Công ty Cổ phần Đồng Tả Phời – Vinacomin (Taphoi Copper) là đơn vị thuộc hệ sinh thái của Tổng Công ty Khoáng sản TKV (Vimico) – doanh nghiệp khai khoáng hàng đầu Việt Nam trực thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin/TKV). Nhà máy tuyển đồng Tả Phời đặt tại xã Hợp Thành, TP. Lào Cai, tỉnh Lào Cai, chuyên khai thác và chế biến quặng đồng từ mỏ Tả Phời – một trong những mỏ đồng quan trọng nhất miền Bắc Việt Nam.

Với sản lượng đạt khoảng 33.000 tấn tinh quặng đồng/năm (hàm lượng ~23% Cu) và doanh thu vượt 1.270 tỷ đồng/năm, Nhà máy Đồng Tả Phời là một tổ hợp khai thác – chế biến khoáng sản quy mô lớn, vận hành các dây chuyền sản xuất phức tạp đòi hỏi hệ thống điều khiển tự động có độ tin cậy tuyệt đối.

Trong giai đoạn 2019 – 2020, PISA được chủ đầu tư tin tưởng giao phó toàn bộ dự án “Thiết kế, cung cấp và triển khai hệ thống SCADA” cho nhà máy – đánh dấu bước tiến quan trọng của PISA trong lĩnh vực công nghiệp nặng và khai khoáng.

Dây chuyền chế biến quặng đồng – Quy trình phức tạp, đòi hỏi điều khiển chính xác

Chế biến quặng đồng là một trong những quy trình công nghiệp phức tạp nhất trong ngành khai khoáng. Từ quặng nguyên khai với hàm lượng đồng thấp (thường dưới 1% Cu), nhà máy phải qua hàng loạt công đoạn để tạo ra tinh quặng đồng có hàm lượng cao (23% Cu), sẵn sàng cung cấp cho nhà máy luyện đồng.

Quy trình bắt đầu từ khu quặng (ore stockpile), nơi quặng nguyên khai từ mỏ được tiếp nhận, phân loại và cấp liệu vào dây chuyền. Tiếp theo là hệ thống nghiền (crushing & grinding), sử dụng máy nghiền hàm, nghiền côn và nghiền bi để giảm kích thước quặng từ hàng trăm mm xuống còn vài chục µm, giải phóng các hạt khoáng đồng khỏi đá mẹ. Sau đó là tuyển nổi (flotation) – công đoạn cốt lõi nhất – sử dụng nguyên lý hóa-lý bề mặt để tách chọn lọc các khoáng đồng từ phần đất đá vô ích (gangue). Hiệu suất tuyển nổi phụ thuộc vào hàng chục thông số vận hành được kiểm soát đồng thời: nồng độ hóa chất (collector, frother, depressant), pH bùn quặng, lưu lượng khí, mức bùn, tốc độ khuấy và thời gian lưu. Cuối cùng là xử lý cuối (thickening, filtering & dewatering), nơi tinh quặng đồng được cô đặc, lọc và sấy khô đạt độ ẩm yêu cầu trước khi đóng gói vận chuyển.

Mỗi công đoạn đều tương tác và ảnh hưởng lẫn nhau – một thay đổi nhỏ ở khâu nghiền có thể tác động dây chuyền đến hiệu suất tuyển nổi và chất lượng sản phẩm cuối. Đây chính là lý do hệ thống SCADA giữ vai trò sống còn: nó cho phép giám sát và điều khiển toàn bộ dây chuyền như một chỉnh thể thống nhất thay vì từng công đoạn tách rời.

Giải pháp SCADA của PISA

Nền tảng công nghệ: SCADA Expert Vijeo Citect

PISA đã lựa chọn nền tảng SCADA Expert Vijeo Citect (nay thuộc hệ sinh thái Schneider Electric/AVEVA) – một trong những giải pháp SCADA công nghiệp mạnh mẽ và linh hoạt nhất thế giới, được tin dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nặng như khai khoáng, luyện kim, xi măng và hóa chất.

Vijeo Citect nổi bật với kiến trúc server-client có khả năng mở rộng linh hoạt, hiệu năng xử lý dữ liệu lớn (hàng nghìn tag đồng thời), tính dự phòng (redundancy) cao cấp cho môi trường vận hành liên tục, cùng bộ công cụ thiết kế giao diện HMI mạnh mẽ hỗ trợ đồ họa công nghiệp chi tiết. Đây là sự lựa chọn phù hợp hoàn hảo cho một tổ hợp chế biến khoáng sản quy mô lớn như Nhà máy Đồng Tả Phời.

