Мексиканское горнодобывающее предприятие оптимизирует работу с помощью шести декантеров

Крупному горнодобывающему предприятию в Мексике потребовалось усовершенствовать процесс регенерации технологической воды для подачи переработанной воды в контур флотации для разделения и извлечения сырья.

Для получения крайне необходимых полезных ископаемых по всему миру разрабатываются месторождения руд. Увеличение популяции, развитие новых технологий и стремление защитить наш климат вынуждают рудники добывать больше полезных ископаемых, чтобы обеспечить современный мир. В процессах добычи полезных ископаемых воду используют в качестве среды для смешивания, выщелачивания, транспортировки или преобразования полезных ископаемых из руды. Во всем мире вода является одним из самых ценных ресурсов, и горнодобывающая промышленность ответственно относится к повторному использованию и восстановлению воды до ее естественного состояния. 

Предыстория

Это крупное горнодобывающее предприятие является мировым лидером по добыче фторсодержащих продуктов, которые играют ключевую роль в улучшении повседневной жизни в самых разных областях применения, включая строительство, производство аккумуляторов, полимеров, хладагентов, медицинских приборов, активных фармацевтических ингредиентов и т. д.

Предприятие предлагает решения для различных рынков, используя широкий спектр продукции — металлургический и кислотный сорта плавикового шпата, ангидрит, трифторид алюминия, хладагенты, медицинские пропелленты, накопители энергии и технические пропелленты. Эти продукты подходят для различных областей применения, включая медицинское обслуживание, коммерческое охлаждение, автомобилестроение, строительство и коммунальное хозяйство.

Являясь крупнейшим производителем плавикового шпата в мире, на долю которого приходится более 20 % мировых поставок, а также около 10 % мировых поставок фтористоводородной кислоты, предприятие поставляет свою продукцию в производственные центры Мексики, Великобритании, США и Японии. Концепция «от месторождения до рынка» обеспечивает надежную цепочку поставок для клиентов в широком спектре областей применения и отраслей.

Задача

Мексиканская горнодобывающая компания не смогла добиться требуемых производственных показателей, используя обычные сгустители и гидроциклоны. Предприятие добывает продукт в месте с очень ограниченным количеством воды, необходимой для их технологических процессов. Самый разумный способ решить эту задачу — использовать воду повторно. Однако в этом процессе использовалось большая площадь прудов-отстойников. За 25 лет в водяном контуре накопилось огромное количество очень мелкого сырья, которое плохо оседало естественным путем. 

Решение было необходимо отчасти потому, что предприятие несло огромные расходы (1 млн долларов США в месяц) на покупку воды. Эта вода дополняла технологический процесс и позволяла продолжать производство, но в конце концов запасы отстоянной воды стали заканчиваться. Ценный продукт обрабатывался различными способами. Скорость осаждения твердых частиц с помощью гравитационных сгустителей и гидроциклонов была неприемлемой и нестабильной. В целом, доля сырья, более крупные и плотные фракции, оседала с приемлемой скоростью, но скорость оседания мелких фракций допускала их выход из системы в виде суспензии. В результате этого со временем образовались огромные объемы воды, которые нельзя было повторно использовать или сбрасывать. Требовалось решение, способное облегчить извлечение быстро оседающих частиц и улавливать мелкие частицы за один проход с высокой пропускной способностью, что-то уникальное и технически ориентированное, с продуманными возможностями настройки, но при этом с прочной конструкцией и улучшенной защитой от износа, способной выдержать суровые реалии горнодобывающей промышленности. 

Решение

Для решения этой проблемы горнодобывающее предприятие обратилось к компании Flottweg. И предприятие, и команда Flottweg на протяжении всего процесса тщательно отбирали пробы, которые отправлялись в лаборатории Flottweg в Германии для детального анализа. Инженеры-технологи изучили уникальные потребности предприятия, параметры установки и технологического процесса и рассчитали ряд ожидаемых результатов для различных условий. 

В результате совместных усилий инженерной группы предприятия и компании Flottweg на предприятии в Мексике была установлена полноразмерная декантерная центрифуга Z92. Под контролем высококвалифицированных технических специалистов Flottweg, параллельно работавших на объекте и в Германии, горнодобывающее предприятие смогло достичь высочайшего уровня эффективности и производительности. Компания Flottweg поставила компактную центрифугу для непрерывной и эффективной регенерации ценной технологической воды и снижения содержания твердых частиц. С тех пор к ним добавилось еще несколько машин, расширяющих возможности регенерации воды. После успешного пилотного периода в 2019 году испытательное оборудование Flottweg (модель Z92) было преобразовано в стационарную установку. 

