今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
背景
福建紫金礦業(yè)有限公司是中國規(guī)模最大以及效益最好的金礦之一。紫金金礦位于福建省龍巖市，坐落于武夷山脈山麓，露天金礦和其他礦石處理廠建立于1988年。
紫金礦業(yè)有限公司從位于龍巖的礦井內(nèi)開采低純度的黃金礦石，龍巖金礦已經(jīng)探明的黃金儲藏量為200噸。到2002年年中，已經(jīng)開采了128噸。最初開采的礦石每噸純金含量為2.4－2.7克，截止到2002年年中，公司開采的金礦石純金含量已經(jīng)下降到了每噸1克。福建紫金礦業(yè)有限公司2001年總收入為7，000萬美元，其中利潤為1，200萬美元。
礦石分選廠是福建紫金礦業(yè)有限公司黃金生產(chǎn)工藝的核心。根據(jù)黃金的含量，原礦石被分為兩類。富礦石被壓碎并且研磨成粉末，然后與水混合形成礦漿。最后使用“碳化復(fù)原”（CIP）分離工藝從礦漿中提取出含金氧化物，在提取過程中“漿狀”的活性炭從礦漿中吸取含金氧化物。
福建紫金礦業(yè)公司的貧礦石在分選過程中不經(jīng)過壓碎和研磨而是被送到金礦石“堆積區(qū)域”（金礦石堆積在一起），然后再向金礦石上噴濺氰化鈉溶液來瀝濾出含金氧化物。這種“層層瀝濾”的處理工藝需要花上數(shù)月時間。在瀝濾過程中富金礦石被濾出（亦即是所謂的“母液”），然后再使用活性炭進(jìn)行提取。這次提取是用裝滿了活性炭的圓筒（亦即是“碳棒復(fù)原”CIC工藝）進(jìn)行提取。
從CIP和CIC工藝中所獲取的含金氧化物通過電解提純?nèi)缓笤偃刍涂梢缘玫?9.99％的純金，然后出售給中國人民銀行。
挑戰(zhàn)起初，福建紫金礦業(yè)有限公司在全球起伏不定的黃金市場上面臨著巨大的商業(yè)挑戰(zhàn)。在1987年，黃金的售價急遽增加到每盎司450美元，然而在福建紫金礦業(yè)有限公司的整個經(jīng)營期間，世界上黃金價格卻一直在逐步下滑（到2002年中期，黃金價格已經(jīng)降到了沒盎司325美元）。這種狀況就為福建紫金礦業(yè)有限公司的管理人員不斷評估和提高金礦的效率和產(chǎn)量增加了巨大的壓力。
為了輔助實現(xiàn)這些改進(jìn)任務(wù)，自從1988年以來紫金礦業(yè)已經(jīng)分別對金礦分選廠進(jìn)行了三次改造。
改造之后金礦分選廠的原礦分選能力從7，000噸/天增加到10，000/天。20世紀(jì)90年代末，金礦分選廠已經(jīng)達(dá)到了其最大分選能力，而且已經(jīng)成為了金礦石處理工藝中的“瓶頸”。
由于現(xiàn)場工藝都采用手工控制，所以金礦分選廠屬于勞動密集型企業(yè)，并且中間工藝協(xié)調(diào)能力也非常差。結(jié)果，金礦分選廠的效用非常低而維護(hù)成本卻非常高。工藝的手工控制也使得工廠性能參數(shù)測量非常困難。由于工廠使用大功率水泵來輸送富金礦礦漿、母液、瀝濾溶液等等，不斷增加的能量消耗問題也日益捉襟見肘。
為了滿足日益增長的產(chǎn)量需求，紫金金礦在2000年初就已經(jīng)開始建設(shè)一個全新的金礦分選廠。象其前身一樣，福建紫金礦業(yè)有限公司的“第二金礦分選廠”同樣采用兩種處理工藝（CIL和CIC），但是其分選能力卻是原分選廠的兩倍——每天處理20，000噸原礦。
福建紫金礦業(yè)有限公司建設(shè)新的金礦分選廠面臨著兩個關(guān)鍵問題。首先，在這種生產(chǎn)規(guī)模的金礦加工廠中，對每道生產(chǎn)工藝進(jìn)行手工控制非常不經(jīng)濟。其二，紫金礦業(yè)公司同樣也要解決產(chǎn)量如此之大的金礦分選廠的電量消耗問題。
解決方案在2000年5月開始建設(shè)新的金礦分選廠時，福建紫金礦業(yè)有限公司選擇了具有現(xiàn)代技術(shù)的控制和監(jiān)測系統(tǒng)。羅克韋爾自動化公司被選為該項目主要的技術(shù)供應(yīng)商，而且，羅克韋爾自動化公司的系統(tǒng)集成商南昌耐林自動化公司被選為系統(tǒng)的設(shè)計者和開發(fā)者。
