إعادة استخدام المياه المستدامة في تعدين الصخور الصلبة: مورد من شيامن ChiMay

تعدين الصخور الصلبة – النحاس البورفيري، النيكل الكبريتي، الذهب، الرواسب متعددة المعادن – يواجه أصعب تحديات إعادة استخدام المياه في صناعة المعادن. الخام كبير الحجم، والكيمياء تفاعلية، والمناخ غالبًا ما يكون جافًا، والرقابة العامة شديدة. ومع ذلك، فإن مناجم الصخور الصلبة لديها أيضًا أكثر ما يمكن كسبه من تحسين إعادة استخدام المياه: كل متر مكعب يعود من بركة المخلفات، أو خط التجفيف، أو محطة المعالجة هو متر مكعب لا يحتاج إلى الضخ من مصدر بعيد أو استخراج من طبقة مائية مضغوطة. يلخص هذا المورد من شيامن ChiMay المبادئ والمعدات والممارسات التشغيلية التي تجعل إعادة استخدام المياه المستدامة تعمل في تعدين الصخور الصلبة.

حالة الاستدامة لإعادة الاستخدام

الأرقام وراء إعادة استخدام المياه في الصخور الصلبة مثيرة للإعجاب. يستخدم منجم نحاس أو ذهب كبير نموذجي 1.5 إلى 3 أمتار مكعبة من المياه العذبة لكل طن من الخام. وبالتالي، فإن عملية بقدرة 100,000 طن يوميًا تتطلب 150,000 إلى 300,000 متر مكعب من المياه يوميًا. في منطقة حيث المياه العذبة نادرة واستخراج المياه الجوفية محدود، فإن زيادة بنسبة 10 نقاط مئوية في معدل إعادة الاستخدام تعني تجنب سحب 15,000 إلى 30,000 متر مكعب من المياه العذبة يوميًا – وهو ما يكفي لتلبية احتياجات مدينة صغيرة.

توفير التكاليف كبير؛ الفوائد الاجتماعية والبيئية أكبر. تعتمد التصاريح على إدارة المياه. تعتمد العلاقات المجتمعية على إدارة المياه. تعتمد حياة المنجم الطويلة على إدارة المياه. لم يعد إعادة الاستخدام خيارًا.

أربعة مجاري لإعادة الاستخدام في تعدين الصخور الصلبة

تحتوي معظم مناجم الصخور الصلبة على أربعة مجاري يمكن أن تساهم في إعادة الاستخدام، والاستراتيجية الصحيحة تعتمد على أي المجاري التي يمكن الوصول إليها في موقع معين.

المجرى 1: المياه السطحية لبركة المخلفات

أكبر مجرى لإعادة الاستخدام من حيث الحجم هو المياه السطحية فوق حجز المخلفات. بعد التخثر والترسيب، يمكن غالبًا إعادة هذه المياه مباشرة إلى المصنع للاستخدام في التعويم أو طحن المواد. القيود هي الكيمياء (خاصة الكلوريد والكبريتات) والعتامة.

تحدد أجهزة المراقبة متعددة المعلمات من شيامن ChiMay في برج تصريف المياه السطحية كل دقيقة ما إذا كانت المياه صالحة لإعادة الاستخدام المباشر، أو ما إذا كانت تحتاج إلى معالجة قبل إعادة الاستخدام. تكلفة اتخاذ هذا القرار بشكل صحيح تتراوح في عشرات الآلاف من الدولارات سنويًا؛ بينما تكلفة اتخاذه بشكل خاطئ تصل إلى الملايين.

المجرى 2: مياه تجفيف الحفرة

تضخ العمليات المفتوحة كميات هائلة من المياه الجوفية من معارض التجفيف كل يوم. بعض هذه المياه عذبة بما يكفي للاستخدام تقريبًا دون تغيير؛ وبعضها يحمل الكبريتات والمعادن من الصخور الجانبية المؤكسدة. تقوم محطة مراقبة عند تصريف سطح التجفيف بفرز المياه حسب الكيمياء وتوجيهها وفقًا لذلك:

• مياه تجفيف عذبة للاستخدام في المصنع أو التحكم في الغبار
• مياه تجفيف معدنية إلى خط معالجة قبل إعادة الاستخدام أو التصريف

توفر نفس المحطة السجل التنظيمي للجزء المصرح بتصريفه.