В процессе переоборудования были разработаны планы, предусматривающие полномасштабную установку шести (6) декантеров, что облегчит переработку всего хвостового потока предприятия. Годом позже были дополнительно установлены и введены в эксплуатацию две машины, а в следующем году были введены в эксплуатацию еще три машины: в общей сложности шесть декантеров, которые эффективно работают в настоящее время.

Целей было три: 

• Извлечь как можно больше воды для повторного использования.
• Сократить общий объем мелкозернистого сырья, поступающего с водой для повторного использования.
• Удалить твердые частицы, образовавшиеся в результате горнодобывающих работ. В объем этих работ входит подземная добыча породы, которая поднимается на поверхность и затем измельчается в очень мелкое сырье. Затем это сырье помещается в резервуар со специальным дубильным веществом, обеспечивающим всплытие ценного продукта. При этом остаются остатки другого минерального сырья, которые называют хвостами.

Принцип работы технологии

Вращающие силы, развиваемые в декантере, ускоряют гравитационные силы, действующие на жидкости, проходящие через устройство. Приложенная сила может повысить скорость оседания в сотни и тысячи раз по сравнению со статическими условиями. 
Модульная конструкция этой декантерной центрифуги обеспечивает возможность регулировки для оптимизации всех задач по разделению. Декантеры Flottweg, используемые для восстановления шахтной воды, допускают множество настроек, которые помогают точно регулировать результаты по мере необходимости. К ним относятся регулировка числа оборотов барабана в широком диапазоне, определяющая прилагаемую силу разделения, изменение скорости вращения шнека для транспортировки твердых частиц, обеспечивающее их максимальное перемещение, и механически регулируемые сливные окна для установки внутреннего уровня жидкости в машине. 
 

Эти три функции помогают адаптировать результаты эксплуатации. Число оборотов барабана и шнека можно настроить с помощью встроенной системы автоматизации в соответствии с изменениями в подаваемом сырье, что позволяет машине неизменно обеспечивать стандартизированный результат. Другие специальные декантеры могут быть оснащены регулируемым диском разделения фаз. Обычно осветленная жидкость вытекает из декантера без давления в соответствующую сборную камеру. Вместе с тем при необходимости осветленную жидкость можно выводить через импеллер. Жидкость выводится из закрытой системы в виде потока низкого давления.  Этот вариант обеспечивает возможность регулировки уровня жидкости в режиме реального времени без изменения высоты сливных окон, что позволяет оптимизировать работу в плане мощности разделения.  Усовершенствованная версия оснащена электронным устройством позиционирования диска разделения фаз для установки регулируемого диска разделения фаз. 
 

Результаты

Месторождение в Мексике занимает площадь более 1000 акров и является крупнейшим подземным месторождением плавикового шпата в мире. Большая часть сырья поступает из подземных крупных месторождений полезных ископаемых. После установки декантеров эксплуатационные расходы и расходы на воду значительно снизились. Использование этого оборудования позволило снизить затраты как минимум на треть, а дополнительные решения Flottweg позволят еще больше сократить эти затраты. 

В компании утверждают, что машины работают именно так, как было обещано, а результаты оказываются все более заметными. Их цель заключается в постоянном повышении качества восстанавливаемой воды и совершенствовании процесса извлечения некондиционной воды из загрязненных резервуаров. Предприятие решило вложить значительное количество времени и ресурсов в оптимизацию водного хозяйства. «Компания Flottweg предложила нам технологии, которые сразу показались нам очень хорошими. Несмотря на наш скептицизм, они показали хорошие результаты, и я думаю, что важнейшим фактором принятия решения о покупке стала помощь Flottweg в оптимизации как работы центрифуги, так и связанных с ней процессов», — сказал представитель предприятия. «Ключом к успеху стало предложение компании Flottweg предоставить нам в аренду их оборудование, что позволило нам ознакомиться с его эксплуатацией и техническим обслуживанием, и убедиться в простоте использования оборудования, а также в положительном эффекте от его внедрения в нашу систему. Таким образом, успех этой работы состоял не только в технической стороне вопроса, но и, в частности, в сервисной. Ключевым компонентом стало предложение Flottweg провести пробные испытания оборудования на месте. Думаю, это было самым важным. А действительно важное тесное взаимодействие помогло нам добиться результатов, которые намного превзошли наши ожидания».

Автор:

Терри Остром (Terry Ostrom) — менеджер отдела горнодобывающей промышленности в компании Flottweg Separation Technology, Inc. Он обладает обширным опытом работы с технологическим оборудованием, включая насосы, системы реагентов и центрифуги. Благодаря этому, а также опыту в области проектирования технологических процессов в горнодобывающей промышленности, он отлично справляется с поддержкой этой отрасли.