Przemysł górniczy zawsze był znany ze swojej złożoności i trudnych warunków. Od wydobycia rudy po odzysk produktu końcowego, klienci muszą mierzyć się z różnymi procesami, które zazwyczaj obejmują ścierne zawiesiny, zmienne stężenia ciał stałych i agresywne chemicznie środowisko. Warunki te sprawiają, że stabilność procesu stanowi ciągłe wyzwanie, a pomiary procesowe są niezbędnym narzędziem. Pomiary lepkości i gęstości w czasie rzeczywistym umożliwiają monitorowanie i kontrolę zachowania zawiesiny, co optymalizuje procesy odzysku produktu.
Spis treści
- Wprowadzenie
- Rheonics Przegląd czujników lepkości i gęstości typu SR Inline
- Odpowiednie parametry
- Lepkość i gęstość jako wskaźniki procesu
- Kluczowe zastosowania górnictwa
- Warunki procesu i najlepsze praktyki
- Referencje
Wprowadzenie
Przemysł wydobywczy zawsze był znany ze swojej złożoności i trudnych warunków. Od wydobycia rudy do odzyskiwania produktu końcowego klienci muszą stawiać czoła różnym procesom, które zwykle obejmują ścierne szlamy, zmieniające się stężenia ciał stałych i agresywne chemicznie środowiska. Warunki te sprawiają, że stabilność procesu jest ciągłym wyzwaniem, a proces Pomiary niezbędne narzędzie.
Ta branża zawsze jest na tropie kontrolowanie stężenia, tekstury, składu i właściwości płynięcia ich procesów. Parametry te mogą wpływać na wydajność sprzętu, wydajność odzyskiwania metali, inteligentne wykorzystanie energii i warunki bezpieczeństwa. Te pożądane warunki są często pośrednio obserwowane lub kontrolowane przy użyciu gęstości i lepkości jako kluczowych wskaźników.
Zwykle stosuje się tradycyjne próbkowanie laboratoryjne, ale dostarcza ono sporadycznych spostrzeżeń, które nie są w stanie uchwycić zmian w czasie rzeczywistym. Z drugiej strony pomiary inline zapewniają ciągłą i bieżącą widoczność procesu, umożliwiając szybszą reakcję.
Rheonics Przegląd czujników lepkości i gęstości typu SR Inline
Rheonics Czujniki typu SR (SRV i SRD) mierzą lepkość, gęstość i temperaturę w linii produkcyjnej, umożliwiając sterowanie i monitorowanie procesu. Czujniki SRV mierzą lepkość, natomiast czujniki SRD mierzą gęstość i lepkość.
Te czujniki są skalibrowane fabrycznie i nie wymagają ponownej kalibracji przez cały okres ich eksploatacji. Jednak klienci mogą wymagać kalibracji lub weryfikacji instrumentów używanych w ich branży w ramach kontroli jakości. Opcjonalne ponowne regulacje lub korekty przesunięcia mogą być wykonywane, jeśli są potrzebne do dopasowania do konkretnych odniesień. Aby uzyskać więcej szczegółów, zobacz Kalibracja wiskozymetru procesowego SRV w terenie i fabryce.
Rheonics technologia czujników opiera się na zrównoważonym rezonatorze skrętnym (BTR). Ta opatentowana technologia ma znaczną przewagę nad konkurencją, ponieważ pozwala czujnikom być kompaktowymi, lekkimi i odpornymi na zewnętrzne wibracje.
Rheonics SRV i SRD sprawdzają się doskonale w zastosowaniach w górnictwie. Typowe zastosowania to na przykład monitorowanie transport szlamu rudowego, flotacja, gospodarka wodna, płuczka wiertnicza (również w górnictwie głębinowym) lub zagęszczający etapów. Dokładne i ciągłe monitorowanie pomaga optymalizacja kontroli stężenia, wydajności odzysku metali i ogólnej stabilności procesu w środowiskach ściernych i agresywnych chemicznie.
Odpowiednie parametry
Pomiary lepkości i gęstości są stosowane w przemyśle górniczym do monitorowania procesów, a także do śledzenia inne powiązane parametry zainteresowania. Obejmują one:
Stężenie substancji stałych (% w/w lub % substancji stałych)
Jedna z najważniejszych zmiennych kontrolnych w przetwórstwie minerałów. Ma bezpośredni wpływ na wydajność mielenia, odzysk flotacyjny i zarządzanie odpadami.
