Jernmalmminearbejdere maksimerer værdien for deres aktionærer. Dette betyder reelt, at den samlede nettonutidsværdi af overskud fra jernmalmsudvinding og magnetitpelletisering skal maksimeres. Da minen producerer jernmalm i forskellige kvaliteter, men nedstrøms magnetitpelletisering og råjernsproduktion har defineret acceptgrænser for malmkvaliteter og befordrende vs. skadeligt malmindhold, resulterer dette i et optimerings- og produktionsplanlægningsproblem med at balancere malmudvinding og overblanding tid, således at downstream-produktionen modtager ensartet malmtilførsel, og driftsmargener fra alle operationer maksimeres med hensyn til deres nettonutidsværdi.

I denne artikel uddyber jeg min tidligere introduktion om anvendt analyse i jern-til-stål værdikæden. Det gør jeg ved at se nærmere på jernmalmsblandingsproblemet , og hvordan det kan løses ved hjælp af matematisk programmering.

Betingelser og indikatorer for blanding af jernmalm

Problemer med blanding af jernmalm står over for følgende forhold og begrænsninger:

• Malmkvalitetsværdier (forholdet mellem metal og samlet malm i batch).
• Indholdsværdier af høj kvalitet (andel af befordrende indhold).
• Indholdsværdier af lav kvalitet (andel af skadeligt indhold).
• Minimumsproduktion i en mine.
• Geologiske reserver (malmkapacitet).

Højkvalitetsindhold i jernmalm er f.eks. Fe2O3 og Fe3O4. Indhold af lav kvalitet er derimod f.eks. FeCO3 og FeSiO3.

Højkvalitets jernmalmindhold er befordrende for jernproduktion, mens lavkvalitets jernmalmindhold er skadeligt for jernmalmproduktion. Relevante nøglepræstationsindikatorer for jernmalmkoncentratoren er således;.

• Samlet mængde jernmalm, der forbruges af malmkoncentratorstadiet.
• Min. og max. værdier af den resulterende blandede malmkvalitet.
• Min. og max. værdier af høj- og lavkvalitetsindhold.

Jernmalmkvaliteten skal opfylde kundernes og/eller downstream-proceskravene (råjernsproduktion) på alle tidspunkter af den fremtidige produktionsplan. Samtidig må indholdet af høj og lav kvalitet ikke overstige det angivne interval i betragtning af den fremtidige efterspørgselsplan, da ensartet produktionsfoder ellers ikke ville blive opretholdt.

Analysemetoder til jernmalmblandingsproblemer

Problemet med blanding af jernmalm er et matematisk optimerings- og produktionsplanlægningsproblem og kan løses med forskellige operationsforskningsteknikker.

Det matematiske optimeringsproblem har som hovedformål at maksimere den samlede nettonutidsværdi af minen og dens drift over hele dens levetid. Relevante begrænsninger er primært at sikre koncentratordrift i magnetitpelletiseringsprocessen, opretholde definerede kvalitet og indholdsintervaller med hensyn til malmblandingen . En anden begrænsning er f.eks. minernes sammensatte rapport og dens forventede kapacitet.

Forskellige teknikker er kommercielt indsat for at løse dette problem:

• Blandet heltalsprogrammering
• Stokastisk heltalsprogrammering
• Netværksstiplanlægningsmodeller
• Optimeringsheuristik
• Heuristisk tidsplan loading simulering

Dette betyder, at afhængigt af den specifikke implementering løses malmblandings -planlægningsproblemet enten analytisk eller med heuristisk tidsplanbelastningssimulering. Anvendeligheden af ​​analytiske metoder, f.eks. blandet heltalsprogrammering, afhænger i høj grad af, om tidsplanen kan opdateres af den underliggende solver inden for rimelig tid. Kommercielle softwareapplikationer kan desuden findes som integrationer i overordnede planlægningssystemer eller som selvstændige planlægningsværktøjer.

Afsluttende bemærkninger og relateret indhold

I denne artikel kiggede jeg nærmere på problemet med blanding af jernmalm . Jeg fremhævede, hvorfor det i virkeligheden er et planlægningsproblem. Jeg forklarede, hvordan det kan defineres som et matematisk optimeringsproblem. Jeg pegede også på både analytiske og simuleringsmetoder , der anvendes kommercielt til at løse jernblandingsproblemer i jernminedrift og råjernsindustrien.

Denne type blandingsproblem er ikke kun relevant for jernmalmsudvinding. Det oversættes til andre typer miner og beskriver også blandingsproblemer i f.eks. olieindustrien.

Hvis du er interesseret i at lære mere om jern-til-stål-værdien, anbefaler jeg, at du læser følgende SCDA-artikel:

• Link : Analyse i stålproduktionens værdikæde

Hvis du vil implementere et eksemplarisk blandingsproblem i Excel Solver, anbefaler jeg, at du tager et kig på denne SCDA Excel-skabelon:

• Link : Olieblanding Excel Solver optimering

Lucas Neves

Mineingeniør med industriel jernmalmminedrift og erfaring med råjernsproduktion. Minedriftssimuleringsekspert.