مخازن آب در معدن برای کنترل گرد و غبار فرآیند و زهکشی
ساخته شده در 02.06
مخازن آب در معدن برای کنترل گرد و غبار فرآیند و زهکشی
مخازن آب معدن سه وظیفه کاملاً متفاوت دارند: آب فرآیندی برای کارخانه، تأمین آب برای کنترل گرد و غبار جاده‌های حمل، و زهکشی جمع‌آوری‌شده و آب اسیدی معدن پیش از تصفیه. هر یک منطق حجمی خود را دارد و نباید از یک مخزن مشترک استفاده کنند مگر اینکه وظایف اساساً سازگار باشند. عوامل خوردگی حاکم عبارتند از زهکشی اسیدی معدن، کلرید و سولفات موجود در آب، و هر آب دریایی که برای کنترل گرد و غبار استفاده میشود. مخزن فولادی با پوشش شیشهای ذوبشده و پوشش داخلی مینای ذوبشده کارخانه‌ای، پاسخ مستحکم در آن محدوده pH و شیمیایی است، با این حال فونداسیون و محل استقرار دو مورد طراحی هستند که بیشتر اوقات به مراحل پایانی واگذار می‌شوند.
یک معدن حجم عظیمی از آب مصرف میکند و مقدار بسیار کمی از آن را بازمی‌گرداند، و مخازنی که این تفاوت را در خود نگه می‌دارند در کم‌جذاب‌ترین بخش سایت قرار دارند: کنار سنگ‌شکن، در بالای جاده حمل، بیرون روی سکوی باطله، یا در حوضچه‌ای که هیچ‌کس نمی‌خواهد تا پایین آن پیاده برود. آن‌ها یک‌بار ابعادگذاری می‌شوند، یک‌بار مستقر می‌شوند، و انتظار می‌رود که در طول عمر سایتی که ممکن است شامل تغییر توده سنگ معدن باشد، کار کنند. پرسش مهندسی این نیست که آیا می‌توان مخزنی ساخت، بلکه این است که آیا این ظرف در برابر آب اسیدی، سرریز دوغاب ساینده، حرکت زمین یخ‌زده و پانزده سال قرار گرفتن در کنار تأسیسات باطله‌ای که در تمام این مدت نشست و جابه‌جایی دارد، دوام می‌آورد یا نه.
سه وظیفه و چرا به ندرت یک مخزن را به اشتراک می‌گذارند
آب فرآیندی، کنترل گرد و غبار و زهکشی دارای اوج‌های متفاوت و شیمی متفاوتی هستند. آب فرآیندی برای یک کارخانه فرآوری مواد معدنی از برنامه آسیاب تبعیت میکند و بر اساس بیشترین توان عبوری سنگ معدن به‌علاوه بازیابی آب تیکنر اندازه‌بندی میشود؛ این آب به آب تمیز با کلرید پایین و مخزنی نیاز دارد که بتوان آن را به‌سرعت تخلیه کرد. کنترل گرد و غبار از جاده حمل و اقلیم تبعیت میکند و در خشک‌ترین، بادخیزترین و پرترافیک‌ترین روزهای سال به اوج می‌رسد و اغلب از آب بازیافتی یا شور استفاده میکند که بسیار تهاجمی‌تر از آب جبرانی تازه است. زهکشی و آب اسیدی معدن اکسیداتیو، با pH پایین و سرشار از آهن و سولفات است و به مهار نیاز دارد نه به پاکی. قرار دادن هر سه در یک مخزن به این معناست که یک وظیفه دو وظیفه دیگر را به خطر می‌اندازد، بنابراین پاسخ معمول مخازن جداگانه با پمپ و دالان لوله مشترک است.
