解决铁矿石混配问题

铁矿石开采商为其股东实现价值最大化。这实际上意味着铁矿石开采和磁铁矿球团生产的利润总净现值必须最大化。由于该矿山生产不同品位的铁矿石,但下游磁铁矿球团和粗铁生产已定义了矿石品位的可接受限度以及有益与有害矿石含量,这导致平衡矿石开采和混合的优化和生产调度问题时间,以便下游生产获得统一的矿石进料,并且所有业务的运营利润在其净现值方面得到最大化。

在本文中,我详细阐述了之前对钢铁价值链中应用分析的介绍。为此,我仔细研究了铁矿石混合问题以及如何使用数学编程来解决该问题。

铁矿石配矿条件及指标

铁矿石配矿问题面临以下条件和约束:

  • 矿石品位值(批次中金属与总矿石的比率)。
  • 高质量内容价值(有益内容的比例)。
  • 低质量内容值(有害内容的比例)。
  • 矿山的最低产量。
  • 地质储量(矿石容量)。

铁矿石中的优质成分是Fe2O3 和Fe3O4。另一方面,低质量的内容物是例如FeCO3 和FeSiO3。

优质铁矿石有利于铁矿石生产,低品铁矿石则不利于铁矿石生产。铁矿石选矿厂的相关关键性能指标为:

  • 矿石品位选矿阶段消耗的铁矿石总量。
  • 分钟。和最大。所得混合矿石品位的值。
  • 分钟。和最大。高质量和低质量内容的价值。

铁矿石品位必须在未来生产计划的所有时间点满足客户和/或下游工艺要求(粗铁生产)。同时,考虑到未来的需求进度,优质内容和低质内容不得超过规定范围,否则将无法保持统一的生产供给。

铁矿石配矿问题的分析方法

铁矿石混合问题是一个数学优化和生产调度问题,可以通过各种运筹学技术来解决。

数学优化问题的主要目标是在矿山及其运营的整个生命周期内最大化总净现值。相关限制主要是为了确保磁铁矿球团过程中选矿厂的运行,维持矿石混合物的规定质量和含量范围。另一个限制因素是矿山综合报告及其预期产能。

商业上部署了多种技术来解决这个问题:

  • 混合整数规划
  • 随机整数规划
  • 网络路径规划模型
  • 优化启发法
  • 启发式调度加载模拟

这意味着根据具体的实施,矿石混合调度问题要么通过分析解决,要么通过启发式调度加载模拟来解决。分析方法(例如混合整数规划)的适用性在很大程度上取决于底层求解器是否可以在合理的时间内更新时间表。此外,商业软件应用程序可以集成到总体规划系统中,或作为独立的规划工具。

结束语及相关内容

在这篇文章中,我仔细研究了铁矿石混合问题。我强调了为什么它实际上是一个调度问题。我解释了如何将其定义为数学优化问题。我还指出了商业上用于解决铁矿开采和粗铁工业中铁混合问题的分析和模拟方法。

这种类型的混合问题不仅与铁矿石开采有关。它适用于其他类型的矿山,还描述了石油工业等中的混合问题。

如果您有兴趣了解更多有关钢铁价值的信息,我建议您阅读以下 SCDA 文章:

如果您想在 Excel Solver 中实现示例性混合问题,我建议您查看此 SCDA Excel 模板:

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