- Zagęszczacze
- Hydrocyklony
- Komórki flotacyjne
- Młyny SAG/kulowe
- Zbiorniki na odpady
Tekstura lub płynność zawiesiny
Ważne dla prawidłowego transportu i przetwarzania. Jeśli zawiesina jest zbyt gęsta lub zbyt rzadka, może to prowadzić do zatorów, uszkodzenia pompy lub słabej wydajności separacji.
- Rurociągi do transportu szlamu
- Pompy szlamowe
- Podajniki młyna
- Kruszenie na mokro
- Zbiorniki mieszające z mieszadłami
Skład chemiczny lub jednorodność mieszania
Jest kluczowym wskaźnikiem w procesach wypłukiwania, flotacji, kontroli pH, dozowania odczynników i flokulacji. Niespójności w tych właściwościach może sygnalizować słabe wymieszanie, niepełne rozpuszczenie lub warstwowanie, co wpływa na odzysk i zwiększa zużycie odczynników
Przykłady:
- Zbiorniki do wypłukiwania
- Flokulacja
- Dozowanie odczynników
- Neutralizacja / kontrola pH
- Mieszanie w komórkach flotacyjnych
- Zbiorniki do przygotowywania odczynników
Lepkość i gęstość jako wskaźniki procesu
Miernik lepkości SRV Inline
Czujnik ten mierzy szeroki zakres lepkości i temperatury w czasie rzeczywistym i nadaje się do montażu w zbiornikach w celu monitorowania procesów mieszania oraz w rurociągach w celu ciągłego pomiaru przepływu cieczy. Rheonics SRV jest specjalnie przystosowany do procesów mieszania o dużej prędkości i nie jest wrażliwy na obecność pęcherzyków w cieczy ani na wibracje zewnętrzne.
Lepkość mierzy opór cieczy na przepływ. W przypadku zawiesin lepkość jest zależna od:
- Zawartość ciał stałych
- Rozkład wielkości cząstek
- Kształt i interakcje chemiczne cząstek
- Temperatura
Wraz ze wzrostem lepkości, szlam staje się trudniejszy do pompowania, mieszania lub transportu. Pomiary lepkości pozwalają operatorom na:
- Wykrywaj momenty, w których zawiesina staje się zbyt gęsta, co może powodować zatkanie lub przeciążenie pompy.
- Monitoruj zachowanie ścinania i identyfikuj problemy, takie jak aglomeracja lub przerzedzanie cząstek.
- Zrozumieć i kontrolować ogólne zachowanie przepływu (reologię) w różnych warunkach procesowych.
Miernik gęstości i lepkości SRD
Ten czujnik dodaje gęstość do pomiaru lepkości i temperatury w czasie rzeczywistym. Najlepiej nadaje się do instalacji w rurociągach i zbiornikach z stały i niski prędkość mieszania. Dodanie gęstości do pomiarów umożliwia dalsze obliczenia stężenia płynu; jednak ma węższy zakres pomiaru lepkości w porównaniu do SRV, a wysokie stężenia pęcherzyków mogą powodować szum w odczytach z powodu pomiaru gęstości. SRD nie jest również dotknięty wibracjami zewnętrznymi.
Gęstość odnosi się do masy materiału na jednostkę objętości. W kontekście zawiesin jest ona silnie skorelowana z procentową zawartością ciał stałych. Wraz ze wzrostem stężenia ciał stałych wzrasta również gęstość.y.
Pomiary gęstości pozwalają operatorom na:
- Ciągle monitoruj zawartość ciał stałych.
- Wykrywanie problemów z rozcieńczeniem lub zmian w składzie.
- Kontroluj procesy zagęszczania, flotacji i mielenia z większą dokładnością.
Ponadto elektronika SRD obsługuje niestandardowe obliczenia zmiennych procesowych, bazujące na bieżących danych dotyczących gęstości, lepkości i temperatury.
Kluczowe zastosowania górnictwa
Wiercenie i strzelanie
Wiercenie i odstrzał to pierwsze kroki w procesie wydobywania minerałów, rozbijania skał na łatwe do opanowania rozmiary
Słabe rozdrobnienie skutkuje zwiększonym zużyciem energii w dalszym procesie kruszenia i szybszym zużyciem sprzętu.
- Duża gęstość w emulsjach lub zawiesinach wybuchowych (żelach wodnych) może zmniejszyć skuteczność wybuchu
- Wysoka lepkość w emulsjach lub zawiesinach wybuchowych (żele wodne) mogą utrudniać prawidłowy przepływ.
