Antamina礦業(yè)公司是一家多金屬采選聯(lián)合企業(yè)，主要生產(chǎn)銅和鋅精礦，副產(chǎn)品包括鉬和鉛/鉍/銀精礦。Antamina位于智利安第斯山脈中部，海拔約4,300米，是秘魯?shù)闹饕V業(yè)公司之一。

硬礦石給生產(chǎn)帶來(lái)了難題。該礦山技術(shù)和管理人員與美卓工藝技術(shù)與創(chuàng)新(PTI)團(tuán)隊(duì)合作，經(jīng)過(guò)對(duì)礦山和選廠操作策略的初步優(yōu)化，磨機(jī)的硬礦石通過(guò)量從2,750 tph提高到平均3,600 tph。隨著工藝整合與優(yōu)化理念和方法的持續(xù)實(shí)施，改進(jìn)得以深化，確保選礦廠硬礦石產(chǎn)量能夠持續(xù)超過(guò)4,400 tph的目標(biāo)。

產(chǎn)量的大幅增加和整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化也大大提高了運(yùn)行的能源效率，從而降低了噸產(chǎn)品能耗。

堅(jiān)硬礦石是一項(xiàng)挑戰(zhàn)

Antamina礦山于2001年投入運(yùn)行，五個(gè)月后就達(dá)到了70,000tpd的銅礦石(M1/M2)設(shè)計(jì)產(chǎn)能。然而，硬銅鋅礦石(M4/M4A)的加工遇到了多個(gè)難題，只能達(dá)到M1/M2產(chǎn)量的一半（指標(biāo)誤差：實(shí)際2,000–2,500tph與預(yù)計(jì)4,000–5,000tph）。

Antamina礦山的挑戰(zhàn)在于，要將兩種礦石的產(chǎn)量達(dá)到近似水平。他們找到美卓PTI團(tuán)隊(duì)，要求通過(guò)實(shí)施工藝整合與優(yōu)化(PIO)項(xiàng)目，幫助礦山提高難選礦石的產(chǎn)量。

美卓工藝整合與優(yōu)化(PIO)項(xiàng)目包括制定從礦山到選廠的綜合操作與控制策略，以最大化提高產(chǎn)量和效益、降低噸總成本和能耗。該方法綜合利用有關(guān)礦石巖石物理特性和碎磨特性的地質(zhì)、巖土與定量信息。

不同礦石類型在從礦山到選廠的整個(gè)工藝過(guò)程中會(huì)被分類和跟蹤。最重要的是，磨機(jī)的給料已在采礦階段確定了礦石特性，并會(huì)在下游工藝中持續(xù)被跟蹤。美卓PTI開發(fā)了一款SmartTag?礦石跟蹤系統(tǒng)，可以從采礦到破碎機(jī)直至最終給入磨機(jī)，全程跟蹤礦石。

SmartTags?是一個(gè)堅(jiān)固的無(wú)源射頻發(fā)射器。它沒(méi)有內(nèi)部電源，因此可以在料堆和原礦堆中停留很長(zhǎng)時(shí)間。

探測(cè)天線安裝在磨機(jī)回路前的幾個(gè)關(guān)鍵工藝點(diǎn)上，可以探測(cè)到SmartTags?，并獲取有價(jià)值的物料運(yùn)動(dòng)信息，尤其可以將礦山中的礦石所在空間數(shù)據(jù)與選礦廠中的時(shí)間或時(shí)序數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。

針對(duì)不同礦石類型，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、歷史數(shù)據(jù)、審核與調(diào)查、特定現(xiàn)場(chǎng)模型校準(zhǔn)、模擬和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，可以制定出整合的、針對(duì)特定現(xiàn)場(chǎng)的操作和控制策略。

這種PIO方法通過(guò)提高整體產(chǎn)量、降低能耗、提高金屬回收率、改善整體工藝流程和穩(wěn)定性，能夠以最低成本和最快速度提高礦山的盈利能力。測(cè)量技術(shù)為適應(yīng)礦山環(huán)境而歷經(jīng)多年發(fā)展，價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)便。既定的綜合運(yùn)行策略借助現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量保證和控制機(jī)制加以落實(shí)和監(jiān)測(cè)，從而確保長(zhǎng)期獲益。

Antamina礦山實(shí)施的PIO

美卓和Antamina技術(shù)人員全面審查了礦山和碎磨回路的現(xiàn)有作業(yè)。礦源按照礦石的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、可爆性和碎裂屬性的相似程度劃分為不同區(qū)域。通過(guò)爆破檢查衡量爆破方案實(shí)施、鉆孔與爆破質(zhì)檢、礦石碎裂情況和震動(dòng)情況。通過(guò)這些檢查，可以對(duì)礦山的現(xiàn)有操作方式進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試，并確定有關(guān)邊坡穩(wěn)定性、控制、礦石貧化和環(huán)境的主要制約因素。