ابعادسنجی صادقانه هر وظیفه
کنترل گرد و غبار همان چیزی است که کم‌برآورد میشود. این مقدار از طول جاده حمل، آب مصرفی به ازای هر متر مربع جاده در هر عبور، تعداد عبورها در هر شیفت و تلفات تبخیر در فصل اوج محاسبه میشود و سپس در تعداد ساعات خودمختار مورد نیاز ضرب می‌گردد. معدنی که انتظار فصل خشک بدون جبران آب را دارد، به حجم کامل فصلی در محل نیاز دارد، نه تأمین یک‌روزه. آب فرآیندی از موازنه جرم کارخانه تعیین میشود: آب معرف، آب فلوتاسیون و سرریز تیکنر، منهای آبی که کارخانه بازمی‌گرداند، با حاشیه‌ای برای توقف آسیاب. ذخیره‌سازی زهکشی بر اساس طوفان اوج و حداکثر سطح جمع‌آوری محاسبه میشود و باید حجمی را نیز در خود جای دهد که در زمان از کار افتادن تصفیه‌خانه وارد میشود، که در یک سایت مرطوب می‌تواند جمله غالب باشد.
شیمی، سایش و تصمیم داخلی
زهکشی اسیدی معدن، شرایط خوردگی را تعیین میکند و خفیف نیست. حفرهدار شدن ناشی از pH پایین به همراه سولفات، رسوبات آهن که خوردگی زیررسوبی ایجاد میکنند، و کلرید در هر جایی که سایت نزدیک ساحل باشد یا از آب دریا برای کنترل گرد و غبار استفاده کند، همگی به فولاد و بیشتر پوششهای آلی حمله میکنند. فولاد کربنی برهنه در خط آب و زیر رسوبات آهن نازک میشود؛ پوشش اعمالشدهای که هرگز سطح آن آمادهسازی نشده باشد، بهصورت لکهای از کار میافتد؛ گالوانیزه برای سرویس اسیدی یا کلریدی مناسب نیست. پاسخ قوی، مخزن فولادی با پوشش شیشهای ذوبشده است: لایه مینا با ضخامت ۰/۲۵ تا ۰/۴۵ میلیمتر در دمای ۸۲۰ تا ۹۳۰ درجه سانتیگراد روی پانل ذوب میشود، با مقاومت بالای ۳٬۴۵۰ نیوتن بر سانتیمتر مربع، در محدوده pH ۱ تا ۱۴ بیاثر است، و با زبری سطح Ra کمتر از ۰/۸ میکرومتر پرداخت میشود تا رسوب آهن آزاد شود بهجای اینکه crust سختی روی دیواره تشکیل دهد. هر پانل قبل از حمل با تست جرقه در ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم آزمایش میشود، که در یک سایت دورافتاده که تیم تعمیر پوشش ماهها دور است، اهمیت دارد.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار معمول / محدوده | توجه |
دمای ذوب مینا | ۸۲۰–۹۳۰ درجه سانتیگراد | کارخانه ذوبشده به پنل فولادی |
ضخامت پوشش مینا | ۰.۲۵–۰.۴۵ میلیمتر | داخلی بیاثر، pH ۱–۱۴ |
استحکام لایه مینا | ≥ ۳,۴۵۰ نیوتن بر سانتیمتر مربع | مقاومت در برابر خمش و ضربه |
زبری سطح | Ra < 0.8 میکرومتر | آزادسازی رسوب، شستشوی آسان |
ولتاژ تست جرقه | ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم | به ازای هر پنل، قبل از حمل |
ضخامت فیلم اپوکسی FBE | ۱۸۰–۲۸۰ میکرومتر | AWWA C550، آب با خورندگی ملایم |
گرید پیچ | ۸.۸ | گشتاور ثبت‌شده در هنگام مونتاژ |
عمر طراحی | ≥ ۳۰ سال | با سیستم داخلی مشخص‌شده |
مکان‌یابی، فونداسیون و حرکت زمین
محل قرارگیری مخزن به همان اندازه اهمیت دارد که ساخت آن. مخزنی که روی یا نزدیک تأسیسات ذخیره باطله قرار می‌گیرد، روی زمینی مستقر است که به‌طور فعال در حال نشست است، بنابراین فونداسیون باید خارج از منطقه تأثیر قرار گیرد، و هر مخزنی که روی خاکریز مهندسی‌شده قرار دارد باید اختلاف نشست بین دو طرف مقابل آن پیش از نصب حتی یک پنل کنترل شود. یخبندان در اقلیم‌های سرد یک ورودی طراحی است، هم برای زمین زیر مخزن و هم برای خطوط خروجی و پرکن، که نیاز به ردیابی یا مسیر مدفون دارند. یک سایت دورافتاده لجستیک را وارد مشخصات میکند: پنل‌هایی که بهصورت تخت ارسال می‌شوند و با یک تیم کوچک و بدون جوشکاری در محل مونتاژ می‌شوند، در جایی که نزدیک‌ترین کارگاه ساخت یک قاره دورتر است، یک مزیت واقعی هستند، و یک پوسته پیچ‌ومهره‌ای همچنین به این معناست که یک پنل آسیب‌دیده می‌تواند سال‌ها بعد بهصورت محلی جایگزین شود.