Rheonics montaż czujników na liniach mieszania lub zbiornikach płynów wiertniczych i emulsji wybuchowych pozwala na:
- Utrzymanie optymalnych właściwości emulsji lub zawiesin wybuchowych
- Popraw wydajność materiałów wybuchowych i jakość wybuchu
| Interesujące wskaźniki KPI | Uderzenie z Rheonics instrumenty |
|---|---|
| Odchylenie spójności wybuchowej (%) | Zredukowane poprzez kontrolowanie mieszania i pompowania |
| Szybkość penetracji wiertła (m/godz.) | Ulepszone dzięki utrzymaniu optymalnych właściwości płynu wiertniczego |
| Jednorodność fragmentacji skał (indeks) | Ulepszone ze względu na lepsze właściwości wybuchowe |
| Szybkość zużycia wiertła (godziny/wiertło) | Zredukowane dzięki lepszemu smarowaniu i mniejszemu naprężeniu mechanicznemu podczas wiercenia |
Mielenie i klasyfikacja
Kruszenie i mielenie to pierwsze etapy przeróbki minerałów, w których ruda zostaje rozdrobniona w celu ułatwienia dalszych procesów wydobywczych.
Ten gradacja wydajność ma bezpośredni wpływ na sukces dalszych operacji, takich jak flotacja i ługowanie.
- Duża gęstość może przeciążyć młyn i marnować energię.
- Niska gęstość prowadzi do słabego mielenia i nieoptymalnej wielkości cząstek.
- Wysoka lepkość redukuje ruchy mediów i tłumi działanie szlifierskie.
Rheonics montaż czujników na rurociągach doprowadzających i odprowadzających zawiesinę młynów i cyklonów w obiegach mielących pozwala na:
- Dostosuj ilość dodawanej wody lub szybkość podawania.
- Zapobiegaj przeciążaniu młyna
- Optymalizacja zużycia energii
| Interesujące wskaźniki KPI | Uderzenie z Rheonics instrumenty |
|---|---|
| Konkretne zużycie energii (kWh/tonę) | Zredukowane dzięki optymalnym warunkom gnojowicy |
| Przekroczenie pożądanego rozmiaru produktu (%) | Zwiększone dzięki stabilnej wydajności szlifowania |
| Zmienność rozmiaru produktu (współczynnik) | Mniejsza zmienność, lepsza kontrola w dół rzeki |
| Przepustowość młyna (ton/godzinę) | Zwiększone dzięki unikaniu niestabilności procesów i przestojów |
Flotacja i separacja
Flotacja jest istotnym etapem rozdzielania w przeróbce minerałów, stosowanym w celu selektywnego odzysku cennych minerałów.
Niewłaściwa separacja i powstawanie zanieczyszczeń pośrednich mogą skutkować większym zużyciem odczynników i niższym odzyskiem.
- Duża gęstość wpływa na rozpraszanie powietrza i skuteczność odczynników.
- Wysoka lepkość może ograniczać przyłączanie się pęcherzyków do cząsteczek.
Rheonics montaż czujników w liniach zasilających flotację, w komorach flotacyjnych lub w zrzutach odpadów w obwodach flotacyjnych umożliwia:
- Dostosuj dawkowanie wody, powietrza i odczynników.
- Zapewnij odpowiednie warunki pulpy dla selektywnej flotacji.
- Poprawia stabilność piany i odzysk minerałów.
- Zapobiegaj nadmiernemu stosowaniu odczynników i ograniczaj straty w postaci odpadów.
| Interesujące wskaźniki KPI | Uderzenie z Rheonics instrumenty |
|---|---|
| Odzysk cennych minerałów (%) | Zwiększone poprzez ulepszone interakcje pęcherzyków i cząstek |
| Zużycie odczynnika (kg/tonę) | Zredukowane dzięki zoptymalizowanemu dozowaniu |
| Stopień koncentratu (%) | Ulepszone dzięki lepszej selektywności separacji |
| Straty w odpadach (%) | Zmniejszone poprzez minimalizację przenoszenia cennych minerałów |
Wypłukiwanie i zarządzanie kwasami
Ługowanie to ważna technika hydrometalurgiczna, w której cenne metale są ekstrahowane z rudy poprzez rozpuszczanie ich w roztworze chemicznym.
Jeżeli roztwór ługujący nie jest odpowiednio kontrolowany, odzysk metalu spada.
- Duża gęstość może skrócić czas retencji, ograniczając rozpuszczanie minerałów.
- Nadmierna lepkość może spowolnić dyfuzję odczynników i transport metali.
