本发明涉及金属矿物加工，特别是一种球磨机智能化加球系统及方法。
背景技术：
1、金属矿山从原矿中回收有价金属矿物之前必须对原矿进行碎磨作业，以便减小入料粒度和使金属矿物充分解离。球磨机是金属矿山通常采用的一种磨矿设备。根据磨矿功耗理论，要使矿石粒度达到所需的减小程度，必须消耗与矿石可磨性相对应的能量。亦即，当矿石可磨性、入料粒度和磨矿产品粒度确定时，磨机的运行功率应当达到对应的数值。
2、磨机规格已确定的情况下，球磨机功率主要取决于装球率。随着磨矿作业的进行，磨机内的钢球量会因磨损而减少，需要及时补加钢球来维持磨机的功率。当前，生产现场主要采用的钢球补加制度是假定钢球磨损量与矿石处理量具有固定比例关系，根据矿石处理量来计算钢球补加量。然而，由于生产现场入料矿石性质会随时间而发生显著波动，这一方法存在两方面问题：一是钢球磨损量与矿石处理量之间比例关系并不固定，会导致磨机内实际钢球量和磨机功率偏离目标值；二是矿石可磨性的变化会导致所需的磨机功率目标值本身也会发生变化。由于上述原因，矿石入料的碎磨特性、处理量和最终产品目标细度不可能始终维持在最佳状态，造成处理量或产品细度不达标，或降低能量效率。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种球磨机智能化加球系统及方法，实时选择运行成本最合理的工艺流程，达到节能降耗提产的目标。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种球磨机智能化加球系统，包括自动取料装置（2）、筛机（3）、矿石冲击破碎性质在线检测仪（4）、磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）、球磨机（6）、功率监测装置（8）以及自动加球装置（9）。
3、本发明还提供了一种球磨机智能化加球方法，采用了上述的一种球磨机智能化加球系统；入料矿石（1）通过皮带向球磨机6给料时，首先通过自动取料装置（2），自动取料装置（2）每间隔一定时间自动取样，筛机（3）及矿石冲击破碎性质在线检测仪（4）与自动取料装置（2）联动，定时自动开启；自动取料装置（2）获得部分入料矿石并提供给筛机（3）进行筛分；经过筛机（3）筛分后获得合格粒度级别的矿石样品给入矿石冲击破碎性质在线检测仪（4），矿石冲击破碎性质在线检测仪（4）获得矿石的硬度指标后，将该矿石硬度指标提供给磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）等待分析。
4、在一较佳的实施例中，取样后的入料矿石（1）给入球磨机（6）进行磨矿作业；球磨机运行时，安装于球磨机电路系统中的功率监测装置（8）测得球磨机运行功率，并将球磨机（6）的功率信息传递给磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）等待分析；磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）获得矿石硬度指标、球磨机（6）的功率信息后，进行综合分析。
5、在一较佳的实施例中，磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）中的磨机功耗智能化运维软件包括：矿石碎磨特性表征模块、磨矿流程单位能耗预测模块、球磨装球率在线预测模块、和磨机智能化加球量计算模块；通过矿石碎磨特性表征模块、磨矿流程单位能耗预测模块、球磨装球率在线预测模块、和磨机智能化加球量计算模块的逐步分析获得球磨机（6）的实时加球量。
6、在一较佳的实施例中，通过矿石碎磨特性表征模块计算矿石碎磨特性指标c1、…、cn；
7、对于常规破碎+球磨、高压辊磨+球磨磨矿工艺流程，矿石碎磨特性指标、球磨机入料粒度f80、球磨机产品粒度p80和球磨机理论所需的单位能耗w之间存在定量的对应关系，即：
8、w = f（c1、…、cn、f80、p80） （1）
9、f80和p80分别指入料和产品中80%颗粒能通过的筛孔尺寸；球磨机产品指在闭路分级情况下作为最终产品的分级设备细产品；
