호주 멜버른에 본사를 둔 Newcrest Mining Limited(OTCMKTS: NCMGY)는 금, 구리, 은을 생산하는 5개의 주요 운영 자산을 보유하고 있습니다. Newcrest는 운영 효율성 및 환경 관리 우수성으로 인정받고 있습니다.
- 분쇄 회로를 최적화하여 더 높은 운영 효율성과 처리량 달성
- 부유선광 회로를 최적화하여 금 회수율 증가
- 분쇄 회로에서 처리량 증가
- 부유선광 회로에서 금 회수 증가
- 향후 프로젝트에 대한 자신감
과제
업계 리더로서, Newcrest Mining는 원재료 변동성, 상품 가격 변동, 지속 가능성 압력 증가를 관리하면서 고품질 제품과 생산량 증가에 대한 수요를 충족해야 합니다.
이러한 과제를 해결하는 것은 어렵지만, 목표는 명확합니다. 단 1%의 개선만으로도 상당한 비용 절감과 천연 자원 보존을 실현하여 경제적 및 환경적 이익을 모두 얻을 수 있습니다.
Newcrest의 자동화 책임자인 Eric Nettleton은 “비즈니스 전반에 걸쳐 다양한 DCS 및 기술 시스템을 갖춘 이 회사는 자동화 전략을 지원하기 위해 개방형 아키텍처 고급 프로세스 제어(APC) 플랫폼이 필요했다”고 언급했습니다. 프로세스 제어 및 분석 담당 관리자 Ruchira De Silva는 이 전략을 달성하기 위해 “Newcrest는 APC 작업을 뒷받침하고 운영 효율성과 수익성을 높이기 위해 종합적인 다년간 프로세스 제어 및 분석(PC&A) 향상 프로그램을 배포했다”고 설명했습니다. PC&A 프레임워크는 전략적 외부 협업을 통해 내부 역량 개발을 보완할 것을 요구합니다.
이 이야기에서는 두 개의 서로 다른 현장에서 수행된 작업을 살펴보겠습니다.
Site One: Cadia, New South Wales Australia
호주 뉴사우스웨일스의 Cadia 시설에 있는 Newcrest 이해관계자들은 광석에서 금을 회수하는 전체 프로세스의 안정성을 높이는 데 주력했습니다. 즉, 프로세스 조건의 변동성을 줄이려고 했습니다. 변동성을 제어하고 처리 공장을 운영 제약에 더 가깝게 운영함으로써 Newcrest 이해관계자들은 처리량과 수율을 모두 높일 수 있을 것으로 기대했습니다.
Site Two: Lihir Process Plant in Papua New Guinea
Lihir 공정 공장의 Newcrest 이해관계자들은 부유선광 공정을 최적화하기를 원했습니다.
금속은 암석 광석의 다른 화합물로부터 분리되기 위해 다단계 공정을 거칩니다. 광석은 더 작은 입자로 분쇄되고 분쇄되어 크기별로 분리되며, 물과 화학 시약과 결합하여 슬러리를 형성합니다. 이 슬러리는 부상 탱크로 공급되어 공기 방울과 함께 교반되어 탱크 표면에 거품 또는 “거품”을 생성합니다. 시약은 금속 입자가 거품에 달라붙도록 유도하여 회수 및 통합 프로세스에서 스킴 오프하여 다운스트림 프로세싱을 위해 추가로 통합할 수 있습니다.
부실한 부상 작업은 회수 효율 감소, 저품질 제품, 높은 투입 교란, 시약 사용/비용 증가, 공정 내 변동성 증가를 초래하여 제어 및 운영이 더욱 어려워질 수 있습니다.
솔루션
Newcrest는 Kalypso 산업 데이터 과학 팀과 협력하여 FactoryTalk Analytics PavilionX 모델 예측 제어 기술이 양쪽 사이트에 배치되어 주요 목표를 달성할 수 있는 방법을 모색했습니다.
Site One: Cadia, New South Wales Australia
Newcrest는 Kalypso에 CON2 농축 회로를 최적화하여 처리량을 늘려 달라고 요청했습니다. Kalypso 모델 예측 제어 팀은 회로의 12개월 이력 데이터를 분석하여 제어 및 수정할 수 있는 주요 프로세스 파라미터를 파악했습니다. 그런 다음 FactoryTalk Analytics PavilionX 컨트롤러를 사용하여 프로세스가 변동성과 외부 교란에 어떻게 반응할지 예측하고, 원하는 결과를 위해 사전에 조정했습니다.
처리량을 극대화하려면 그라인딩 회로를 다운스트림 제약 조건에 맞춰 가능한 한 빠르고 효율적으로 운전해야 합니다. 즉, 회로 반복 횟수를 최소화하면서 유입되는 광석을 적절한 크기의 입자로 분쇄해야 합니다.
부유 회로에 투입되는 재료의 입자 크기를 적절하게 유지하기 위해 Kalypso 팀은 모델 예측 제어 그라인딩 애플리케이션을 구성하여 원료 및 기타 조건의 변동에 적응하도록 했습니다. SAG 밀에서 슬러리의 밀도를 제어하기 위해 모델 예측 제어 컨트롤러는 SAG 밀 속도, SAG 밀로의 광석 공급 속도, SAG 밀로의 물 유량 등 여러 변수를 동시에 모니터링하고 조정해야 했습니다.