رویه عملیاتی که عمر را افزایش می‌دهد
سه عادت تعیین میکند که آیا مخزن در سال پانزدهم هنوز در سرویس است یا نه. رسوب ته‌نشین‌شده را به فرآیند یا سیستم ته‌نشینی برگردانید، نه اینکه بگذارید بستر آهن و گچ روی کف سخت شود، زیرا بستر سخت هم لایه زیرین خوردگی است و هم از دست رفتن حجم قابل استفاده. ابزار اندازه‌گیری سطح را با بررسی در برابر عمق اندازه‌گیری‌شده صادق نگه دارید، چون مخزن غبار که خالی است و پر نشان می‌دهد، یک توقف تولید است. و مسیر تخلیه هوا و سرریز را منطقی طراحی کنید، زیرا مخزن زهکشی که روی پوسته خودش سرریز میکند، یک لایه لکه و خوردگی دائمی در پایه پخش میکند. یک آلارم سطح بالا نصب کنید که جمع‌آوری بالادست را متوقف کند، نه اینکه فقط به فضای آزاد بالای مخزن تکیه کنید.
مطالعه موردی پروژه
پروژه | موقعیت | محصول | ظرفیت | محدوده |
ذخیره‌سازی فاضلاب شیمیایی | ژجیانگ، چین | مخزن GFS | ۱۱,۶۱۳ متر مکعب | تأمین + نظارت |
مخزن فولادی جوشی | استان هنان، چین | مخزن فولادی جوشی | ۴,۶۹۱ متر مکعب | تأمین + راهنمایی نصب |
ذخیره‌سازی آب با قطر بزرگ | نامیبیا | مخزن GFS | ۴۴,۹۰۰ متر مکعب | تأمین + نظارت |
قابلیت مهندسی مینای مرکزی
سنتر انامل (شرکت فناوری شوجیاژوانگ ژنگژونگ) از سال ۲۰۰۸ مخازن ذخیره‌سازی پیچ‌ومهره‌ای را طراحی و تولید کرده است. این شرکت به‌عنوان نخستین تولیدکننده مخازن فولادی با پوشش شیشهای (GFS) در چین، نزدیک به ۲۰۰ اختراع مرتبط با انامل را در اختیار دارد، سالانه حدود ۳۰۰,۰۰۰ ورق فولادی پوشش‌داده‌شده با انامل تولید میکند، بیش از ۳۰,۰۰۰ پروژه نصب‌شده را تکمیل کرده و مخازن خود را به بیش از ۱۰۰ کشور عرضه میکند. پایگاه تولید جدید به مساحت ۱۵۰,۰۰۰ مترمربع برای افزایش ظرفیت تولید اضافه شده است و مخازن تک‌واحدی تا ظرفیت ۶۰,۰۰۰ مترمکعب عرضه می‌شوند. تولید تحت استانداردهای ISO 9001 و ISO 45001 انجام میشود، با گواهینامه‌های محصول شامل NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI و EUROCODE، و طراحی با ارجاع به AWWA D103-09، AWWA C550 و NFPA در مواردی که کاربرد آن را ایجاب کند.
برای خدمات معدن‌کاری، این شامل پوششهای داخلی مینا و اپوکسی فوق، ورودی چیدمان و فونداسیون برای زمین مجاور باطله، پانل‌هایی که به صورت تخت ارسال می‌شوند و با یک تیم کوچک مونتاژ می‌شوند، و نظارت تا اولین پرکردن است.
