כיצד לבחור מערכות חמצן PSA עבור אתרי כרייה מרוחקים

מָבוֹא

פרויקטים רבים של כריית זהב, נחושת, עופרת-אבץ, ליתיום ואדמה נדירה פועלים הרחק ממרכזי ייצור גז תעשייתי. במקומות אלה, לעתים קרובות נדרש חמצן לתהליכים מתכתיים, מעגלי שטיפת ציאניד, מערכות לטיפול בשפכים, פעולות תומכות התכה ומתקני חירום.

בניגוד למכרות הממוקמים בסמוך לאזורי תעשייה, אתרי כרייה מרוחקים מתמודדים עם אתגרים נוספים בעת הוצאת חמצן. נתיבי תחבורה ארוכים, תשתיות מוגבלות, גישה עונתית לכבישים ועלויות לוגיסטיות גבוהות יכולים להשפיע באופן משמעותי על אמינות אספקת החמצן ועל הוצאות התפעול.

מסיבה זו, מפעילי כרייה רבים מחליפים חמצן שנמסר במערכות-ליצירת חמצן באתר המבוססות על טכנולוגיית Pressure Swing Adsorption (PSA).

עם זאת, בחירת מפעל חמצן PSA עבור מכרה מרוחק דורשת יותר מאשר בחירת כושר ייצור. על המהנדסים להעריך את הביקוש לתהליך, תנאי האתר, זמינות החשמל, החשיפה הסביבתית, דרישות ההרחבה, יכולת התחזוקה ושיטת הפריסה לפני בחירת ציוד.

מאמר זה מסביר את הגורמים ההנדסיים העיקריים המעורבים בבחירת מערכת חמצן PSA עבור פרויקטי כרייה מרוחקים.

1. הגדר את דרישת צריכת החמצן בפועל

התחל עם תהליך ביקוש חמצן

השלב הראשון הוא חישוב צריכת החמצן ברמת התהליך.
יישומי כרייה הדורשים חמצן עשויים לכלול:
· שחזור זהב CIL
· שחזור זהב CIP
· כורי חמצון
· מערכות הזנה לייצור אוזון
· טיפול בשפכים
· פעולות תמיכה בהתכה
· מערכות חירום תת קרקעיות
כל תהליך צורך חמצן בצורה שונה.

לדוגמה, מפעל לעיבוד זהב עשוי להזריק חמצן ל:
· מיכלי טרום-שטיפה
· מיכלי שטיפה
· צינורות סלורי
זרימת החמצן הנדרשת תלויה ב:
· תפוקת עפרות
· צפיפות תרחיץ
· ריכוז ציאניד
· יעד רמת חמצן מומס
בחירת ציוד מבלי לקבוע את הביקוש בפועל לתהליך גורמת לעתים קרובות לגדלים או לקטנים.

חשב את שיא הביקוש במקום הביקוש הממוצע

פעולות כרייה כמעט ואינן צורכות חמצן בקצב קבוע. מהנדסים צריכים להעריך:
· דרישת חמצן ממוצעת
· דרישה מקסימלית לחמצן
· ביקוש להרחבה עתידית

לדוגמה: מכרה שצורך חמצן ממוצע של 300 Nm³/h עלול לחוות צריכת שיא העולה על 450 Nm³/h במהלך הגדלת תפוקה או מסעות פרסום לאופטימיזציה של ייצור. גודל המערכת צריך להתאים לשיאים תפעוליים ולא לתנאים ממוצעים בלבד.

2. קבע את טוהר החמצן הנדרש

לתהליכי כרייה שונים יש דרישות טוהר שונות

לא כל יישום כרייה דורש טוהר חמצן זהה. מערכות חמצן טיפוסיות של PSA מייצרות 90%, 93% או 95% טוהר חמצן.

עבור פעולות שטיפת זהב רבות, ריכוז החמצן בטווח זה מספיק כדי להגביר את רמות החמצן המומס בתרחיץ. הטוהר שנבחר צריך להיות מבוסס על:
· עיצוב תהליכים
· בדיקות מתכות
· יעילות העברת חמצן
· יעדי התאוששות
טוהר גבוה יותר דורש בדרך כלל כושר ייצור נמוך יותר מאותה מערכת PSA. מהנדסים חייבים להעריך את דרישות הטוהר והזרימה בו זמנית.

