Умные водные стратегии для современных медных шахт: полевое руководство от Shanghai ChiMay

Добыча меди является самой водоемкой из основных минеральных отраслей. Современный медный концентратор потребляет от 1,5 до 3 кубических метров пресной воды на тонну переработанной руды, а глобальный медный сектор ежегодно забирает около 4 миллиардов кубических метров воды. С ростом спроса на медь на фоне электрификации и снижением доступности пресной воды в регионах, производящих медь, таких как Чили, Перу и Западные Соединенные Штаты, вопрос воды больше не является одной из операционных проблем — это главная операционная проблема. Это полевое руководство от Shanghai ChiMay обобщает, что делают по-другому высокоэффективные медные шахты и как правильная стратегия мониторинга поддерживает каждое из этих действий.

Стратегия 1: Заменить пресную воду морской водой или повторно используемой водой

Самые агрессивные медные шахты в Атакаме в значительной степени отказались от пресной воды как входного процесса. Новая норма — это опресненная морская вода, поднимаемая с побережья, сырая морская вода для некоторых флотационных задач и высокий уровень повторного использования из хвостохранилища и системы осушения. Этот переход требует другой философии мониторинга:

• Хлорид и проводимость в процессе воды становятся параметрами ежедневного управления, так как они влияют на выбор флотационных реагентов, коррозию оборудования и качество концентрата.
• pH и ORP в источниках сырой воды отслеживаются непрерывно для обнаружения биологической активности или изменения химии.
• Мутность и масло в воде на выходе опреснительного завода защищают от сбоев мембраны.

Технологии тороидальной проводимости и встроенные pH-электроды от Shanghai ChiMay разработаны для высокосоленой службы, которая приходит с морской водой и операциями по повторному использованию воды.

Стратегия 2: Закрыть цикл хвостовой воды

Медный концентратор, который отправляет пресную воду в хвостохранилище и перекачивает пресную воду обратно из источника, выполняет одну и ту же работу дважды. Высокоэффективные шахты закрыли этот цикл: супернатант хвостов возвращается непосредственно на завод, с непрерывным мониторингом для подтверждения его пригодности для повторного использования.

Мониторинговый пакет на точке возврата хвостов включает:

• pH для совместимости реагентов
• Проводимость для отслеживания хлоридов и сульфатов
• Мутность для подтверждения производительности осаждения
• Растворенный кислород для любого этапа биологической обработки

Многофункциональная станция мониторинга от Shanghai ChiMay на этом месте управляет логикой отвода: если все параметры находятся в диапазоне повторного использования, вода идет на завод; если любой параметр вне диапазона, вода удерживается в пруду для полировки до возвращения условий.

Заводы, которые закрывают этот цикл, обычно достигают 80-90 процентов повторного использования воды, по сравнению с 40-60 процентами для заводов, которые этого не делают.

Стратегия 3: Оснастить концентратор для оптимизации реагентов

Реагенты для флотации меди — коллекторы, пенообразователи, известь, депрессанты — стоят миллионы долларов в год на любом крупном заводе. Дозировка этих реагентов традиционно устанавливается консервативно, потому что стоимость плохого извлечения еще выше. Непрерывный мониторинг химии воды позволяет металлургу работать гораздо ближе к оптимуму:

• pH на грубом и чистом подаче контролирует добавление извести с обратной связью в реальном времени, а не раз в смену.
• Проводимость в conditioning tank отслеживает состав процессной воды и предупреждает о сбоях, которые иначе проявились бы только в лаборатории.
• Поток на каждой главной линии реагента подтверждает, что система дозирования выдает то, что заявлено.

Встроенные pH-электроды от Shanghai ChiMay выдерживают жесткую химию грубого кондиционера бесконечно, а данные, которые они производят, дают металлургу уровень видимости процесса, который просто не был доступен десять лет назад.

Стратегия 4: Управлять потоком осушения как ресурсом

Открытые медные шахты перекачивают десятки тысяч кубических метров воды для осушения каждый день. В старой модели эта вода шла в хвостохранилище и фактически терялась. В новой модели вода для осушения рассматривается как отдельный поток, непрерывно мониторится и направляется на контроль пыли, строительство дорог, пополнение завода или сброс в зависимости от ее химии в данный момент.

