前言

水資源短缺是一項全球性的挑戰，具有高度地方性的影響 – 冶金和采礦業尤其容易受到影響。隨著全球人口膨脹和氣候變化影響加劇，現有淡水資源枯竭，水本身已成為一種珍貴的商品。盡管冶金和采礦業給其自身的可持續水資源管理施加了更大的壓力，但水資源短缺加劇了挑戰。隨著礦石品位的下降，企業不得不增加開采量和加工量，從而導致水和能源需求的增加。在當前的形勢下，圍繞水資源管理的對話已從運營費用轉向戰略投入。簡單地說，沒有水就意味著沒有生產，行業迫切需要加強水資源的管理，水資源再利用和提高整個礦井水循環的效率是明確的解決方案。

01、使用自動化技術提高數據可見性

今天的礦井水循環幾乎沒有使用自動化設備，還在采用手動數據收集和操作員經驗來管理設備的方法。唯一自動化的流程是提供水循環輸入和輸出的總體情況 – 忽略了系統中更深層次的自動化潛能，以幫助指導運營和提高效率。

無線傳感器、流量計、閥門、軟件和分析儀表可幫助采礦企業全面了解他們使用了多少水，以及損失或浪費了多少水，同時簡化和優化控制流程。鑒于采礦業使用了世界上1%的水，效率的提高意味著運營商成本的降低，并為當地社區帶來益處。

02、智能現場設備開啟更多節水機會

更高水平的可見性對于真正優化的運營至關重要，而經過驗證的智能現場設備解決方案隨時可以使用。智能現場設備通過不斷捕獲關鍵數據來幫助提高數據完整性，通過數據分析發現優化機會。

企業可以利用安裝在偏遠礦區的無線物聯網絡監控設施整體的用水情況。通過結合使用無線和有線儀表，自動化技術的引入使操作人員能夠設計水資源管理程序，整合實時數據以優化整個礦區水循環系統，準確量化水的輸入、流失、消耗和回收。

自動化數據收集也可以簡化監管報告。目前，礦商定期報告取水和排水量，并將其匯總到年度報告中。自動化技術支持實時數據，簡化流程，實現更快、更透明的信息共享。

一家秘魯采礦公司需要安裝一套新的流量計量系統，以滿足當地的用水要求。但這受到以下因素的挑戰：為了增加必要的測點而停止測量過程，成本高昂；被測管道管徑為40英寸，巨大的流量變化要求流量計具有寬范的量程；由于管道兩端都有彎頭從而限制了直管段的長度（某些流量測量技術需要30倍管道直徑的直管段）。

公司考慮過使用電磁流量計，但它們可能不適合地下潮濕和污濁的環境，也不適用于帶有非粘結襯里的管道，體積流量測量精度為1%。此外，40英寸管道配套的電磁流量計很重，很難運輸和安裝至如此偏遠的礦區。在設備安裝時，作業必須停止，公司會每天損失50多萬美元。

因此，該公司選擇了安裝在管道上的Flexim非侵入式超聲波流量計，該設備使用從一個傳感器交替發射到另一個傳感器的超聲波信號。物理量由超聲信號的傳輸時間決定；傳輸時間差與流速成正比。微處理器控制整個測量周期，并驗證信號的測量可用性和可靠性。噪聲信號被消除。

非侵入式流量計的好處是顯著的：在流量計安裝后立即收到流量測量結果；儀表診斷顯示安裝正確；精確的零點穩定性；正確計算高流速和低流速的流量總和；三年穩定的儀表診斷；安裝后無需維護。

該采礦公司在安裝過程中實現了100%的工藝可用性，與其他儀表技術相比，安裝成本降低了60%，維護成本降低了90%，備品庫存減少了75%，項目成本降低了50%。最終，該公司不僅解決了跟蹤其選礦廠用水量以向監管機構報告的問題，而且在實現可持續發展目標方面也取得了進展。

03、加強可靠的水循環系統運行

水回用是采礦等資源密集型行業的重要杠桿，自動化技術可以幫助提高效率。艾默生的DeltaV?控制系統和PACSystems?可以實現礦井水循環系統的自動化，提供水管理操作的實時可見性，提高水回用的運行性能和一致性。

先進的過程控制(APC)系統正在優化水循環系統的關鍵部件，以提高水的利用率和回收率。同時，這些技術解決方案在減少尾礦量方面具有巨大潛力。用于從漿料或固液混合物中分離水的增稠劑就是一個很好的例子。模型預估控制技術通過基于密度約束優化底流速率和防止損壞來解決這個問題。對于一次采礦作業，先進的過程控制提高了產品回收率，并將尾礦的水分損失減少了75%。通過使用性能優化模塊和工程仿真，APC降低了生產可變性，使高效利用率具有高度可復制性。

對缺水國家來說，應該更加注重水的回收再利用，因為采礦業已轉向大型海水淡化廠來維持運營。智利采礦公司Minera Los Pelambres需要建造一座新的海水淡化廠，以應對用水的限制。通過使用DeltaV控制系統，這些復雜的工廠可集成到更廣泛的采礦生態系統中，并提供全天候的水管理可見性。

盡管海水淡化在保護淡水資源方面非常有效，但鹽水具有高度腐蝕性，這增加了對智能和預測性設備健康監測的必要性，幫助操作人員預測和預防設備故障以及增加的維護成本。此外，艾默生的分析軟件提供關鍵的泵健康監測，讓工程師在機器學習的幫助下檢測和避免泄漏或故障。在影響運行之前，檢測到氣蝕、軸承磨損、軸錯位、密封泄漏和其他損壞情況，并通知工作人員要采取什么糾正措施以及其緊急程度。

如今，采用自動化水資源管理解決方案的先進采礦企業能夠很好地應對未來的變革浪潮，降低成本，同時釋放關鍵的淡水資源，以維持更健康的社區。

一直以來礦企都專注于從開采的原材料中獲取最大的價值。現在他們也越來越重視對其生產過程至關重要的水資源。

無論面臨何種運營或環境可持續發展挑戰，艾默生隨時準備為客戶提供廣泛的自動化和過程控制解決方案組合。欲了解更多信息，請掃碼訪問:

本文轉載自美國Mining Engineering雜志