Bồn chứa nước trong khai thác mỏ để kiểm soát bụi trong quy trình và thoát nước
Tạo vào 02.06
Bể chứa nước trong khai thác mỏ để kiểm soát bụi quy trình và thoát nước
Bể chứa nước khai thác đảm nhận ba nhiệm vụ khá khác nhau: nước công nghệ cho nhà máy, nguồn cấp nước chống bụi cho đường vận chuyển, và nước thoát thu gom cùng nước mỏ axit trước khi xử lý. Mỗi loại có logic dung tích riêng, và không nên dùng chung một bể trừ khi các nhiệm vụ về cơ bản tương thích với nhau. Các yếu tố ăn mòn chi phối là nước thoát mỏ axit, clorua và sunfat trong nước, và bất kỳ nước biển nào được sử dụng để chống bụi. Bể thép phủ men nung chảy với lớp men nội thất nung chảy tại nhà máy là giải pháp vững chắc trong phạm vi pH và hóa học đó, với nền móng và vị trí đặt bể là hai hạng mục thiết kế thường bị để lại muộn nhất.
Một mỏ tiêu thụ một lượng nước khổng lồ và chỉ hoàn trả lại rất ít, và những bồn chứa phần chênh lệch đó nằm ở khu vực kém hào nhoáng nhất của mỏ: bên cạnh máy nghiền, ở đỉnh đường vận chuyển, trên bãi thải quặng đuôi, hoặc trong một hố gom mà không ai muốn đi xuống. Chúng được tính toán kích thước một lần, đặt một lần, và được kỳ vọng sẽ hoạt động suốt vòng đời của mỏ, vốn có thể bao gồm cả việc thay đổi thân quặng. Câu hỏi kỹ thuật không phải là liệu có thể xây dựng một bồn chứa hay không, mà là liệu bồn chứa đó có chịu được nước axit, chất cặn mài mòn cuốn theo, sự dịch chuyển của nền đất đóng băng và mười lăm năm nằm bên cạnh một cơ sở thải quặng đuôi đang lún và dịch chuyển suốt thời gian đó hay không.
Ba nhiệm vụ và lý do chúng hiếm khi dùng chung một bể
Nước công nghệ, kiểm soát bụi và thoát nước có các đỉnh khác nhau và tính chất hóa học khác nhau. Nước công nghệ cho nhà máy chế biến khoáng sản tuân theo lịch trình của máy nghiền và được định cỡ dựa trên lưu lượng quặng lớn nhất cộng với việc thu hồi nước từ bể lắng; nó cần nước sạch, hàm lượng clorua thấp và một bể có thể xả nhanh. Kiểm soát bụi tuân theo tuyến đường vận chuyển và khí hậu, đạt đỉnh vào những ngày khô nhất, nhiều gió nhất, bận rộn nhất trong năm, và thường sử dụng nước tái chế hoặc nước mặn, loại nước này có tính ăn mòn cao hơn nhiều so với nước bổ sung tươi. Thoát nước và nước mỏ axit có tính oxy hóa, pH thấp và chứa nhiều sắt và sunfat, và nó cần được chứa đựng thay vì làm sạch. Đặt cả ba loại vào một bể duy nhất có nghĩa là một nhiệm vụ sẽ thỏa hiệp với hai nhiệm vụ còn lại, vì vậy giải pháp thông thường là các bể riêng biệt với một máy bơm và hành lang đường ống chung.
Định cỡ từng nhiệm vụ một cách trung thực
Kiểm soát bụi là hạng mục bị tính thiếu công suất. Nó được tính từ chiều dài đường vận chuyển, lượng nước trên mỗi mét vuông đường mỗi lượt, số lượt mỗi ca và tổn thất bay hơi vào mùa cao điểm, sau đó nhân với số giờ tự chủ yêu cầu. Một mỏ dự kiến trải qua mùa khô mà không cần bổ sung nước cần toàn bộ thể tích theo mùa có sẵn tại chỗ, chứ không phải lượng cung cấp cho một ngày. Nước công nghệ được tính toán từ cân bằng khối lượng của nhà máy: nước thuốc thử, nước tuyển nổi và nước tràn máy làm đặc, trừ đi lượng nước nhà máy hoàn lưu, cộng thêm biên dự phòng cho trường hợp nhà máy dừng hoạt động. Dung tích lưu trữ thoát nước tuân theo trận bão đỉnh và diện tích thu gom tối đa, đồng thời phải chứa được thể tích nước đến trong khi nhà máy xử lý ngừng hoạt động, mà tại một địa điểm ẩm ướt, đây có thể là thành phần chiếm ưu thế.
