水資源短缺是一項全球性的挑戰，具有高度地方性的影響 - 金屬和采礦業(yè)尤其容易受到影響。隨著(zhù)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。盡管金屬和采礦業(yè)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(zhù)礦石品位的下降，該行業(yè)的用水量也在增加，能源轉型對生產(chǎn)提出了更高的要求。

在當前的形勢下，圍繞水資源管理的對話(huà)已從運營(yíng)費用轉向戰略投入。簡(jiǎn)單地說(shuō)，沒(méi)有水就意味著(zhù)沒(méi)有生產(chǎn)。

隨著(zhù)該行業(yè)尋求加強水資源管理，水資源再利用和提高整個(gè)礦井水循環(huán)的效率是明確的解決方案。然而，只有解決了根本問(wèn)題，這些解決方案才能充分發(fā)揮其潛力 - 優(yōu)化礦井水循環(huán)系統。

使用自動(dòng)化技術(shù)提高數據可見(jiàn)性

今天的礦井水循環(huán)幾乎沒(méi)有使用自動(dòng)化設備，還在采用手動(dòng)數據收集和操作員經(jīng)驗來(lái)管理設備控制的方法。唯一自動(dòng)化的流程是提供水循環(huán)輸入和輸出的總體情況 – 忽略了系統中更深層次的自動(dòng)化潛能，以幫助指導運營(yíng)和提高效率。

無(wú)線(xiàn)傳感器、流量計、閥門(mén)、軟件和分析儀表幫助礦山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(shí)簡(jiǎn)化和優(yōu)化了控制流程。鑒于采礦業(yè)使用了世界上1%的水，效率的提高意味著(zhù)運營(yíng)商成本的降低，并為當地社區帶來(lái)益處。

智能現場(chǎng)設備開(kāi)啟更多節水機會(huì )

更高水平的可見(jiàn)性對于真正優(yōu)化的運營(yíng)至關(guān)重要，而經(jīng)過(guò)驗證的智能現場(chǎng)設備解決方案隨時(shí)可以使用。智能現場(chǎng)設備通過(guò)不斷捕獲關(guān)鍵數據來(lái)幫助提高數據完整性，分析這些數據以識別優(yōu)化機會(huì )。

企業(yè)可以利用礦區偏遠地區的無(wú)線(xiàn)儀表創(chuàng )建整個(gè)水利基礎設施的數字快照。通過(guò)結合使用無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)儀表，自動(dòng)化技術(shù)的引入使操作人員能夠設計水管理程序，整合實(shí)時(shí)數據以?xún)?yōu)化整個(gè)礦山水循環(huán)系統，準確量化水的輸入、損失、消耗和回收。

自動(dòng)化數據收集也可以簡(jiǎn)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(dòng)化技術(shù)支持實(shí)時(shí)數據，簡(jiǎn)化了流程，實(shí)現了更快、更透明的信息共享。

一家秘魯礦業(yè)公司需要安裝一個(gè)新的流量計量系統，以滿(mǎn)足當地的用水要求。為了增加適當的測量而停止測量過(guò)程的成本很高，需要測量的40英寸大管道，要求儀表具有寬量程的大范圍流量變化性以及由于管道兩端的平面外彎頭而導致的有限直管 (某些流量測量技術(shù)需要直徑30倍直徑長(cháng)度) ，這些都是他們面臨的挑戰。

礦業(yè)公司考慮過(guò)電磁流量計，但也有相當大的缺點(diǎn)：它們可能不適合地下潮濕和污濁的環(huán)境，安裝需要新的技術(shù)知識，不適合帶有非粘結襯里的管道，體積精度為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(shí)，作業(yè)必須停止，公司每天的花費是50多萬(wàn)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(gè)傳感器交替發(fā)射到另一個(gè)傳感器的超聲波信號。物理量由超聲信號的傳輸時(shí)間決定；傳輸時(shí)間差與流速成正比。微處理器控制整個(gè)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(zhù)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(diǎn)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(wú)需維護。

該礦業(yè)公司在安裝過(guò)程中實(shí)現了100%的工藝可用性，與其他儀表技術(shù)相比，安裝成本降低了60%，維護成本降低了90%，更換庫存減少了75%，在財務(wù)上，項目成本降低了50%。最終，該公司不僅解決了跟蹤其選礦廠(chǎng)用水量以向監管機構報告的問(wèn)題，而且在實(shí)現可持續發(fā)展目標方面也取得了進(jìn)展。

加強可靠的水循環(huán)系統運行

水回收是采礦等資源密集型行業(yè)的重要杠桿，自動(dòng)化技術(shù)可以幫助提高效率。艾默生的DeltaV?控制系統和PACSystems?可以實(shí)現礦井水循環(huán)系統的自動(dòng)化，提供水管理操作的實(shí)時(shí)可見(jiàn)性，改善水回收的運行和一致性。

先進(jìn)的過(guò)程控制(APC)系統正在優(yōu)化水循環(huán)系統的關(guān)鍵部件，以提高水的效率和回收率。同時(shí)，這些技術(shù)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(gè)很好的例子。模型預估控制技術(shù)通過(guò)基于密度約束優(yōu)化底流速率和防止損壞來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。對于一次采礦作業(yè)，先進(jìn)的過(guò)程控制提高了產(chǎn)品回收率，并將尾礦的水分損失減少了75%。通過(guò)使用優(yōu)化性能模型和工程模擬，APC降低了生產(chǎn)可變性，使高效利用率具有高度可復制性。

對缺水國家來(lái)說(shuō)，更加注重水回收至關(guān)重要，因為采礦業(yè)已轉向大型海水淡化廠(chǎng)來(lái)維持運營(yíng)。智利礦業(yè)公司Minera Los Pelambres需要建造一座新的海水淡化廠(chǎng)，以遵守用水限制。通過(guò)使用DeltaV控制系統，這些復雜的工廠(chǎng)完全集成到更廣泛的采礦生態(tài)系統中，并提供全天候的水管理可見(jiàn)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(guān)鍵的泵健康監測，幫助工程師在機器學(xué)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(dòng)化水資源管理解決方案的礦業(yè)領(lǐng)導者能夠很好地應對未來(lái)的變革浪潮，降低成本，同時(shí)釋放關(guān)鍵的淡水資源，以支持全球更健康的社區。

礦企一直專(zhuān)注于從他們開(kāi)采的原材料中提取最大的價(jià)值。同樣的管理和優(yōu)化心態(tài)正越來(lái)越多地應用于對其生產(chǎn)過(guò)程至關(guān)重要的水等資源。