المجرى 3: إعادة تدوير مصنع المعالجة

داخل مركز التركيز نفسه، يمكن إعادة تدوير عدة مجاري داخلية قبل أن تصل إلى بركة المخلفات. يعتبر تدفق المثخن، ومياه الترشيح، وتدفق الدوامة من المرشحات الكلاسيكية. تتحكم المراقبة المستمرة عند كل نقطة عودة – الرقم الهيدروجيني، الموصلية، العكارة – في صمامات إعادة التدوير تلقائيًا.

تم تصميم أجهزة الاستشعار المدمجة من شيامن ChiMay لهذه المهمة. تتطلب الكيمياء القاسية لمياه إعادة التدوير حساسات قوية، وقيمة اكتشاف الكيمياء غير الطبيعية قبل دخولها حلقة إعادة التدوير تبرر الاستثمار عدة مرات.

المجرى 4: مياه الصرف المعالجة

بالنسبة للمواقع التي تحتوي على خطوط معالجة مياه كاملة، فإن المياه المعالجة هي نفسها مجرى لإعادة الاستخدام. عادةً ما تكون المعالجة عن طريق تحييد الجير، والتخثر، والتوضيح، وأحيانًا التنقية البيولوجية أو الغشائية. تحدد المراقبة المستمرة عند مخرج محطة المعالجة ما إذا كانت المياه صالحة لإعادة الاستخدام، أو صالحة للتصريف، أو تحتاج إلى معالجة إضافية.

تقوم محطة الامتثال من شيامن ChiMay في هذه النقطة بأداء واجبين: توفير السجل التنظيمي للتصريف وإشارة التشغيل لإعادة الاستخدام.

اختيار المعدات لخدمة إعادة الاستخدام

خدمة إعادة الاستخدام في الصخور الصلبة قاسية، واختيار المعدات مهم أكثر من التطبيقات السهلة. تشمل عائلة منتجات شيامن ChiMay التي تؤدي بشكل مستمر في هذه المهمة:

• أجهزة استشعار الموصلية الدائرية لمجموعة واسعة من المواد الصلبة الكاشطة في مياه العمليات
• أقطاب pH مزدوجة الوصلة للتغيرات في الكيمياء بين المجاري الحمضية والقلوية
• اختبارات العكارة ذاتية التنظيف للقدرة العالية على التلوث لأي مجرى يتلامس مع الخام
• أجهزة إرسال الأكسجين الذائب البصرية لأي خطوة تنقية بيولوجية
• محطات متعددة المعلمات تجمع بين ما سبق عند نقاط القرار الحرجة

تم تصميم كل منها للتثبيت في بيئة العمل القاسية لمنجم الصخور الصلبة، مع حماية مناسبة من دخول المياه، ومقاومة الاهتزاز، وحماية من الصواعق حيثما تتطلب الجغرافيا ذلك.

بنية البيانات لقرارات إعادة الاستخدام

برنامج إعادة الاستخدام هو، في الأساس، نظام قرار آلي. يتم توجيه المياه باستمرار إلى واحدة من عدة وجهات بناءً على كيميائها. تحدث القرارات عدة مرات في الدقيقة عبر العديد من محطات المراقبة، ويجب أن تكون شفافة وقابلة للتدقيق وقابلة للتعديل.