Phạm vi triển khai

Với vai trò nhà thầu trọn gói, PISA đảm nhận toàn bộ chuỗi giá trị từ thiết kế đến vận hành:

Thiết kế hệ thống (System Architecture Design): Khảo sát toàn bộ dây chuyền sản xuất, xác định điểm đo và điểm điều khiển, thiết kế kiến trúc mạng truyền thông và phân bổ server/client phù hợp với đặc thù vận hành của nhà máy tuyển quặng.

Cung cấp phần cứng: Lắp đặt toàn bộ máy tính chủ (server), trạm vận hành (operator workstation), hạ tầng mạng công nghiệp và các thiết bị giao tiếp.

Lập trình & cấu hình SCADA: Xây dựng toàn bộ ứng dụng SCADA trên nền tảng Vijeo Citect, bao gồm cấu hình thu thập dữ liệu, lập trình logic cảnh báo, thiết kế báo cáo vận hành và cấu hình lưu trữ dữ liệu lịch sử (historian).

Thiết kế giao diện HMI: Đây là điểm nhấn của dự án – PISA đã xây dựng hệ thống giao diện điều khiển trực quan, hiển thị rõ ràng trạng thái vận hành của từng khu vực: khu tiếp nhận quặng, hệ thống nghiền sơ cấp & thứ cấp, các bể tuyển nổi, hệ thống cô đặc & lọc, và toàn bộ hệ thống bơm – đường ống. Kỹ sư vận hành có thể nắm bắt toàn cảnh nhà máy chỉ từ một phòng điều khiển trung tâm.

Kiểm tra & Bàn giao: Thực hiện kiểm tra chức năng (FAT/SAT), chạy thử tích hợp với dây chuyền thực tế và đào tạo đội ngũ vận hành của nhà máy.

Giá trị mang lại cho Nhà máy Đồng Tả Phời

Hệ thống SCADA do PISA triển khai đã trở thành “bộ não trung tâm” của nhà máy, mang đến những giá trị thiết thực trên nhiều phương diện.

Về tối ưu hóa tỷ lệ thu hồi đồng (recovery rate), dữ liệu thời gian thực từ hàng nghìn cảm biến cho phép kỹ sư vận hành tinh chỉnh liên tục các thông số tuyển nổi – nồng độ thuốc tuyển, pH, lưu lượng khí, mức bùn – nhằm đạt tỷ lệ thu hồi đồng tối ưu. Mỗi phần trăm cải thiện recovery rate có thể mang lại giá trị hàng tỷ đồng cho nhà máy mỗi năm.

Về giảm tiêu thụ năng lượng, hệ thống nghiền là khâu tiêu tốn năng lượng lớn nhất trong dây chuyền tuyển quặng. SCADA giúp giám sát và điều chỉnh tải nghiền theo thời gian thực, tránh nghiền thừa (over-grinding) gây lãng phí điện năng hoặc nghiền thiếu (under-grinding) làm giảm hiệu suất tuyển nổi.

Về phát hiện sớm bất thường, hệ thống cảnh báo phân cấp giúp đội vận hành phát hiện và xử lý ngay lập tức các điểm bất thường – từ quá tải động cơ, dao động áp suất bất thường đến rò rỉ đường ống – trước khi chúng phát triển thành sự cố gây dừng sản xuất.

Về an toàn lao động, trong môi trường công nghiệp nặng với nhiều thiết bị cơ khí lớn, hóa chất và bùn quặng, hệ thống SCADA giảm thiểu nhu cầu can thiệp thủ công trực tiếp tại hiện trường, bảo vệ an toàn cho người lao động.

Về dữ liệu vận hành & báo cáo, toàn bộ dữ liệu sản xuất được lưu trữ tự động, tạo cơ sở dữ liệu lịch sử quý giá phục vụ phân tích xu hướng, tối ưu quy trình và lập báo cáo sản lượng chính xác.

Ý nghĩa chiến lược

Ngành khai khoáng và chế biến khoáng sản Việt Nam đang trong giai đoạn chuyển mình mạnh mẽ – từ khai thác thô sang chế biến sâu, từ vận hành thủ công sang tự động hóa và số hóa. Dự án tại Nhà máy Đồng Tả Phời là minh chứng thuyết phục rằng PISA hoàn toàn có năng lực làm chủ và triển khai các hệ thống SCADA quy mô lớn cho ngành công nghiệp nặng – một lĩnh vực vốn đòi hỏi hiểu biết sâu về cả công nghệ tự động hóa lẫn quy trình sản xuất đặc thù.

Thành công này tiếp tục củng cố vị thế của PISA như một nhà tích hợp hệ thống (System Integrator) hàng đầu tại Việt Nam, với năng lực phủ rộng từ ngành điện, cấp nước, bán dẫn cho đến khai khoáng và công nghiệp nặng.