“`html

أساسيات مستشعر التوصيلية في معالجة المعادن: ملخص تقني من شنغهاي تشيماي

التوصيلية هي القياس الأساسي لمياه معالجة المعادن. من دوائر الطفو إلى حلول الترشيح، من فائض المكثف إلى تصريف برج التبريد، تخبر التوصيلية المصنع في الوقت الحقيقي بما تفعله الحمولة الأيونية المذابة — والحمولة الأيونية المذابة هي بديل جيد بشكل ملحوظ للاسترداد، وجرعات المواد الكيميائية، وإمكانية التكلس، وجاهزية إعادة استخدام المياه. ومع ذلك، فإن التوصيلية هي أيضًا واحدة من أكثر القياسات سوءًا في تطبيقها في صناعة التعدين، لأن كيمياء مياه العمليات بعيدة جدًا عن الأمثلة الموجودة في الكتب التي تم تدريب المشغلين عليها. يغطي هذا الملخص التقني من شنغهاي تشيماي الأساسيات التي يجب أن يعرفها كل مهندس معادن ومهندس أدوات قبل تحديد مستشعر التوصيلية لتطبيق معالجة المعادن.

ما تقيسه التوصيلية فعليًا

التوصيلية الكهربائية هي قدرة الماء على نقل تيار كهربائي. يتم الإبلاغ عنها بالميكروسيمنز لكل سنتيمتر (μS/cm) لمياه ذات ملوحة منخفضة، والميليسيمنز لكل سنتيمتر (mS/cm) لمياه العمليات الصناعية، والسيمنز لكل متر (S/m) للمياه المالحة المركزة جدًا مثل حلول الترشيح. القياس غير محدد — يرى مجموع جميع الأيونات المذابة مع وزنها بناءً على شحنتها وحركتها — ولكن بالنسبة لأي تيار عملية معين، فإن مزيج الأيونات مستقر إلى حد معقول، لذا فإن رقم التوصيلية يتوافق بشكل موثوق مع تركيز العملية.

تؤثر ثلاثة عوامل درجة حرارة في خدمة التعدين:

• تتضاعف توصيلية الماء النقي تقريبًا بين 0 و 25 °م؛ حركة الأيونات تعتمد على درجة الحرارة.
• يجب تعويض القياس عند درجة حرارة الحقل إلى درجة حرارة مرجعية (عادة 25 °م) قبل مقارنته ببيانات المختبر أو النقاط المحددة.
• تعتمد منحدرات التعويض على التركيب الأيوني؛ الافتراض على منحنى “الملح المحايد” 2.1 %/°م مناسب لمعظم حلول الترشيح ولكنه خاطئ للمياه الحمضية أو القلوية العالية.

خلايا ذات قطبين مقابل خلايا ذات أربعة أقطاب مقابل خلايا حلزونية

تسيطر ثلاث تقنيات خلايا على هذا المجال، والاختيار بينها هو القرار الأكثر أهمية الذي يتخذه المهندس عند تحديد مستشعر.

خلايا ذات قطبين

زوج من الأقطاب المعدنية — عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الجرافيت — مفصولة بجغرافيا معروفة. خلايا ذات قطبين غير مكلفة، دقيقة عند التوصيلية المنخفضة، وسهلة المعايرة. إنها الخيار الصحيح لمياه التكوين، ونفاذية التناضح العكسي، والمكثفات النظيفة. إنها الخيار الخاطئ لخدمة معالجة المعادن: الاستقطاب عند سطح القطب والتلوث السريع بالمواد الصلبة المعلقة يجعلها غير مستقرة خلال ساعات.

خلايا ذات أربعة أقطاب

تفصل خلية ذات أربعة أقطاب الأقطاب الناقلة للتيار عن الأقطاب القابلة للقياس. لم يعد الاستقطاب يؤثر على القراءة، وتلغي تأثيرات التلوث إلى حد كبير. تتعامل خلايا ذات أربعة أقطاب مع نطاق أوسع — عادةً من 1 μS/cm إلى 1 S/m — وهي مناسبة تمامًا لتيارات العمليات المصفاة والتصريف النهائي. لا تزال تحتوي على معدن مكشوف في الماء، لذا تظل الطين الكاشطة تحديًا.

خلايا حلزونية (استقرائية)

تعتبر الخلية الحلزونية الخيار الافتراضي لمعالجة المعادن. تحتوي على ملفين حلزونيين محاطين داخل جسم بلاستيكي غير تفاعلي — لا تلمس الأقطاب الماء. يدفع الملف الأول تيارًا متناوبًا يحفز تدفق الأيونات في الماء المحيط؛ بينما يستشعر الملف الثاني مقدار ذلك التيار المحفز. نظرًا لعدم وجود معدن في اتصال مع العملية، يتم القضاء على التلوث والاستقطاب والتآكل بشكل أساسي. تتعامل مستشعرات التوصيلية الحلزونية من شنغهاي تشيماي مع الطين ذو الحمولة العالية من المواد الصلبة، والأحماض والقواعد القوية، وحلول الترشيح الكاشطة التي ستدمر خلايا الأقطاب خلال أسابيع.

