深耕行業(yè)多年，Newcrest Mining 亟需滿足對(duì)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和更高產(chǎn)量的要求，同時(shí)處理好原材料差異性、商品價(jià)格波動(dòng)和日益增長(zhǎng)的可持續(xù)性壓力。

應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)很困難，但目標(biāo)卻很明確。僅僅實(shí)現(xiàn) 1% 的提升，就意味著大幅節(jié)約成本和自然資源，從而改善經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

Newcrest 自動(dòng)化主管 Eric Nettleton 指出：“由于整個(gè)公司采用的 DCS 和技術(shù)系統(tǒng)各不相同，公司需要一個(gè)采用開放式架構(gòu)的先進(jìn)過(guò)程控制 (APC) 平臺(tái)來(lái)支持其自動(dòng)化策略。” 過(guò)程控制與分析經(jīng)理 Ruchira De Silva 解釋說(shuō)：“為了實(shí)現(xiàn)這一策略，Newcrest 部署了一項(xiàng)為期數(shù)年的全面過(guò)程控制與分析 (PC&A) 提升計(jì)劃，以鞏固其 APC 工作，并提高運(yùn)營(yíng)效率和盈利能力。” PC&A 框架要求通過(guò)戰(zhàn)略性外部協(xié)作來(lái)補(bǔ)充內(nèi)部能力發(fā)展。

在這個(gè)案例中，我們將了解兩個(gè)不同工廠實(shí)施的工作：

工廠一：澳大利亞新南威爾士州卡迪亞

澳大利亞新南威爾士州卡迪亞工廠的 Newcrest 利益相關(guān)者們，都很關(guān)注從礦石中回收黃金的整個(gè)過(guò)程，并希望使其更加穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，他們?cè)噲D減少選礦過(guò)程中變量波動(dòng)。通過(guò)控制變量，進(jìn)一步提升工廠的運(yùn)營(yíng)水平，Newcrest 利益相關(guān)者預(yù)計(jì)有望提高產(chǎn)量和回收率。

工廠二：巴布亞新幾內(nèi)亞的 Lihir 選礦廠

Lihir 選礦廠的 Newcrest 利益相關(guān)者希望優(yōu)化浮選過(guò)程。

從礦石中分離出金屬，需要經(jīng)過(guò)很多工藝處理過(guò)程。將礦石進(jìn)行粉碎，并研磨成符合選礦的礦物顆粒，并加水和化學(xué)藥劑形成礦漿。礦漿被送入浮選機(jī)中，沖入氣泡并攪拌，產(chǎn)生泡沫，然后礦漿表面形成“礦化泡沫層”。這些藥劑使金屬顆粒附著在氣泡上，然后將氣泡回收，并收集以進(jìn)行下游加工。

浮選操作不佳會(huì)導(dǎo)致回收率降低、產(chǎn)品品位下降、輸入干擾增大、試劑使用量/成本增加以及過(guò)程中波動(dòng)性加劇，導(dǎo)致難以控制和處理。

Newcrest 與 Kalypso 工業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，探討如何在兩個(gè)工廠部署 Pavilion8? MPC 技術(shù)以實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵目標(biāo)。

工廠一：澳大利亞新南威爾士州卡迪亞

Newcrest 要求 Kalypso 通過(guò)優(yōu)化 CON2 濃縮回路來(lái)提高產(chǎn)量。Kalypso MPC 團(tuán)隊(duì)花了12 個(gè)月研究選礦回路的歷史數(shù)據(jù)，以確定可以控制和操縱的關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)。然后，使用 Pavilion8 控制器來(lái)預(yù)測(cè)過(guò)程與波動(dòng)性和外部干擾的關(guān)系，并主動(dòng)調(diào)整以達(dá)到預(yù)期效果。

為了盡可能提高產(chǎn)量，必須根據(jù)下游限制盡快盡可能高效地運(yùn)行研磨回路。這意味著盡可能少地重復(fù)研磨回路來(lái)研磨所進(jìn)入的礦石，盡快將其研磨為適當(dāng)大小的顆粒。

為了確保進(jìn)入浮選回路的物料粒度合適，Kalypso 團(tuán)隊(duì)配置了模型預(yù)測(cè)控制 (MPC) 研磨應(yīng)用，以適應(yīng)原料和其他條件的變化。為了控制半自磨機(jī)中礦漿的濃度，模型預(yù)測(cè)控制 (MPC) 控制器必須同時(shí)監(jiān)視和調(diào)整多個(gè)變量，包括半自磨機(jī)速度、半自磨機(jī)中礦石的進(jìn)料速率以及半自磨機(jī)的加水速度等。

工廠二：巴布亞新幾內(nèi)亞的 Lihir 選礦廠

Lihir 的 Newcrest 利益相關(guān)者希望優(yōu)化浮選回路，以改善黃金回收率、提高精礦品位并降低藥劑成本。他們要求 Kalypso 開發(fā)解決方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)浮選回路的多變量?jī)?yōu)化，并將回收率的顯著提高作為成功的指標(biāo)。

浮選回路解決方案的開發(fā)始于監(jiān)視和控制過(guò)程參數(shù)，以降低波動(dòng)性并實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。該應(yīng)用提供對(duì)過(guò)程管理的實(shí)時(shí)可見性，并同時(shí)控制多個(gè)過(guò)程參數(shù)。根據(jù)實(shí)際過(guò)程觀察結(jié)果和 Virtual Online Analyzer 持續(xù)更新控制操作，同時(shí)遵守工廠過(guò)程限制，以滿足回收率和品位要求。

Pavilion8 控制器基于強(qiáng)大的過(guò)程模型，涉及多個(gè)影響過(guò)程結(jié)果的變量。其運(yùn)行頻率很高，能夠高效準(zhǔn)確地計(jì)算控制器設(shè)定值并預(yù)測(cè)內(nèi)部過(guò)程和質(zhì)量參數(shù)。

上游變量可能導(dǎo)致的流速和水平衡干擾會(huì)影響浮選回路的生產(chǎn)能力。