Hóa học, mài mòn và quyết định về lớp lót bên trong
Nước thải mỏ axit tạo nên trường hợp ăn mòn và nó không hề nhẹ. Ăn mòn điểm từ pH thấp cộng với sunfat, cặn sắt tạo ra ăn mòn dưới cặn, và clorua ở bất cứ nơi nào gần bờ biển hoặc sử dụng nước biển để giảm bụi đều tấn công thép và hầu hết các lớp lót hữu cơ. Thép cacbon trần mỏng đi tại đường mực nước và dưới cặn sắt; một lớp phủ được áp dụng mà chưa bao giờ được xử lý bề mặt sẽ hỏng thành từng mảng; thép mạ kẽm không phù hợp cho dịch vụ axit hoặc clorua. Câu trả lời mạnh mẽ là một bồn thép nung chảy thủy tinh: lớp men từ 0,25 đến 0,45 mm được nung chảy vào tấm panel ở 820 đến 930 °C, được đánh giá trên 3.450 N/cm², trơ trong khoảng pH 1 đến 14, và được hoàn thiện ở Ra dưới 0,8 µm để kết tủa sắt giải phóng thay vì tích tụ thành một lớp vỏ cứng trên thành. Mỗi tấm panel đều được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC trước khi giao hàng, điều này rất quan trọng tại một địa điểm xa xôi nơi đội sửa chữa lớp lót phải mất hàng tháng mới đến.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị điển hình / Phạm vi | Ghi chú |
Nhiệt độ nung men | 820–930 °C | Nhà máy nung chảy vào tấm thép |
Độ dày lớp men | 0,25–0,45 mm | Bên trong trơ, pH 1–14 |
Độ bền lớp men | ≥ 3.450 N/cm² | Khả năng chống uốn và chống va đập |
Độ nhám bề mặt | Ra < 0,8 µm | Giải phóng cặn lắng, dễ xả rửa |
Điện áp thử tia lửa | 1500 V DC | Mỗi tấm, trước khi giao hàng |
Độ dày màng epoxy FBE | 180–280 µm | AWWA C550, nước có tính ăn mòn nhẹ |
Cấp độ bulông | 8.8 | Mô-men xoắn được ghi lại trong quá trình lắp ráp |
Tuổi thọ thiết kế | ≥ 30 năm | Với hệ thống nội thất được chỉ định |
Vị trí, nền móng và chuyển động mặt đất
Vị trí đặt bồn chứa quan trọng không kém gì những gì bạn xây dựng. Một bồn chứa đặt trên hoặc gần cơ sở lưu trữ quặng đuôi nằm trên nền đất đang tích cực lún xuống, vì vậy móng phải được đặt ngoài vùng ảnh hưởng, và bất kỳ bồn chứa nào trên nền đắp kỹ thuật đều cần kiểm soát độ lún chênh lệch giữa hai phía đối diện trước khi lắp đặt một tấm panel nào. Sương giá là một yếu tố đầu vào trong thiết kế ở vùng khí hậu lạnh, cả đối với nền đất dưới bồn chứa lẫn đối với đường ống xả và đường ống nạp, những đường này cần được gia nhiệt hoặc chôn ngầm. Một địa điểm xa xôi đưa yếu tố hậu cần vào đặc tả kỹ thuật: các tấm panel được vận chuyển dạng phẳng và lắp ghép bằng bu-lông với một đội nhỏ và không cần hàn tại hiện trường là một lợi thế thực sự khi xưởng chế tạo gần nhất cách xa cả một châu lục, và vỏ bồn lắp ghép bằng bu-lông cũng có nghĩa là một tấm panel bị hư hỏng có thể được thay thế tại địa phương nhiều năm sau đó.
Thực hành vận hành kéo dài tuổi thọ
Ba thói quen quyết định việc bồn chứa còn được sử dụng hay không ở năm thứ mười lăm. Xả cặn lắng trở lại quy trình hoặc hệ thống lắng thay vì để một lớp sắt và thạch cao cứng lại trên sàn, vì lớp cứng đó vừa là lớp dưới ăn mòn vừa làm mất thể tích khả dụng. Giữ cho thiết bị đo mức luôn chính xác bằng cách đối chiếu với độ sâu đo thực tế, vì một bồn chứa bụi đang trống mà lại hiển thị đầy đồng nghĩa với việc dừng sản xuất. Và bố trí lỗ thông hơi cùng đường tràn một cách hợp lý, vì một bồn thoát nước bị tràn lên chính vỏ của nó sẽ tạo ra một lớp ố và ăn mòn vĩnh viễn ở phần đáy. Lắp đặt một cảnh báo mức cao để ngắt hệ thống thu gom phía thượng nguồn thay vì chỉ dựa vào khoảng trống an toàn.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Địa điểm | Sản phẩm | Công suất | Phạm vi |
Lưu trữ nước thải hóa chất | Chiết Giang, Trung Quốc | Bể GFS | 11.613 m³ | cung cấp + giám sát |
Bể thép hàn | Hà Nam, Trung Quốc | Bể thép hàn | 4.691 m³ | cung cấp + hướng dẫn lắp đặt |
Lưu trữ nước đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp + giám sát |
Năng lực kỹ thuật của Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) đã thiết kế và chế tạo bồn chứa lắp ghép bằng bu lông từ năm 2008. Là nhà sản xuất bồn thép tráng men nung chảy (GFS) đầu tiên tại Trung Quốc, công ty sở hữu gần 200 bằng sáng chế liên quan đến men, sản xuất khoảng 300.000 tấm thép phủ men mỗi năm, đã hoàn thành hơn 30.000 dự án lắp đặt và cung cấp bồn chứa cho hơn 100 quốc gia. Cơ sở sản xuất mới rộng 150.000 m² được bổ sung nhằm nâng cao năng lực sản xuất, và các bồn đơn lẻ được cung cấp với dung tích lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất được vận hành theo ISO 9001 và ISO 45001, với chứng nhận sản phẩm bao gồm NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI và EUROCODE, và thiết kế tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với dịch vụ khai thác, phạm vi này bao gồm lớp men và epoxy bên trong nêu trên, đầu vào về vị trí phác thảo và nền móng cho khu đất tiếp giáp bãi quặng đuôi, các tấm được vận chuyển dạng phẳng và lắp ráp với một đội nhỏ, cùng việc giám sát trong lần đổ đầy đầu tiên.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Một bồn có thể phục vụ cả nước công nghệ và nước dập bụi không?