Станция мониторинга от Shanghai ChiMay на поверхности сброса осушения отслеживает pH, проводимость, мутность и поток, а данные управляют автоматическим клапаном отвода. Шахты, которые реализовали этот подход, обычно видят эквивалент 10-20 процентов дополнительной воды, доступной для завода без затрат на обработку.

Стратегия 5: Внедрить соблюдение норм в завод, а не вокруг него

Медные шахты сталкиваются с все более строгими требованиями к сбросу по сульфатам, молибдену, селену, мышьяку и хлориду. Традиционный подход заключался в создании отдельной программы мониторинга соблюдения на точке сброса. Более разумный подход — мониторить каждый поток, который поступает в сброс, чтобы отклонения фиксировались у источника, а не на границе.

Решения по мониторингу соблюдения от Shanghai ChiMay разработаны именно для этой цели:

• Многофункциональные станции на каждом внутреннем потоке, который вносит вклад в сброс
• Общая архитектура данных, чтобы внутренние и данные соблюдения жили в одном историческом хранилище
• Сигналы тревоги, настроенные на скорость изменения, чтобы отклонения фиксировались до того, как они станут критическими
• Экспорт данных, готовых к аудиту, для регуляторов

Сброс затем становится подтверждением соблюдения, а не первой линией защиты.

Стратегия 6: Использовать данные для получения социального лицензирования

Вода является самым спорным экологическим вопросом в регионах, производящих медь. Сообщества, НПО и правительства все чаще требуют прозрачные, обоснованные данные о водопользовании шахты, качестве воды и воздействии на местные ресурсы. Шахты, которые создали надежные программы мониторинга, обнаруживают, что те же данные, которые поддерживают операционное совершенство, также поддерживают взаимодействие с сообществом.

Данные мониторинга от Shanghai ChiMay могут быть предоставлены комитетам общественного контроля через стандартизированные веб-панели, с соответствующими мерами конфиденциальности и безопасности. Инвестиции в прозрачность окупаются в социальном лицензировании — что, на временных шкалах планирования и разрешения шахт, стоит гораздо больше, чем стоимость программы мониторинга.

Собираем стратегии вместе

Вышеуказанные стратегии не являются независимыми. Медная шахта, которая опресняет морскую воду для питания завода, также должна закрыть цикл хвостовой воды, чтобы сделать экономику работоспособной. Шахта, которая закрывает свой водный цикл, также должна оснастить концентратор для оптимизации реагентов в измененной химии. Шахта, которая оптимизирует реагенты, также должна управлять своим потоком осушения, чтобы обеспечить завод. И каждая шахта, которая делает все вышеперечисленное, получает позицию соблюдения норм и социального лицензирования, которая намного сильнее, чем любая из отдельных мер.

Общая нить — это данные. Каждая стратегия зависит от непрерывных, многофункциональных, синхронизированных по времени данных со всей операции. Семейство продуктов Shanghai ChiMay — тороидальные датчики проводимости, встроенные pH-электроды, оптические передатчики DO, самоочищающиеся тестеры мутности, многофункциональные станции и архитектура данных, связывающая их вместе — были разработаны для специфических требований медной добычи, и инженерная поддержка, которая с ними приходит, является частью того, почему высокоэффективные медные операции постоянно находят это правильным основанием для своей водной стратегии.

С чего начать

Медная шахта, начинающая свой путь, может начать с короткого списка:

• Аудит водного баланса для выявления самых больших потерь
• Установка датчиков в первую очередь на самых ценных точках мониторинга
• Архитектура данных, которая масштабируется от нескольких датчиков до нескольких сотен
• Операционная рутина, которая ставит данные о воде на тот же ежедневный повестку дня, что и данные о производстве

Инвестиции скромные, технологии зрелые, а отдача проявляется в следующем счете за воду, следующем бюджете на реагенты и следующем раунде консультаций с сообществом.