Rheonics montaż czujników w rurociągach szlamowych lub bezpośrednio w zbiornikach wymywających pozwala na:
- Zoptymalizuj czas retencji i stężenie odczynników
- Zwiększ odzysk metali
- Skróć czas trwania cyklu wypłukiwania
| Interesujące wskaźniki KPI | Uderzenie z Rheonics instrumenty |
|---|---|
| Docelowy wskaźnik ekstrakcji metalu (%) | Zwiększone dzięki zoptymalizowanemu kontaktowi odczynników i ich rozpuszczaniu |
| Czas trwania cyklu ługowania (godziny) | Zredukowane dzięki umożliwieniu szybszego zakończenia reakcji ługowania |
| Zużycie odczynnika wymywającego (kg/tonę) | Zmniejszone dzięki zoptymalizowanemu dawkowaniu |
Zagęszczanie i odwadnianie
Zagęszczanie i odwadnianie są niezbędne w przetwórstwie minerałów, ponieważ zmniejszają objętość szlamu poprzez usuwanie nadmiaru wody.
Niewłaściwa kontrola może prowadzić do nieefektywnego odzyskiwania wody i niestabilności odpadów przeznaczonych do utylizacji.
- Gęstość zawiesiny może wskazywać na dobrą wydajność zagęszczania
- Nadmierna lepkość może spowalniać sedymentację, utrudniając oddzielanie wody
Rheonics montaż czujników w liniach doprowadzających gnojowicę, zbiornikach zagęszczających, strumieniach przelewowych i niedomiarowych umożliwia:
- Optymalizacja szybkości podawania zawiesiny i dozowania flokulanta
- Upewnij się, że szlam przelewowy osiąga pożądane stężenie ciał stałych
- Maksymalizacja odzysku wody
| Interesujące wskaźniki KPI | Uderzenie z Rheonics instrumenty |
|---|---|
| Stężenie ciał stałych w dolnym stężeniu (%) | Ulepszone, co prowadzi do bardziej wydajnego transportu i utylizacji odpadów |
| Współczynnik odzysku wody (%) | Zwiększona dzięki zoptymalizowanemu osadzaniu i zwiększonej wydajności separacji |
Zarządzanie odpadami
Gospodarowanie odpadami jest niezwykle istotne, ponieważ pozwala zapewnić bezpieczne i przyjazne dla środowiska postępowanie z odpadami powstającymi w procesie przetwarzania minerałów.
Jeżeli właściwości gnojowicy nie są odpowiednio kontrolowane, wzrasta ryzyko operacyjne i koszty.
- Duża gęstość wahania mogą mieć wpływ na stabilność odpadów i długoterminowe bezpieczeństwo.
- Wysoka lepkość zwiększa zużycie energii podczas pompowania i może powodować zatykanie rurociągów.
Rheonics montaż czujników w rurociągach lub stawach osadowych pozwala na:
- Wykrywaj problemy z przepływem na wczesnym etapie i zapobiegaj blokowaniu rurociągów
- Wsparcie geotechnicznego monitoringu depozycji odpadów poflotacyjnych
- Zoptymalizuj zużycie energii pompowania
- Efektywne odzyskiwanie wody ze stawów osadowych poprzez identyfikację poziomów sedymentacji
| Interesujące wskaźniki KPI | Uderzenie z Rheonics instrumenty |
|---|---|
| Częstotliwość blokowania rurociągu odpadów (liczba incydentów/rok) | Zredukowane dzięki proaktywnemu monitorowaniu zapobiegającemu blokadom |
| Konkretne zużycie energii na pompowanie (kWh/tonę) | Zmniejszone poprzez optymalizację parametrów pompowania |
| Zmiana gęstości szlamu odpadów (%) | Zredukowano poprzez poprawę stabilności obiektu składowania odpadów (TSF) i spójności osadzania |
| Efektywność odzyskiwania wody (%) | Ulepszone poprzez monitorowanie poziomu sedymentacji |
Zarządzanie smarowaniem
Zarządzanie smarowaniem zapewnia ciągłą pracę ciężkiego sprzętu górniczego, w tym wozów wydobywczych, koparek i wiertnic.