爆破下來(lái)的礦石由SmartTag?礦石跟蹤系統(tǒng)從礦山到選礦工藝全程跟蹤。Antamina共安裝了兩個(gè)天線，一個(gè)在粗碎破碎機(jī)排料皮帶上，另一個(gè)則在半自磨機(jī)給礦皮帶上，因此，可將破碎和磨礦回路的性能與爆破檢測(cè)時(shí)測(cè)量的礦石屬性和爆破碎裂相關(guān)聯(lián)。

美卓PTI和Antamina礦山人員還分析了歷史數(shù)據(jù)，評(píng)估了粗碎破碎機(jī)、半自磨機(jī)和球磨機(jī)的當(dāng)前操作方法，并進(jìn)行了大量檢查與調(diào)查。這些數(shù)據(jù)被用于開發(fā)鉆孔和爆破、破碎和磨礦作業(yè)的數(shù)學(xué)模型。按特定現(xiàn)場(chǎng)建成的這些模型集成在一起，模擬實(shí)際運(yùn)行，以確定整體工藝的最佳操作策略。

針對(duì)提議的操作策略，美卓和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行了細(xì)致的探討與分析。然后，結(jié)合Antamina主導(dǎo)的其它計(jì)劃，實(shí)施了覆蓋礦山和選廠整個(gè)工藝流程的最優(yōu)化和最具成本效益的綜合操作策略。

使用集成模型和模擬

Antamina礦山特定現(xiàn)場(chǎng)的爆破、破碎和磨礦操作模型是基于此前工業(yè)試驗(yàn)中收集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，以及從礦山和選廠采集的樣品而開發(fā)的。這些模型集成在一起，模擬整個(gè)工藝流程。這些模型的輸入數(shù)據(jù)包括礦石特性（強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)）、爆破設(shè)計(jì)參數(shù)（例如配料、間距、裝藥量、炸藥類型、數(shù)量等）、粗碎破碎機(jī)排料口、半自磨機(jī)操作條件和球磨機(jī)回路條件。

在Antamina進(jìn)行的模擬，可以幫助現(xiàn)場(chǎng)人員評(píng)估和制定最佳操作策略，以量化可能增加的產(chǎn)量。諸如不同的爆破設(shè)計(jì)、粗碎破碎機(jī)排料口、半自磨機(jī)格子板的設(shè)計(jì)、半自磨充球率、球磨機(jī)操作條件、水力旋流器的分級(jí)變化、使用循環(huán)/礫磨機(jī)等條件，均在模擬中進(jìn)行了考量和評(píng)估。

Antamina和美卓聯(lián)合小組分析了這些策略中最具成本效益的策略，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)施。通過(guò)實(shí)施這些策略，半自磨機(jī)的硬銅鋅礦石產(chǎn)量從2,750 tph增加到3,600tph，且整體工藝優(yōu)化提高了能源效率，降低了噸產(chǎn)品能耗。

“ 在項(xiàng)目的最后階段，產(chǎn)能達(dá)到4,500噸/小時(shí)，能源消耗維持在10.5千瓦時(shí)/噸。”

持續(xù)改進(jìn)帶來(lái)更多效益

在PIO項(xiàng)目初步成功后，Antamina和美卓PTI簽訂了一份技術(shù)服務(wù)支持合同，以進(jìn)一步改進(jìn)操作。該合同還包括研究爆破碎裂改進(jìn)，及其對(duì)爆破損傷和邊坡控制的影響。

繼前述PIO方法，又對(duì)堅(jiān)硬的M4/M4A礦石進(jìn)行了三次高強(qiáng)度試驗(yàn)爆破，以評(píng)估碎磨回路性能。

這些高強(qiáng)度爆破使原礦(ROM)碎裂更細(xì)，進(jìn)而使半自磨機(jī)的給礦粒度更細(xì)。與之前的100–120 mm相比，半自磨機(jī)給料F80（給料中80%的物料粒度小于）減小了約50-60mm，且細(xì)粒（-10mm物料）百分比從25%增加到45%。

在此期間，粗碎破碎機(jī)的功率峰值顯著降低。為了使下游工藝的性能達(dá)到最佳，對(duì)破碎機(jī)、半自磨機(jī)和球磨機(jī)回路進(jìn)行了一些修改和調(diào)整。三次試驗(yàn)爆破對(duì)應(yīng)的的磨機(jī)平均產(chǎn)量為4,100 tph，且試驗(yàn)過(guò)程中有數(shù)小時(shí)產(chǎn)量超過(guò)4,500tph。

針對(duì)每種礦石類型，爆破設(shè)計(jì)和下游工藝優(yōu)化確保了裝機(jī)功率的有效利用。增加的爆破能量實(shí)則減少了大量碎磨工藝的能源，從而使整個(gè)運(yùn)行能耗降至最低。

更高產(chǎn)量、更低能耗

項(xiàng)目初期，磨機(jī)產(chǎn)量達(dá)到2600 tph，比能耗14 kWh/t。在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到并保持在4500tph，比能耗10.5 kWh/t。

這意味著通過(guò)減少金屬礦山生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的總體影響，大大提高了資源效率，Antamina節(jié)能高達(dá)25%。