Site Two: 파푸아뉴기니 Lihir 공정 플랜트
Lihir의 Newcrest 이해관계자들은 금 회수율, 농축 등급 및 시약 비용을 개선하기 위해 부유 회로를 최적화하고자 했습니다. 그들은 Kalypso에 부유 회로의 다변수 최적화를 위한 솔루션 개발을 요청했으며, 성공의 표시기로서 회수율의 측정 가능한 증가를 목표로 했습니다.
부유 회로 솔루션 개발은 변동성을 줄이고 최적화 목표를 달성하기 위해 프로세스 파라미터를 모니터링하고 제어하는 것으로 시작되었습니다. 이 애플리케이션은 프로세스 관리에 대한 실시간 가시성을 제공하며, 여러 프로세스 파라미터를 동시에 제어합니다. 제어 동작은 실제 프로세스 관찰 및 Virtual Online Analyzer를 기반으로 지속적으로 업데이트되며, 회수 및 등급 요구 사항을 충족하기 위해 플랜트 프로세스 제약 조건을 준수합니다.
FactoryTalk Analytics PavilionX 컨트롤러는 프로세스 결과에 영향을 미치는 여러 변수에 대한 강력한 모델을 기반으로 합니다. 컨트롤러 설정점의 효율적이고 정확한 계산을 위해 높은 주파수로 동작하며, 내부 프로세스 및 품질 파라미터를 예측합니다.
업스트림 변수로 인해 발생할 수 있는 유량 및 수분 균형의 교란은 부유 회로의 질량 인출 용량에 영향을 미칩니다.
결과
Newcrest와 Kalypso 팀의 공동 노력으로 설정된 프로젝트 목표를 충족했을 뿐만 아니라 종종 초과 달성하는 개선 효과를 얻었습니다.
Site One: Cadia, New South Wales Australia
MPC 연삭 회로 애플리케이션은 9개월 만에 설계, 구현 및 검증되었으며, 이후 지속적인 운영을 위해 Newcrest 팀으로 전환되었습니다.
프로젝트 시작 시 정의된 비즈니스 사례에서 Newcrest와 Kalypso는 합의된 처리량 증가를 잠재적 목표로 식별했습니다. 구현 후 MPC의 Cadia CON2 연삭 회로는 이 어려운 목표를 훨씬 초과 달성하고 있습니다.
연삭 회로 최적화에 성공한 후, Newcrest는 부상 회로 최적화에 중점을 둔 후속 프로젝트를 위해 다시 한 번 Kalypso의 전문성을 활용했습니다.
Cadia의 기술 및 혁신 관리자인 Jason Nitz는 “이 프로젝트를 통해 Cadia는 Kalypso/Rockwell의 역량을 결합하여 공장에서 추가적인 프로세스 제어 개선 기회를 추구할 수 있는 자신감을 얻었다”고 말했습니다. Cadia의 PC&A 책임자인 Jason Cravino는 “Kalypso와 현장 PC&A, 야금 및 운영 팀 간의 협업을 통해 CON2 연삭 회로를 안정화할 뿐만 아니라 생산량을 증가시키는 제어 솔루션을 성공적으로 구현했다”고 덧붙였습니다.
Site Two: 파푸아뉴기니 Lihir 공정 플랜트
MPC 부상 회로 애플리케이션은 12개월에 걸쳐 설계, 구현 및 검증되었으며, 이후 지속적인 운영을 위해 Lihir의 Newcrest 팀으로 이전되었습니다.
프로젝트 시작 시 정의된 비즈니스 사례에서 Newcrest와 Kalypso는 금 회수율(부상) 증가를 잠재적인 확장 목표로 파악했습니다. 구현 후 MPC의 Lihir 부상 회로는 이 어려운 목표를 훨씬 초과 달성하고 있습니다.
프로세스 플랜트 운영 관리자 Robert Gordon은 “Lihir 부상 회로에 MPC를 구현하여 성능을 크게 개선하고 다운스트림 플로우시트 안정성을 확보했습니다. Lihir 운영, 프로세스 제어 및 야금 팀이 협력하여 이 MPC 솔루션을 공동 설계하고 미래의 확장된 MPC 프로그램을 지원할 핵심 역량을 구축했습니다.”라고 말했습니다.
Lihir의 수석 프로세스 엔지니어링 전문가 Gareth Peachey는 “Lihir에 도입된 이 새로운 기술은 기존 규제 제어를 개선하기 위해 설계되었으며, 자원 접근이 제한된 Covid 제한 기간 동안 구현되었습니다. Kalypso 팀과의 긴밀한 협력을 통해 이러한 도전을 극복하고 우리가 설정한 도전적인 성과 목표를 초과 달성하는 성공적인 프로젝트를 수행할 수 있었습니다.”라고 말했습니다.
Positioned to Grow
Newcrest Mining은 모델 예측 제어에 대한 투자를 통해 품질 좋은 제품과 더 높은 수율에 대한 증가하는 수요를 충족할 수 있는 전략적 위치를 확보했습니다. 함께한 작업을 통해 Newcrest는 지속 가능성과 환경 관리에 대한 약속을 지키면서 비용 절감, 에너지 소비, 원자재 변동성 및 기타 제약 조건을 관리하여 운영 효율성을 향상할 수 있었습니다.
Published 2023년 12월 13일