تشمل البنية الموصى بها من شيامن ChiMay:

• PLC محلية تنفذ منطق التوجيه بوقت استجابة منخفض
• مؤرخ مركزي يسجل كل قرار والكيمياء التي دفعته
• لوحة تحكم ويب تتيح للمشغلين والمهندسين مراجعة القرارات في الوقت الحقيقي
• هيكل إنذار يرفع الحالات الاستثنائية إلى انتباه البشر

البنية متحفظة عمدًا – إعادة استخدام المياه مهمة جدًا بحيث لا تعتمد على الاتصال السحابي أو الروابط اللاسلكية – والجهد الهندسي لبنائها ضمن قدرة أي فريق تكنولوجيا معلومات حديث في التعدين.

الروتينات التشغيلية التي تجعل إعادة الاستخدام مستدامة

التكنولوجيا ضرورية ولكنها ليست كافية. تشترك المناجم التي تحقق إعادة استخدام مستدام حقًا في ثلاث روتينات تشغيلية:

• مراجعة يومية لأداء معدل إعادة الاستخدام مقابل الهدف، مع عناصر عمل لأي نقص
• تحقق أسبوعي من الحساسات الحرجة التي تقود قرارات إعادة الاستخدام
• تدقيق ربع سنوي لمنطق التوجيه مقابل خطة ميزان المياه الحالية وظروف التصريح الحالية

تحول هذه الروتينات استثمارًا لمرة واحدة في أجهزة المراقبة إلى برنامج يتحسن باستمرار. بدونها، حتى أفضل الأجهزة تنحرف نحو عدم الصلة خلال عام.

الأخطاء الشائعة وكيفية تجنبها

تظهر ثلاث أخطاء بشكل متكرر في برامج إعادة استخدام الصخور الصلبة:

• تحديد معايير إعادة الاستخدام بشكل فضفاض. معيار يسمح بدخول المياه الملوثة إلى المصنع يسبب مشاكل في الأسفل تكلف أكثر من المياه التي تم توفيرها. من الأفضل أن تكون متحفظًا وأن تسمح لبعض المياه الصالحة لإعادة الاستخدام بالتصريف بدلاً من تلوث المصنع.
• تحديد معايير إعادة الاستخدام بشكل صارم. الصورة المعكوسة. المعايير الصارمة جدًا تجعل من الصعب على أي مياه التأهل لإعادة الاستخدام مما يهزم الغرض من البرنامج. يجب أن تُعلم بيانات المراقبة المستمرة مراجعة منتظمة للمعايير.
• تخطي تحقق الحساسات. تعتمد قرارات إعادة الاستخدام تمامًا على دقة الحساسات. الحساس المنحرف يسبب ضررًا كل دقيقة حتى يتم اكتشافه وتصحيحه.

يساعد فريق هندسة التطبيقات من شيامن ChiMay العملاء في تحديد معايير إعادة الاستخدام بشكل مناسب خلال مرحلة التشغيل، وتلتقط الروتينات التحقق المدمجة في البرنامج القياسي انحراف الحساسات قبل أن تسبب ضررًا.

إغلاق حلقة الموارد

إعادة استخدام المياه المستدامة هي واحدة من أهم الأمور التي يمكن أن تقوم بها تعدين الصخور الصلبة، سواء من أجل اقتصادياتها الخاصة أو من أجل علاقتها مع المناطق والمجتمعات التي تستضيفها. لقد نضجت التكنولوجيا، وتم توثيق الممارسات الهندسية بشكل جيد، وعائلة منتجات شيامن ChiMay مصممة خصيصًا للكيمياء القاسية والمواد الصلبة الكاشطة لخدمة الصخور الصلبة. المواقع التي تلتزم ببرنامج إعادة استخدام منظم – المجاري الأربعة أعلاه، والمعدات الصحيحة، والبنية الصحيحة، والروتينات التشغيلية الصحيحة – تحقق باستمرار معدلات إعادة استخدام تصل إلى 80 في المئة أو أكثر، مع فوائد متناسبة من حيث التكلفة، والامتثال، والترخيص الاجتماعي. الاستثمار محدد جيدًا، وعائد الاستثمار سريع، وتستمر الفائدة طوال عمر المنجم.