Ефективно използване на водата в минната индустрия

В и КСп. Инженеринг ревю - брой 6/2016 • 27.09.2016

Ефективно използване на водата в минната индустрия
Ефективно използване на водата в минната индустрия

Eдна от най-важните променливи величини в цялата минна индустрия, както за настоящите, така и за бъдещите проекти, е наличието на вода. Целият процес по обработка на минерали изисква вода – дали за флотация, за промивка, или за други нужди.

За по-ефективно и екологосъобразно управление на водните ресурси се препоръчва акцентирането върху намаляването на консумацията от водните източници и устойчивото управление на водоносните пластове, които ги захранват.

За по-доброто разполагане с наличните ресурси от голямо значение е да са внедрени системи за измерване потреблението на вода за всеки етап от миннодобивната дейност.

Препоръчително е изготвянето на цялостен воден баланс за всички миннодобивни дейности, който ще позволи анализиране на настоящата ситуация, набелязването на корективни мерки за намаляване на консумацията, оценка на ефективността на тези мерки и евентуалното им използване за в бъдеще.

Наблюдение
Непрекъснатият контрол върху извършваните дейности е задължителен за постигане на по-голяма ефективност на процесите, за да се планират необходимите мерки по оптимизирането им и за информиране на властите и заинтересованите страни относно резултатите от системата за управление на водните ресурси и успешното й прилагане.

Сред дейностите, които трябва да бъдат взети предвид при планиране управлението на водните ресурси, са мониторингът на водоизточниците, фото и видеозаписи на състоянието им по време на експлоатационния им период, измерване на добиваните количества и тяхното качество, инспектиране на свързаните с това екосистеми и др. 

От съществено значение са и непрекъснатият надзор на главни и второстепенни водоеми, хидротурбини и наклони, и контролът на нивото на водата с оглед намиране на решения за избягване на разливи, замърсявания и загуби на количества. Необходимо е да се наблюдават и водоносните пластове, от които се извличат ресурси, и да се контролират нивата на подземните води посредством наблюдателни кладенци, вземане на проби от тях и дейности по оформянето на водоносните пластове.

Други препоръчителни мерки са контролът върху постъпващите и изходящите количества в пречиствателните станции за вътрешна употреба, както и крайно изпусканите водни потоци и наблюдението на източниците на подземни води с цел контрол на филтрирането на разтвори на различните съдържащи се във водата материали (от излужване, от хвостохранилища, депа и др.).

Добив, транспортиране, съхранение и разпределение
Водоснабдяването на мините зависи от вида на източника на самата вода. Компаниите, занимаващи се с минно дело, се снабдяват с вода, използвайки собствени тръбопроводи и повърхностни или подземни източници.

Водните количества, които ще се използват на обекта, се съхраняват в басейни или резервоари с определени вместимост и минимално ниво за поддържане, с цел да се избегнат аварийни ситуации на недостиг на вода. Най-значимите загуби в тази фаза са свързани с изпаряване поради наличието на открити повърхности и течове, причинени от аварирали механизми вследствие на неправилна поддръжка.

Сред най-добрите практики за добив, транспортиране, съхранение и разпределение на водни ресурси са: правилна оценка и планиране нуждите на съответните инсталации с оглед на наличността и потенциалните повреди, вероятността от поява на течове и честотата за това, както и последиците от недостига на вода в и извън минното находище; въвеждането на подходящи превантивни мерки и поддръжка на инсталациите; монтирането на механизми за навременното откриване на течове по технологичните водопроводи; мониторинг и постоянен отчет на нивото, количествата и качеството на разпределяната вода и др.

Редуциране на използваните количества по време на работа
Един от първите аспекти, които трябва да бъдат взети под внимание при проектирането на система за управление на водните ресурси, е редуцирането на консумацията на свежа вода, което намалява съответно и количествата отпадъчни води и свързаните с пречистването й разходи.

За да се намали консумацията на свежа вода, са набелязани следните най-важни мерки: анализ на използваните до момента количества и връзката им с нивата на производителност, за да се определят реалните количества, необходими на инсталацията за производствения процес; анализ на количествата отпадъчни води, за да се определят количествата и качеството на водата, изразходвана по време на производствения процес; анализ и оценка на инсталацията и настоящите методи на работа, за да се проучат възможностите за подобрения, промени на процедурите, оборудването и др.; проверка на загубите по различните линии. Освен това е необходимо да се коригират установените проблеми и да се извърши обследване на пригодността по отношение прилагането на възможни подобрения, както и да се анализират възможностите за рециркулация на вода при различните производствени етапи.