Zły stan środka smarnego może zwiększyć zużycie silnika lub nawet awarię sprzętu, co może prowadzić do:
- Skrócona żywotność sprzętu
- Nieoczekiwane przestoje i kosztowne naprawy
Rheonics montaż czujników w układach smarowania lub instalacjach analizy oleju w celu ciągłego monitorowania, pozwala na:
- Włącz konserwację opartą na stanie
- Wczesne wykrywanie degradacji środka smarnego
- Zwiększ niezawodność sprzętu i zmniejsz koszty konserwacji
| Interesujące wskaźniki KPI | Uderzenie z Rheonics instrumenty |
|---|---|
| Przestój sprzętu spowodowany awariami smarowania (godziny/miesiąc) | Zredukowane dzięki wczesnemu wykryciu awarii środka smarnego |
| Zużycie środka smarnego (litry/miesiąc) | Zmniejszenie poprzez zoptymalizowane odstępy między zmianami |
| Częstotliwość wymiany komponentów (współczynnik) | Zmniejszone, ponieważ odpowiednie smarowanie wydłuża żywotność części i zmniejsza zużycie |
Warunki procesu i najlepsze praktyki
Ścieranie przez erozję
W operacjach górniczych ścierne szlamy mogą z czasem erodować sondy czujników. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że wymiana dotyczy tylko sondy czujnika; elektronika i kabel mogą pozostać na swoim miejscu. Żywotność będzie zależeć od wielkości cząstek, prędkości przepływu i składu szlamu. Rheonics Sondy posiadają także funkcję monitorowania ścierania, która powiadamia użytkowników przed wystąpieniem awarii, zapewniając w ten sposób ciągłą pracę.
Ograniczenie prędkości przepływu
Rheonics Sondy SRV i SRD są ogólnie zgodny z prędkością przepływu do 10 m/s, od można pompować szlamy górnicze Blisko tak duże prędkości, aby zapobiec osiadaniu, zaleca się zainstalowanie sondę równolegle do kierunku przepływu w kolankach, ponieważ może to zmniejszyć uderzenia mechaniczne, Jednak prędkości w tym zakresie mogą nadal dodawać zbyt dużo szumu do odczytów. Aby uzyskać więcej szczegółów, zobacz Rheonics Czujniki typu SR do zastosowań o dużym natężeniu przepływu i dużej lepkości
Cząsteczki w płynie
Rheonics czujniki mogą obsługiwać mikronowe miękkie cząstki z minimalnym wpływem na dokładność, a wszelkie dodatkowe zakłócenia sygnału mogą być filtrowane przez elektronikę. Jednak zawiesiny z dużymi cząstkami (w skali milimetrowej lub większej) mogą powodować niestabilność odczytu i mechaniczne uszkodzenie czujnika. Dlatego należy rozważyć wstępne przesiewanie lub instalację z dala od tych cząstek.
Referencje
[1] Metso. „„Poradnik dla początkujących na temat zagęszczaczy”. https://www.metso.com/insights/blog/mining-and-metals/beginners-guide-to-thickeners/
[2] Przepływ płynu.Systemy rurociągów szlamowych w przemyśle wydobywczym i przetwórstwa minerałów”. https://blog.fluidflowinfo.com/slurry-piping-systems-in-mining-mineral-processing-industries/
[3] Emerson. „„Poprawa bezpieczeństwa i wydajności operacyjnej w operacjach wydobywczych metodą ługowania hałdowego”. https://www.emerson.com/sv-se/automation/measurement-instrumentation/common-applications/enhancing-safety-and-operational-performance-in-heap-leach-mining-operations
[4] Górnik.„Wiercenie i strzelanie”. https://mineser.de/eng/page/33/drilling-and-blasting/
[5] Minerały w AT.Trendy w przemyśle górniczym”. https://www.at-minerals.com/en/artikel/at_Trends_in_der_Minenindustrie-3596021.html
[6] Dokumentacja górnicza.„Optymalizacja wydajności flotacji poprzez dostosowanie rozkładu wielkości cząstek”. https://www.miningdoc.tech/2025/06/03/optimize-flotation-performance-by-adjusting-particle-size-distribution/
[7] Technologia górnicza.„Innowatorzy w ekstrakcji przez ługowanie”.https://www.mining-technology.com/data-insights/innovators-extraction-by-leaching-mining-2/
[8] Górnictwo australijskie.Modernizacja zagęszczacza: gdzie finanse i zrównoważony rozwój się nakładają”. https://www.australianmining.com.au/thickener-upgrade-where-financial-and-sustainability-overlap/
[9] JOUAV. „„Monitorowanie odpadów górniczych za pomocą dronów”, https://www.jouav.com/blog/mine-tailings.html
[10] Smarowanie maszyn.„Otwarte smarowanie przekładni”. https://www.machinerylubrication.com/Read/242/open-gear-lubrication
