Newcrest Mining 通過 MPC模型預(yù)測控制技術(shù)超額完成了項目目標(biāo)
Newcrest Mining Limited (OTCMKTS: NCMGY) 總部位于澳大利亞墨爾本，擁有五大運營資產(chǎn)，生產(chǎn)黃金、銅和銀。Newcrest 在運營效率和環(huán)境管理方面享有盛譽。
- 優(yōu)化磨礦回路以提高效率和產(chǎn)量
- 優(yōu)化浮選回路以提高黃金回收率
- 提高磨礦回路的產(chǎn)量
- 提高浮選回路中的黃金回收率
- 有信心應(yīng)對未來項目
挑戰(zhàn)
深耕行業(yè)多年，Newcrest Mining 亟需滿足對優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和更高產(chǎn)量的要求，同時處理好原材料差異性、商品價格波動和日益增長的可持續(xù)性壓力。
應(yīng)對這些挑戰(zhàn)很困難，但目標(biāo)卻很明確。僅僅實現(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)濟和環(huán)境效益。
Newcrest 自動化主管 Eric Nettleton 指出：“由于整個公司采用的 DCS 和技術(shù)系統(tǒng)各不相同，公司需要一個采用開放式架構(gòu)的先進過程控制 (APC) 平臺來支持其自動化策略。” 過程控制與分析經(jīng)理 Ruchira De Silva 解釋說：“為了實現(xiàn)這一策略，Newcrest 部署了一項為期數(shù)年的全面過程控制與分析 (PC&A) 提升計劃，以鞏固其 APC 工作，并提高運營效率和盈利能力。” PC&A 框架要求通過戰(zhàn)略性外部協(xié)作來補充內(nèi)部能力發(fā)展。
在這個案例中，我們將了解兩個不同工廠實施的工作：
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過程，并希望使其更加穩(wěn)定。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，他們試圖減少選礦過程中變量波動。通過控制變量，進一步提升工廠的運營水平，Newcrest 利益相關(guān)者預(yù)計有望提高產(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)化浮選過程。
從礦石中分離出金屬，需要經(jīng)過很多工藝處理過程。將礦石進行粉碎，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，并收集以進行下游加工。
浮選操作不佳會導(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/成本增加以及過程中波動性加劇，導(dǎo)致難以控制和處理。
解決方案
Newcrest 與 Kalypso 工業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)團隊合作，探討如何在兩個工廠部署 Pavilion8? MPC 技術(shù)以實現(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 通過優(yōu)化 CON2 濃縮回路來提高產(chǎn)量。Kalypso MPC 團隊花了12 個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)鍵過程參數(shù)。然后，使用 Pavilion8 控制器來預(yù)測過程與波動性和外部干擾的關(guān)系，并主動調(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行研磨回路。這意味著盡可能少地重復(fù)研磨回路來研磨所進入的礦石，盡快將其研磨為適當(dāng)大小的顆粒。
為了確保進入浮選回路的物料粒度合適，Kalypso 團隊配置了模型預(yù)測控制 (MPC) 研磨應(yīng)用，以適應(yīng)原料和其他條件的變化。為了控制半自磨機中礦漿的濃度，模型預(yù)測控制 (MPC) 控制器必須同時監(jiān)視和調(diào)整多個變量，包括半自磨機速度、半自磨機中礦石的進料速率以及半自磨機的加水速度等。
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，來實現(xiàn)浮選回路的多變量優(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)視和控制過程參數(shù)，以降低波動性并實現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。該應(yīng)用提供對過程管理的實時可見性，并同時控制多個過程參數(shù)。根據(jù)實際過程觀察結(jié)果和 Virtual Online Analyzer 持續(xù)更新控制操作，同時遵守工廠過程限制，以滿足回收率和品位要求。
Pavilion8 控制器基于強大的過程模型，涉及多個影響過程結(jié)果的變量。其運行頻率很高，能夠高效準(zhǔn)確地計算控制器設(shè)定值并預(yù)測內(nèi)部過程和質(zhì)量參數(shù)。
上游變量可能導(dǎo)致的流速和水平衡干擾會影響浮選回路的生產(chǎn)能力。
成果
Newcrest 和 Kalypso 團隊共同努力改進，不僅完成了既定項目目標(biāo)，更實現(xiàn)了新的超越。
工廠一：澳大利亞新南威爾士州卡迪亞
MPC 研磨回路應(yīng)用在九個月內(nèi)完成設(shè)計、實施和驗證，然后移交給 Newcrest 團隊進行持續(xù)運營。
在項目啟動時制定的商業(yè)案例中，Newcrest 和 Kalypso 一致同意，將產(chǎn)量增加作為潛在目標(biāo)。實施后，應(yīng)用 MPC 的 Cadia CON2 研磨回路實現(xiàn)了遠(yuǎn)超挑戰(zhàn)目標(biāo)的成就。
在成功優(yōu)化研磨回路后，Newcrest 繼續(xù)將 Kalypso 的專業(yè)知識用于后續(xù)項目，持續(xù)專注于優(yōu)化浮選回路。
Cadia 技術(shù)與創(chuàng)新經(jīng)理 Jason Nitz 表示：“該項目讓 Cadia 有信心利用 Kalypso/Rockwell 的綜合能力，在工廠繼續(xù)尋求額外的過程控制改進機會。” Cadia 的 PC&A 主管 Jason Cravino 補充道：“Kalypso 與工廠 PC&A、冶金和運營團隊攜手合作，已成功實施了一種控制解決方案，該解決方案不僅穩(wěn)定了 CON2 研磨回路，還促進了產(chǎn)量的增長。”
工廠二：巴布亞新幾內(nèi)亞的 Lihir 選礦廠
MPC 浮選回路應(yīng)用經(jīng)過 12 個月的設(shè)計、實施和驗證，然后交給 Lihir 的 Newcrest 團隊進行持續(xù)運營。
在項目啟動時確定的商業(yè)案例中，Newcrest 和 Kalypso 將（浮選時）黃金回收率的提高確定為潛在的挑戰(zhàn)目標(biāo)。實施后，應(yīng)用模型預(yù)測控制 (MPC) 的 Lihir 浮選回路實現(xiàn)了遠(yuǎn)高于這一挑戰(zhàn)目標(biāo)的成就。
工廠運營過程經(jīng)理 Robert Gordon 表示：“在 Lihir 浮選回路上實施模型預(yù)測控制 (MPC) 后，顯著提高了性能并提高了下游工藝流程的穩(wěn)定性。Lihir 運營團隊、過程控制團隊和冶金團隊通力協(xié)作，共同設(shè)計了這一模型預(yù)測控制 (MPC) 解決方案，構(gòu)建了能夠支持我們未來擴展模型預(yù)測控制 (MPC) 計劃的核心能力。”
Lihir 高級過程工程專家 Gareth Peachey 指出：“Lihir 的新技術(shù)旨在改進現(xiàn)有的監(jiān)管控制。實施技術(shù)時，正值新冠疫情管控期間，可用資源有限。多虧了與 Kalypso 團隊的緊密合作，才能夠應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，交付超越我們設(shè)定的挑戰(zhàn)性績效目標(biāo)的成功項目。”
為增長做好準(zhǔn)備
憑借在模型預(yù)測控制方面的投資，Newcrest Mining 已獲得戰(zhàn)略優(yōu)勢，能夠滿足對優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和更高產(chǎn)量的需求。我們的支持使 Newcrest 能夠妥善處理成本、能耗、原材料波動性等限制條件，同時恪守他們對可持續(xù)性和環(huán)境管理的承諾，從而提高運營效率。
發(fā)布時間 2023年12月13日