Най-значимата консумация на вода е при следните минерално-металургични технологични дейности: концентратори, хидро-металургични производства и леярни/рафинерии. Има и други дейности, чиято сумарна консумация може да бъде толкова голяма, колкото и на гореизброените потребители и следва да се вземе предвид в плана за управление на водните ресурси.

Технологии за оптимизиране консумацията на водните ресурси
Сгъстяването на земните маси (земни минерали, утайки, концентрати) може да бъде изцяло автоматизирано посредством използването на подходяща автоматика за всички линии, мониторинг на междуфазовите нива (земни маси-вода), въртящ момент, драгиране, както и добавянето на флокулант, като всички тези процеси са свързани към интелигентен контролер, който постоянно оптимизира добива на вода, командвайки изпускащите системи, дозирането на флокуланта и позицията и бързината на драгирането.

Това автоматично управление, което е подобно и при другите минни дейности (като например при полуавтогенните мелници), позволява 2 до 3% повишаване на изходната концентрация в сравнение с продуктивността при ръчно управление.

Тази автоматична схема за сгъстяване може да се инкорпорира в конвенционалните системи, както и във вече модернизираните такива, като се използват съществуващите сгъстители. Главното предимство на системата е в ниските инвестиционни и експлоатационни разходи. При нея обаче се изисква непрекъсната и сложна поддръжка и промяна в работните практики.

Алтернатива на това е рециркулацията на свежата вода, която идва от повърхността на отдалечени хвостови кладенци, при значителни разлики в базовите координати на кладенеца и концентратора. Ако се определи каква е рециркулацията на излишни количества вода към концентратора, спестяванията в консумацията на свежа вода ще бъдат между 30 и 50% от количествата на обекта.

Също така рециркулацията на вода от кладенеца подобрява дейностите по концентрирането поради съдържащите се в циркулиращата вода варовик и други реагенти. Недостатъците в този метод се крият в степента на сложност и инвестиционните разходи за системата, които ще зависят от разстоянието до хвостохранилището и наличните географски препятствия.

Управлението на водата в един комплексен миннодобивен обект може да бъде под непрекъснат контрол посредством използването на разходомери и интегратори за всяка зона или звено на действие, залагането на цели за потребление на вода за период от време или за отделните производства, с цел да могат да се събират глоби в случай на прекомерна консумация (течове, излишно промиване, инфилтрация или изпарение).

Този мониторинг допринася за разумната употреба на ресурсите и помага при промяната на работните практики, което води до значителни спестявания на вода в размер до 2% на комплексните миннодобивни обекти. Тази алтернатива използва добре познати технологии (разходомери в различни обектови участъци), експлоатационните й разходи са ниски, и дава представа за оптимално управление на ресурсите.

За нея обаче са необходими значителни инвестиции за автоматизация и устройства за управление, както и радикална промяна във философията на работа. С оглед на консумацията на свежа вода на всяка фирма и възможността за оптимизация, тази алтернатива може да бъде повече или по-малко приложима. Все пак предвид размера на свързаните с този подход разходи и количествата спестена вода, той е подходящ само за комплексни или стари миннодобивни предприятия.

Сгъстените утайки от хвостохранилищата съдържат високи количества вода, която може да се извлече посредством частично или цялостно филтриране. В случай на цялостно филтриране на утайките, консумацията на свежа вода може да бъде намалена до около 0,25 m3 на обработен тон. За тази цел е необходимо да се инвестира във филтри и в подготовка на механизация (конвейери/камиони).

Тази алтернатива е много атрактивна предвид количествата вода, която може да се добие. В днешни дни обаче високите цени на технологията я правят нерентабилна. Перспективите обаче се подобряват с оглед на естествените тенденции на понижение на цените за подобен вид оборудване.

Силното сгъстяване изисква изграждането на по-високи сгъстители от обичайните, с височина 15 до 20 м, което позволява изхвърлянето на маси с висока гъстота (65 до 75% при утайки). По този начин концентрацията може да се увеличи с 8% в сравнение с конвенционалните сгъстители, т. е. да се постигнат 15% спестявания на вода.

Изпускането на хиперконцентрираните утайки трябва да става чрез обемни ротационни помпи, а постъпването им в предвиденото за хранилище трябва да се реализира под наклон. Тази алтернатива е приложима за всички видове утайки, като постъпването под наклон оптимизира разпределението на материала в хранилището.

Силното сгъстяване на утайките е технологично предизвикателство, понеже изисква модифициране на сгъстителите и изменение на системата за транспортиране на утайки.

Това е свързано с високи експлоатационни и инвестиционни разходи, а също така крие и рискове поради едновременното използване на система от иновативни технологии. Методът на силното сгъстяване е слабо приложим в действащи минни предприятия, заради големия брой модификации, които трябва да бъдат направени.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top