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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(chǔ)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(shí)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(jià)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(gè)經(jīng)營期間，世界上黃金價(jià)格卻一直在逐步下滑（到2002年中期，黃金價(jià)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(píng)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(shí)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(duì)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(dòng)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(gè)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(gè)關(guān)鍵問題。首先，在這種生產(chǎn)規(guī)模的金礦加工廠中，對(duì)每道生產(chǎn)工藝進(jìn)行手工控制非常不經(jīng)濟(jì)。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(shí)，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(dòng)化公司被選為該項(xiàng)目主要的技術(shù)供應(yīng)商，而且，羅克韋爾自動(dòng)化公司的系統(tǒng)集成商南昌耐林自動(dòng)化公司被選為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者和開發(fā)者。
系統(tǒng)主要集中在羅克韋爾自動(dòng)化公司的新一代控制平臺(tái)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(tái)，南昌耐林自動(dòng)化公司已經(jīng)取得了比第一個(gè)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(tái)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(gè)重要的工藝I/O點(diǎn)，如氰化鈉噴濺系統(tǒng)控制流量計(jì)、瀝濾漿液控制閥以及母液流量控制閥。同時(shí)，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(jī)界面（HMI）計(jì)算機(jī)的連通性。
羅克韋爾自動(dòng)化公司的Allen-Bradley變速驅(qū)動(dòng)裝置可以根據(jù)工廠實(shí)施工藝的需要來精確調(diào)節(jié)新建分選器的多個(gè)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(dòng)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(dòng)化公司的集成化全廠自動(dòng)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(dòng)力成本和能量消耗?！暗诙鸬V分選廠的主要優(yōu)點(diǎn)就是吸收中心的自動(dòng)化控制系統(tǒng)”，福建紫金礦業(yè)有限公司開發(fā)部項(xiàng)目經(jīng)理黃小龍（音譯）說，“自動(dòng)化系統(tǒng)節(jié)約了大量的人力資源和勞動(dòng)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(dòng)操作，需要4個(gè)人，而現(xiàn)在只需要2個(gè)就夠了。
據(jù)南昌耐林自動(dòng)化公司項(xiàng)目經(jīng)理張浩說，整個(gè)新建金礦分析廠到處都可以節(jié)約很多勞動(dòng)力?！耙郧暗慕鸬V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?！边@樣每年就礦業(yè)節(jié)約勞動(dòng)力成本360，000美元。
此外，新建金礦分選廠還能夠?yàn)楦＝ㄗ辖鸸?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(yùn)行，而新建金礦分選廠則能夠根據(jù)工廠生產(chǎn)的需要對(duì)各個(gè)輸送泵進(jìn)行精確的控制。由于每個(gè)輸送泵尺寸都非常大，據(jù)張浩估計(jì)，這樣能夠?yàn)楣竟?jié)約30％的能量消耗。僅僅考慮工廠中的14個(gè)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(dòng)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(shí)間和黃金采集率，”張浩說。
公司計(jì)劃擴(kuò)展羅克韋爾自動(dòng)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(gè)1.5千米長的礦石軌道運(yùn)輸線。為了滿足金礦分選廠日益增長的需要，礦石運(yùn)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(gè)全自動(dòng)化礦石軌道運(yùn)輸車項(xiàng)目，羅克韋爾自動(dòng)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(hào)：11010802023656號(hào)