10、对于自磨机/半自磨机+球磨的磨矿流程，需要根据矿石碎磨特性指标、半自磨机入料粒度f80、球磨机产品粒度p80，按照式（1）计算出自磨机/半自磨机+球磨磨矿流程总单位能耗，然后从中减去自磨机/半自磨机的单位能耗，将差值作为球磨机的单位能耗，得到的球磨机单位能耗与目标处理量的乘积，即为球磨机的功率需求。
11、在一较佳的实施例中，球磨装球率在线预测模块中，球磨机功率与装球率之间有一一映射关系；通过检测球磨机整体功率情况计算其实际装球率r1；当球磨机实际单位能耗不能满足生产需求时，调整其装球率使球磨机能够达到碎磨功耗理论所要求的运行功率，即装球率达到目标装球率r2；实际装球率r1和目标装球率r2的差值即为球磨机日常生产管理中能够满足实际需求的加球量；
12、磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）计算得到加球量后，控制加球装置进行钢球的添加；完成一次球磨机钢球填充率的调节；通过系统的监测、运算、调节，保障球磨机装球率与给料量能够保持球磨机工作在额定功率附近。
13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过对矿石性质进行在线检测，实时调整磨机功率的目标设定值；根据磨机功率曲线估算磨机内部的实际钢球量和达到磨机功率目标值所应需的钢球量，根据两者差值确定钢球补加量，从而建立磨机的智能化补加球制度。
1.一种球磨机智能化加球系统，其特征在于，包括自动取料装置（2）、筛机（3）、矿石冲击破碎性质在线检测仪（4）、磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）、球磨机（6）、功率监测装置（8）以及自动加球装置（9）。
2.一种球磨机智能化加球方法，其特征在于采用了上述权利要求1所述的一种球磨机智能化加球系统；入料矿石（1）通过皮带向球磨机6给料时，首先通过自动取料装置（2），自动取料装置（2）每间隔一定时间自动取样，筛机（3）及矿石冲击破碎性质在线检测仪（4）与自动取料装置（2）联动，定时自动开启；自动取料装置（2）获得部分入料矿石并提供给筛机（3）进行筛分；经过筛机（3）筛分后获得合格粒度级别的矿石样品给入矿石冲击破碎性质在线检测仪（4），矿石冲击破碎性质在线检测仪（4）获得矿石的硬度指标后，将该矿石硬度指标提供给磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）等待分析。
3.根据权利要求2所述的一种球磨机智能化加球方法，其特征在于，取样后的入料矿石（1）给入球磨机（6）进行磨矿作业；球磨机运行时，安装于球磨机电路系统中的功率监测装置（8）测得球磨机运行功率，并将球磨机（6）的功率信息传递给磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）等待分析；磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）获得矿石硬度指标、球磨机（6）的功率信息后，进行综合分析。
4.根据权利要求3所述的一种球磨机智能化加球方法，其特征在于，磨机功耗智能化运维软件及上位机（5）中的磨机功耗智能化运维软件包括：矿石碎磨特性表征模块、磨矿流程单位能耗预测模块、球磨装球率在线预测模块、和磨机智能化加球量计算模块；通过矿石碎磨特性表征模块、磨矿流程单位能耗预测模块、球磨装球率在线预测模块、和磨机智能化加球量计算模块的逐步分析获得球磨机（6）的实时加球量。
5.根据权利要求4所述的一种球磨机智能化加球方法，其特征在于，通过矿石碎磨特性表征模块计算矿石碎磨特性指标c1、…、cn；
6.根据权利要求5所述的一种球磨机智能化加球方法，其特征在于，球磨装球率在线预测模块中，球磨机功率与装球率之间有一一映射关系；通过检测球磨机整体功率情况计算其实际装球率r1；当球磨机实际单位能耗不能满足生产需求时，调整其装球率使球磨机能够达到碎磨功耗理论所要求的运行功率，即装球率达到目标装球率r2；实际装球率r1和目标装球率r2的差值即为球磨机日常生产管理中能够满足实际需求的加球量；