系統(tǒng)主要集中在羅克韋爾自動化公司的新一代控制平臺ControlLogix和公司的先進(jìn)NetLins通信技術(shù)。NetLinx 能夠使全廠范圍內(nèi)無數(shù)的控制和監(jiān)測設(shè)施相互連接起來。通過將工廠所有的工藝和設(shè)備連接到共同的ControlLogix 控制和監(jiān)測平臺，南昌耐林自動化公司已經(jīng)取得了比第一個金礦分選廠更大程度上的工藝集成和協(xié)調(diào)控制。
遍布全廠的NetLinx 設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)“設(shè)備網(wǎng)”使用Allen-Bradley Flex I/O平臺來采集工廠大范圍內(nèi)的輸入和輸出數(shù)（I/O）。設(shè)備網(wǎng)連接了大約250個重要的工藝I/O點，如氰化鈉噴濺系統(tǒng)控制流量計、瀝濾漿液控制閥以及母液流量控制閥。同時，雙重冗余的控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以保證工廠控制室內(nèi)的人機界面（HMI）計算機的連通性。
羅克韋爾自動化公司的Allen-Bradley變速驅(qū)動裝置可以根據(jù)工廠實施工藝的需要來精確調(diào)節(jié)新建分選器的多個礦漿、母液以及氰化鈉溶液輸送泵的轉(zhuǎn)速。
成果
福建紫金礦業(yè)有限公司的全自動化金礦石分選廠的處理能力已經(jīng)從10，000噸/天增加到了26，000噸/天。結(jié)果，紫金礦業(yè)的年利潤能夠達(dá)到1，800萬美元，比以前的分選工廠增加600萬美元。
在新建的金礦分選廠采用了羅克韋爾自動化公司的集成化全廠自動化和控制系統(tǒng)之后，福建紫金礦業(yè)有限公司已經(jīng)大大節(jié)約了勞動力成本和能量消耗。“第二金礦分選廠的主要優(yōu)點就是吸收中心的自動化控制系統(tǒng)”，福建紫金礦業(yè)有限公司開發(fā)部項目經(jīng)理黃小龍（音譯）說，“自動化系統(tǒng)節(jié)約了大量的人力資源和勞動力成本”。
例如，第二金礦分選廠的吸收中心如果使用傳統(tǒng)的手動操作，需要4個人，而現(xiàn)在只需要2個就夠了。
據(jù)南昌耐林自動化公司項目經(jīng)理張浩說，整個新建金礦分析廠到處都可以節(jié)約很多勞動力。“以前的金礦分選廠需要大約90名工人，”張浩解釋說，“如果新建的第二礦石分選廠采用手工控制，只需要50到60名員工就可以了。”這樣每年就礦業(yè)節(jié)約勞動力成本360，000美元。
此外，新建金礦分選廠還能夠為福建紫金節(jié)約大量的能量消耗。還有，在以前的金礦分選廠中，不管是否需要，所有的輸送泵都以全速運行，而新建金礦分選廠則能夠根據(jù)工廠生產(chǎn)的需要對各個輸送泵進(jìn)行精確的控制。由于每個輸送泵尺寸都非常大，據(jù)張浩估計，這樣能夠為公司節(jié)約30％的能量消耗。僅僅考慮工廠中的14個大型輸送泵，這就相當(dāng)于每年節(jié)約420，000美元。
黃小龍認(rèn)為，從長遠(yuǎn)看，由于采用了羅克韋爾自動化公司的控制系統(tǒng)，紫金礦業(yè)有限公司將能夠從中獲得更多的收益——尤其是，工廠的性能將具有更大的可預(yù)知性。“金礦分離廠工藝參數(shù)能夠進(jìn)行更好的控制，這樣具有更長遠(yuǎn)的益處，例如能夠保證礦石分選周期時間和黃金采集率，”張浩說。
公司計劃擴展羅克韋爾自動化公司的系統(tǒng)——這次將要在露天開采礦與壓碎和研磨工廠之間建立一個1.5千米長的礦石軌道運輸線。為了滿足金礦分選廠日益增長的需要，礦石運輸車的往返次數(shù)必須從現(xiàn)在的3次增加到6到8次。為了支持中國首個全自動化礦石軌道運輸車項目，羅克韋爾自動化系統(tǒng)將與紫金礦業(yè)有限公司的第二金礦分選廠的礦石輸送系統(tǒng)進(jìn)行充分的協(xié)調(diào)。希望能夠?qū)⒌诙鸬V分選廠的處理能力從20，000噸/天增加到25，000/天。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號