 为 c a , 工 业 品位 为 c b时 , 计 算 范 围 内原始勘 探 求得 的 矿 体储 量 ; D (x ) 为 品 位 为x 的矿 石所 对 应 的体 重 (模 型 )洲认) 为 矿 石 品 位 频 率 分 布 函 数 ; p (x) 为 品 位 介 于 边 界 品位 和 工 业 品 位之 间 的 样 品进 入 表 内矿 的概 率 函 数 , 概率 函 数一 般 为 : w(x 卜 !昌r 一 。 、 。 ( 3 ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 01. 029