سوالات متداول
س۱: آیا یک مخزن می‌تواند هم آب فرآیند و هم کنترل گرد و غبار را تأمین کند؟
پ۱: معمولاً خیر. آب گرد و غبار اغلب بازیابی شده یا شور است و در فصل خشک به اوج می‌رسد، در حالی که آب فرآیند باید تمیز باشد و از برنامه آسیاب پیروی کند. جداسازی این وظایف از هر دو محافظت میکند و مسیر پمپ مشترک است.
س۲: حجم کنترل گرد و غبار چگونه محاسبه میشود؟
پ۲: از مساحت جاده حمل، نرخ آب در هر عبور، تعداد عبور در هر شیفت و تلفات تبخیر در فصل اوج، ضرب در ساعات خودمختار مورد نیاز، با حاشیه فصل خشک در صورت عدم دسترسی به آب جبرانی.
س۳: آیا زهکشی اسیدی معدن به اندازه‌ای خورنده است که استفاده از لعاب را توجیه کند؟
پ۳: اغلب بله. pH پایین همراه با رسوبات سولفات و آهن، به‌علاوه کلرید در جایی که از آب دریا استفاده میشود، به سرعت به فولاد لخت و پوششهای اعمال‌شده حمله میکند. لعاب ذوبشده از pH ۱ تا ۱۴ بیاثر است و قبل از حمل به ازای هر پنل تست جرقه انجام میشود.
س۴: آیا مخزن را می‌توان نزدیک تأسیسات باطله قرار داد؟
پ۴: می‌توان، اما باید خارج از منطقه تأثیر خاکریز ته‌نشینی قرار گیرد. رفتار نشست را با ورودی ژئوتکنیکی بررسی کنید و قبل از نصب اولین پنل، فونداسیون را نقشه‌برداری کنید.
س۵: چرا مخازن پیچ‌ومهره‌ای برای معادن دورافتاده مناسب هستند؟
پ۵: زیرا پنل‌ها به صورت تخت حمل می‌شوند، بدون جوشکاری در محل مونتاژ می‌شوند و می‌توان آن‌ها را با یک تیم کوچک برپا کرد، و یک پنل آسیب‌دیده بعدی را می‌توان باز کرد و تعویض کرد به جای اینکه در محل تعمیر شود.
Q6: چه نگهداری‌ای مخزن آب معدن را سرپا نگه می‌دارد؟
A6: شست‌وشوی رسوب ته‌نشین‌شده و بازگرداندن آن به فرآیند، بررسی ابزار اندازه‌گیری سطح در برابر عمق اندازه‌گیری‌شده، و هدایت سرریز و هواکش به دور از بدنه تا پایه دچار خوردگی نشود.
مخازن آب معدن سه مسئله ذخیره‌سازی هستند که یک سایت را به اشتراک می‌گذارند، و ارزان‌ترین اشتباه ادغام آن‌ها در یک مخزن واحد است که هیچ‌یک از وظایف را برآورده نمی‌کند. هر یک را بر اساس اوج مصرف خودش اندازه‌گیری کنید، مخازن زهکشی را دور از سکوی ته‌نشینی باطله قرار دهید، و داخلی را انتخاب کنید که در برابر اسید، سولفات و کلرید دوام بیاورد نه اینکه رفتار آب شیرین را فرض کنید. پوسته مینای ذوبشده کارخانه‌ای با آزمایش مستند هر پنل و مسیر تعویض پنل پیچ‌ومهره‌ای، قوی‌ترین پاسخ در یک سایت دورافتاده است که در آن تیم‌های خدمات ماهها از هم فاصله دارند.
با یک مهندس صحبت کنید
مصرف آب فرآیند و کنترل گرد و غبار خود را همراه با نقاط اوج، زهکشی مورد انتظار و شیمی آب اسیدی با pH و کلرید، محدودیت‌های مکان‌یابی باطله یا پرکننده، عمق یخبندان و داده‌های اقلیمی، و دسترسی سایت و در دسترس بودن خدمه را برای ما ارسال کنید. شما یک توصیه تقسیم وظایف، یک محاسبه ابعاد، یک گزینه داخلی و بسته کامل نقشه‌ها و گواهینامه‌ها دریافت خواهید کرد.
واتس‌اپ