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)帶來了難題。該礦山技術和管理人員與美卓工藝技術與創(chuàng)新(PTI)團隊合作，經(jīng)過對礦山和選廠操作策略的初步優(yōu)化，磨機的硬礦石通過量從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)實施，改進得以深化，確保選礦廠硬礦石產(chǎn)量能夠持續(xù)超過4,400 tph的目標。

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

堅硬礦石是一項挑戰(zhàn)

Antamina礦山于2001年投入運行，五個月后就達到了70,000tpd的銅礦石(M1/M2)設計產(chǎn)能。然而，硬銅鋅礦石(M4/M4A)的加工遇到了多個難題，只能達到M1/M2產(chǎn)量的一半（指標誤差：實際2,000–2,500tph與預計4,000–5,000tph）。

Antamina礦山的挑戰(zhàn)在于，要將兩種礦石的產(chǎn)量達到近似水平。他們找到美卓PTI團隊，要求通過實施工藝整合與優(yōu)化(PIO)項目，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工藝過程中會被分類和跟蹤。最重要的是，磨機的給料已在采礦階段確定了礦石特性，并會在下游工藝中持續(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直至最終給入磨機，全程跟蹤礦石。

SmartTags是一個堅固的無源射頻發(fā)射器。它沒有內(nèi)部電源，因此可以在料堆和原礦堆中停留很長時間。

探測天線安裝在磨機回路前的幾個關鍵工藝點上，可以探測到SmartTags?，并獲取有價值的物料運動信息，尤其可以將礦山中的礦石所在空間數(shù)據(jù)與選礦廠中的時間或時序數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。

針對不同礦石類型，通過現(xiàn)場測量、歷史數(shù)據(jù)、審核與調(diào)查、特定現(xiàn)場模型校準、模擬和現(xiàn)場驗證，可以制定出整合的、針對特定現(xiàn)場的操作和控制策略。

這種PIO方法通過提高整體產(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。測量技術為適應礦山環(huán)境而歷經(jīng)多年發(fā)展，價格便宜、使用簡便。既定的綜合運行策略借助現(xiàn)有標準、質(zhì)量保證和控制機制加以落實和監(jiān)測，從而確保長期獲益。

Antamina礦山實施的PIO

美卓和Antamina技術人員全面審查了礦山和碎磨回路的現(xiàn)有作業(yè)。礦源按照礦石的結構、強度、可爆性和碎裂屬性的相似程度劃分為不同區(qū)域。通過爆破檢查衡量爆破方案實施、鉆孔與爆破質(zhì)檢、礦石碎裂情況和震動情況。通過這些檢查，可以對礦山的現(xiàn)有操作方式進行基準測試，并確定有關邊坡穩(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共安裝了兩個天線，一個在粗碎破碎機排料皮帶上，另一個則在半自磨機給礦皮帶上，因此，可將破碎和磨礦回路的性能與爆破檢測時測量的礦石屬性和爆破碎裂相關聯(lián)。

美卓PTI和Antamina礦山人員還分析了歷史數(shù)據(jù)，評估了粗碎破碎機、半自磨機和球磨機的當前操作方法，并進行了大量檢查與調(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)學模型。按特定現(xiàn)場建成的這些模型集成在一起，模擬實際運行，以確定整體工藝的最佳操作策略。

針對提議的操作策略，美卓和現(xiàn)場技術人員進行了細致的探討與分析。然后，結合Antamina主導的其它計劃，實施了覆蓋礦山和選廠整個工藝流程的最優(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)場的爆破、破碎和磨礦操作模型是基于此前工業(yè)試驗中收集的現(xiàn)場數(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，模擬整個工藝流程。這些模型的輸入數(shù)據(jù)包括礦石特性（強度和結構）、爆破設計參數(shù)（例如配料、間距、裝藥量、炸藥類型、數(shù)量等）、粗碎破碎機排料口、半自磨機操作條件和球磨機回路條件。

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

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)場進行了實施。通過實施這些策略，半自磨機的硬銅鋅礦石產(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。

“ 在項目的最后階段，

產(chǎn)能達到4,500噸/小時，

能源消耗維持在10.5千瓦時/噸。”

持續(xù)改進帶來更多效益

在PIO項目初步成功后，Antamina和美卓PTI簽訂了一份技術服務支持合同，以進一步改進操作。該合同還包括研究爆破碎裂改進，及其對爆破損傷和邊坡控制的影響。

繼前述PIO方法，又對堅硬的M4/M4A礦石進行了三次高強度試驗爆破，以評估碎磨回路性能。

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

在此期間，粗碎破碎機的功率峰值顯著降低。為了使下游工藝的性能達到最佳，對破碎機、半自磨機和球磨機回路進行了一些修改和調(diào)整。三次試驗爆破對應的的磨機平均產(chǎn)量為4,100 tph，且試驗過程中有數(shù)小時產(chǎn)量超過4,500tph。

針對每種礦石類型，爆破設計和下游工藝優(yōu)化確保了裝機功率的有效利用。增加的爆破能量實則減少了大量碎磨工藝的能源，從而使整個運行能耗降至最低。

更高產(chǎn)量、更低能耗

項目初期，磨機產(chǎn)量達到2600 tph，比能耗14 kWh/t。在項目結束時，產(chǎn)量達到并保持在4500tph，比能耗10.5 kWh/t。

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