اختيار ثابت الخلية الصحيح

كل مستشعر توصيلية له ثابت خلية K، يعبر عنه في 1/cm، يربط الإشارة الخام بقيمة التوصيلية. يعتمد K الأمثل على نطاق التوصيلية المتوقع:

• K = 0.01 للمياه فائقة النقاء (نادراً ما تستخدم في التعدين)
• K = 0.1 لمياه صناعية نظيفة، مكثفات، تصريف منخفض الملوحة
• K = 1.0 لمياه العمليات العامة، بما في ذلك مياه التكوين والتصريف المصفى
• K = 10 لمياه العمليات المركزة، حلول الترشيح، والمياه المالحة

ثابت خلية تم اختياره صغيرًا جدًا يشبع الإلكترونيات؛ وثابت خلية تم اختياره كبيرًا جدًا يعطي قراءات مضطربة في الطرف المنخفض من النطاق. تتوفر مستشعرات شنغهاي تشيماي بجميع ثوابت الخلايا الأربعة، وستوصي فريق هندسة التطبيقات بالـ K الصحيح بناءً على النطاق المتوقع وأهداف الدقة.

تطبيقات معالجة المعادن الشائعة

دوائر الطفو

تتبع التوصيلية الأنواع المذابة من الطحن والمواد الكيميائية، والتي تتوافق مع استرداد الطفو للعديد من الخامات. ينبه مستشعر حلزوني في خزان التكييف أو تغذية الخلاط مهندس المعادن إلى كيمياء غير طبيعية قبل انخفاض الاسترداد.

عمليات الترشيح بالكومة

تتوافق توصيلية محلول الترشيح الحامل (PLS) والرافع مع قيم النحاس أو الذهب أو اليورانيوم في العديد من الأنظمة. أصبح قياس التوصيلية المستمر في برك جمع الألواح وتغذية SX ممارسة قياسية الآن.

المخلفات وفائض المكثف

تشير التوصيلية في فائض المكثف المصفى إلى كيمياء غير طبيعية قد تظهر فقط في نتائج المختبر في اليوم التالي. غالبًا ما يسبق الارتفاع في التوصيلية انحرافًا في العكارة بساعات.

إعادة استخدام المياه وZLD

بالنسبة للمناجم التي تسعى لإعادة استخدام المياه، تعتبر التوصيلية المعامل الرئيسي الذي يحدد ما إذا كان التيار سيذهب لإعادة الاستخدام أو للتبخر. يمكن أن يؤدي تحديد عتبات إعادة الاستخدام بناءً على بيانات التوصيلية المستمرة من شنغهاي تشيماي، بدلاً من عينات سحب أسبوعية، إلى زيادة معدلات إعادة الاستخدام بنسبة 20 % أو أكثر.

المعايرة والتحقق

تعتبر المستشعرات الحلزونية مستقرة، لكنها ليست خالية من الصيانة. أفضل الممارسات هي:

• التحقق من الصفر الهوائي شهريًا للتأكد من أن الخلية الجافة تقرأ بالقرب من الصفر
• التحقق من محلول العازلة ربع سنوي باستخدام معيار KCl بتركيز 1413 μS/cm أو 12.88 mS/cm، حسب النطاق
• إعادة المعايرة الكاملة فقط عندما يظهر التحقق انحرافًا يزيد عن 5 %

تشهد معظم مواقع التعدين التي تتبع هذه الروتين أن المستشعرات الحلزونية تحتفظ بدقة ضمن ±2 % من القراءة لمدة عامين إلى ثلاثة أعوام بين المعايرات — وهو أفضل بكثير من خلايا الأقطاب في نفس الخدمة.

أخطاء المواصفات الشائعة

تظهر بعض الأخطاء بشكل متكرر في مناقصات التعدين:

• تحديد خلية ذات قطبين لخدمة الطين “لأنها أرخص”
• طلب خلية حلزونية مع K = 0.1 — تكوين غير موجود
• إغفال تعويض درجة الحرارة، ثم الشكوى من أن القراءة تنحرف مع الفصول
• تركيب المستشعر في ساق ميت حيث تستقر المواد الصلبة وتؤثر على القراءة

تراجع فريق هندسة شنغهاي تشيماي كل مواصفة ويشير إلى هذه القضايا قبل إصدار أوامر الشراء، مما يوفر إعادة العمل والإحباط الذي يتبع استخدام مستشعر خاطئ في خدمة حرجة.

توظيف التوصيلية

التوصيلية ليست قياسًا جذابًا. لا توجد تصحيحات صعبة في الكيمياء، ولا أغشية هشة، ولا مواد كيميائية غريبة. ولكن في اللحظة التي ينتقل فيها المنجم من كيمياء عينات السحب إلى مراقبة التوصيلية المستمرة في النقاط الصحيحة في الدائرة، يبدأ فريق المعادن في رؤية أنماط كانت غير مرئية سابقًا — وتبرر التوفير في المواد الكيميائية والمياه وإعادة العمل البرنامج عدة مرات. تم تصميم عائلة مستشعرات التوصيلية الحلزونية من شنغهاي تشيماي لهذه الخدمة بالضبط، ويعتبر اختيار التكنولوجيا أحد أسهل المكاسب المتاحة لمصنع معالجة المعادن الذي يسعى لتشديد السيطرة على كيمياء المياه الخاصة به.

“`