3. הערכת מיקום האתר והתנאים הלוגיסטיים

נתיבי תחבורה משפיעים על בחירת המערכת

מכרות מרוחקים חווים לעתים קרובות מגבלות לוגיסטיות. דוגמאות כוללות: מחנות כרייה מדבריים, פעולות הרים, פרויקטים של חקר ארקטי ומתקני כריית איים. תנאי ההובלה משפיעים על ממדי הציוד, שיטות האספקה ​​ואסטרטגיית ההתקנה. לפני בחירת מפעל PSA, צוותי הפרויקט צריכים להעריך מגבלות רוחב כביש, מגבלות עומס גשרים, מתקני נמל וזמינות עגורנים. גורמים אלה משפיעים על תצורת הציוד ותכנון המשלוח.

הערכת נגישות עונתית

חלק מהמכרות מאבדים גישה לכביש בעונות שלג, תקופות מונסון או תנאי שיטפונות. אם הגישה לתחזוקה הופכת קשה במהלך חלק מהשנה, יתירות המערכת עשויה להיות חשובה יותר מעלות הון מינימלית. במצבים אלה, המהנדסים מרבים לציין מדחסי גיבוי, קיבולת אחסון נוספת, ערכות שסתומים רזרביות ומכשור מיותר כדי להפחית את הסיכון התפעולי.

4. שקול פריסה מכולות

מדוע מערכות מכולות נפוצות במכרות מרוחקים

אתרים מרוחקים לרוב חסרים תשתית בשלבי הפרויקט המוקדמים. בניית בניין קונבנציונלי לייצור חמצן עשויה לדרוש יסודות בטון, פלדה מבנית, מערכות קירוי וחדרי חשמל. דרישות אלו מגדילות את מורכבות הבנייה.

פתרון גז מיכל של NEWTEK משלב ציוד לייצור חמצן בתוך מיכל ISO לפני המשלוח. הציוד כולל בדרך כלל: מדחס אוויר, מקלט אוויר, מייבש אוויר, חבילת סינון, מחולל חמצן PSA ומערכת בקרת PLC. המכולה משמשת כמארז הציוד, מסגרת ההובלה ומבנה ההגנה מפני מזג האוויר.

דרישות התקנה:רוב המערכות המכולות דורשות: 1. תשתית בטון, 2. חיבור לחשמל, 3. חיבור צינור חמצן ו-4. הפעלה. בהשוואה לבניית מפעל מסורתית, נדרשות פחות פעילויות הרכבה בשטח. זה יכול להיות חשוב במיוחד בסביבות כרייה מרוחקות שבהן משאבי הבנייה מוגבלים.

5. הערכת תנאים סביבתיים

אזורי כרייה בטמפרטורה גבוהה:פרויקטים של כרייה בסביבות מדבריות חווים לרוב טמפרטורות סביבה מעל 40 מעלות, הצטברות אבק וחשיפה לחום השמש. טמפרטורות גבוהות משפיעות על קירור המדחס, יעילות המייבש וחיי הרכיבים החשמליים. יש לבחור ציוד עם יכולת קירור ועיצוב אוורור מתאים.

פעולות כרייה באקלים קר:פרויקטים של כרייה באזורים צפוניים עלולים לחוות טמפרטורות מתחת- לאפס, הצטברות שלג וסיכונים של עיבוי קפוא. מערכות טיפול באוויר חייבות להגן על שסתומי ניקוז, צינורות מכשירים ומעגלי קירור מדחס מפני תנאי הקפאה.

אתרי כרייה בחופים:מתקני כרייה ליד נמלים עשויים לחוות תרסיס מלח, לחות ואווירה קורוזיבית. תנאים אלה עשויים לדרוש צינורות נירוסטה, ציפויים עמידים- בפני קורוזיה ומחברים בדרגה ימית- כדי להפחית את השפלה של הציוד-לטווח ארוך.