A1: Thường là không. Nước dập bụi thường được thu hồi hoặc nhiễm mặn và đạt đỉnh vào mùa khô, trong khi nước công nghệ phải sạch và tuân theo lịch trình của nhà máy. Việc tách riêng các nhiệm vụ sẽ bảo vệ cả hai, và hành lang bơm được chia sẻ.
Q2: Thể tích nước dập bụi được tính như thế nào?
A2: Từ diện tích đường vận chuyển, lưu lượng nước mỗi lượt, số lượt mỗi ca và tổn thất bay hơi vào mùa cao điểm, nhân với số giờ tự động yêu cầu, kèm biên an toàn cho mùa khô nếu không có nguồn bổ sung.
Câu hỏi 3: Nước thải mỏ axit có đủ tính ăn mòn để cần đến men tráng không?
Trả lời 3: Thường là có. Độ pH thấp cùng với cặn sunfat và sắt, cộng thêm clorua ở những nơi sử dụng nước biển, sẽ tấn công thép trần và các lớp phủ nhanh chóng. Men nung chảy là trơ trong khoảng pH từ 1 đến 14 và được kiểm tra bằng tia lửa điện trên từng tấm trước khi giao hàng.
Câu hỏi 4: Có thể đặt bồn chứa gần khu vực bãi thải không?
Trả lời 4: Có thể, nhưng nên đặt ngoài vùng ảnh hưởng của đê lắng. Kiểm tra đặc tính lún bằng dữ liệu địa kỹ thuật và khảo sát nền móng trước khi lắp tấm đầu tiên.
Câu hỏi 5: Tại sao bồn chứa bulông phù hợp với các mỏ ở vùng xa?
Trả lời 5: Vì các tấm được vận chuyển dạng phẳng, lắp ráp không cần hàn tại hiện trường và có thể được dựng bởi một nhóm nhỏ, và một tấm bị hỏng sau này có thể được tháo bulông và thay thế thay vì sửa chữa tại chỗ.
Câu hỏi 6: Bảo trì nào giúp bể chứa nước mỏ duy trì hoạt động?
Trả lời 6: Xả cặn lắng trở lại quy trình, kiểm tra thiết bị đo mức so với độ sâu đo được, và giữ đường tràn và lỗ thông hơi cách xa vỏ bể để đáy không bị ăn mòn.
Bể chứa nước khai thác là ba bài toán lưu trữ chia sẻ cùng một địa điểm, và sai lầm tốn kém nhất là gộp chúng vào một bồn duy nhất không đáp ứng được nhiệm vụ nào. Hãy tính kích thước từng bể theo đỉnh riêng của nó, đặt các bể thoát nước cách xa bãi lắng quặng, và chọn loại vật liệu bên trong chịu được axit, sunfat và clorua thay vì giả định hành vi như nước ngọt. Vỏ tráng men nung liền khối của nhà máy với hồ sơ kiểm tra từng tấm và lộ trình thay thế tấm bằng bu-lông là giải pháp vững chắc nhất tại một địa điểm xa xôi nơi đội ngũ bảo trì cách nhau hàng tháng trời.
Liên hệ với kỹ sư
Hãy gửi cho chúng tôi mức tiêu thụ nước công nghệ và nước giảm bụi kèm theo các giá trị đỉnh, lưu lượng thoát nước dự kiến và thành phần hóa học nước axit với pH và clorua, các ràng buộc về vị trí bãi quặng đuôi hoặc vật liệu đắp, độ sâu đóng băng và dữ liệu khí hậu, cùng khả năng tiếp cận và nguồn nhân lực của công trường. Bạn sẽ nhận được khuyến nghị phân chia nhiệm vụ, tính toán kích thước, tùy chọn nội thất và bộ hồ sơ bản vẽ cùng chứng nhận đầy đủ.
WhatsApp