6. הערכת תשתיות חשמל ותחזוקה

זמינות חשמל משפיעה ישירות על עיצוב המערכת

מפעלי חמצן PSA מסתמכים בעיקר על מדחסי אוויר, מערכות בקרה וציוד לטיפול באוויר. דרישות החשמל גדלות עם יכולת ייצור החמצן. מהנדסים צריכים להעריך את זמינות החשמל של השירות, קיבולת הגנרטור, יציבות המתח והתנאים הרמוניים לפני בחירת ציוד.

מחולל-מחנות כרייה מופעלים:פרויקטים רבים של חיפושים מסתמכים על גנרטורים דיזל. במקרים אלה, תכנון מפעל החמצן צריך לשקול את העמסת הגנרטור, זרם האתחול וצריכת הדלק כדי להבטיח תאימות עם תשתית החשמל הזמינה.

7. הערכת יכולת תחזוקה ורכיבים קריטיים

למכרות מרוחקים יש לעתים קרובות תמיכה טכנית מוגבלת. צוותי תחזוקה באתרים מרוחקים עשויים שלא לכלול מומחי PSA. לכן בחירת הציוד צריכה לשקול את זמינות חלקי החילוף, נגישות אבחון ותקינה של מכשירים. מערכות המשתמשות ברכיבים תעשייתיים נפוצים יכולות לפשט את תכנון התחזוקה. רכיבים קריטיים הדורשים בדיקה שגרתית כוללים:

8. תוכנית להתרחבות עתידית ויתרונות NEWTEK

תפוקת כרייה משתנה לעתים קרובות:פרויקטי כרייה מגדילים לעתים קרובות את יכולת העיבוד לאחר ביצוע ההזמנה. דוגמאות כוללות: הרחבות טחנות, מיכלי שטיפה נוספים ותפוקת עפרות מוגברת. אם הביקוש לחמצן צפוי לגדול, על המהנדסים להעריך אפשרויות הרחבה בשלב התכנון הראשוני.

עיצובי PSA מודולריים מפשטים את ההרחבה:מפעלי חמצן רבים של NEWTEK PSA משתמשים בארכיטקטורה מודולרית. הרחבה עשויה להיות כרוכה ב: מגדלי ספיחה נוספים, כלי אחסון גדולים יותר וקיבולת מדחס נוספת. גישה זו יכולה להגביר את ייצור החמצן מבלי להחליף את המערכת כולה.

מדוע מכרות מרוחקים רבים בוחרים בצמחי חמצן מיכלים של NEWTEK:מפעל חמצן מיכל של NEWTEK GROUP משלב ציוד לייצור חמצן, מערכות טיפול באוויר, כלי אחסון ובקרה אוטומטית בתוך מארז נייד. עבור פרויקטים של כרייה מרחוק, תצורה זו מציעה מספר יתרונות מעשיים:
· צמצום דרישות הרכבה בשטח
· תכנון תחבורה פשוט
· הגנה מפני חשיפה לאבק ומזג אוויר
· אפשרויות הרחבת קיבולת מודולרית
· אינטגרציה עם מערכות הזרקת חמצן CIL ו-CIP
מכיוון שהחמצן נוצר ישירות מאוויר הסביבה, מוקשים יכולים להפחית את התלות באספקה ​​חוזרת של צילינדרים ובהובלת חמצן נוזלי.

שאלות נפוצות

מַסְקָנָה

בחירת מערכת חמצן PSA לאתר כרייה מרוחק דורשת הערכה מפורטת של דרישת החמצן בתהליך, תנאי הסביבה, זמינות החשמל, אילוצים לוגיסטיים, יכולת תחזוקה ודרישות הרחבה עתידיות. מפעל חמצן של NEWTEK PSA בגודל מתאים יכול לספק יצירת חמצן מתמשכת עבור CIL, CIP, חמצון ותהליכי כרייה אחרים תוך הפחתת התלות באספקת חמצן חיצונית. עבור פרויקטים הממוקמים במדבריות, הרים, איים או סביבות מרוחקות אחרות, NEWTEK Containerized Gas Solutions מציעים שיטת פריסה המשלבת ציוד לייצור חמצן ותשתית הגנה בתוך חבילה ניידת אחת, המפשטת את ההתקנה ואת התפעול-לטווח ארוך.