استخدام أجهزة الطرد المركزي للفصل في صناعة التعدين

استخدام أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة في صناعة التعدين

بفضل مزاياها الأساسية المتمثلة في التشغيل المستمر، والأتمتة العالية، ومعدل استخلاص المواد الصلبة المرتفع، تلعب أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة دورًا حاسمًا في عمليات مثل فصل المواد الصلبة عن السائلة، ومعالجة المخلفات، ومعالجة المعادن وتنقيها في صناعة التعدين. وهي تُعدّ من المعدات الأساسية لتحقيق إنتاج أنظف واستخدام أمثل للموارد في المناجم.

أولاً: سيناريوهات التطبيق الأساسية

1. تكديس مخلفات التعدين الجافة واستخدام الموارد

تُعدّ مخلفات التعدين النفايات الناتجة عن عمليات التعدين ومعالجة المعادن. وتُشكّل طرق التخزين التقليدية مخاطر عديدة، منها استغلال مساحات شاسعة من الأراضي، وتلوث المياه الجوفية، وارتفاع احتمالية حدوث تدفقات طينية. ويمكن لجهاز الطرد المركزي التصفية أن يُجري فصلًا فعالًا بين المواد الصلبة والسائلة في مخلفات التعدين السائلة.

يمكن تقليل محتوى الرطوبة في الطور الصلب المنفصل إلى 15٪ - 25٪، مما يفي بمتطلبات التكديس الجاف أو استخدام الموارد مثل صناعة الطوب وبناء الأرصفة.

يمكن إعادة تدوير الطور السائل لعمليات معالجة المعادن، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك المياه العذبة ويتوافق مع متطلبات السياسة المتعلقة بالحفاظ على المياه وخفض الانبعاثات في المناجم.

يُعد هذا السيناريو مناسبًا بشكل خاص لمعالجة مخلفات التعدين في مناجم المعادن (خام الحديد، خام النحاس، خام الذهب) ومناجم المعادن غير المعدنية (منجم الفحم، منجم الرمل والحصى).

2. فصل المواد الصلبة عن السائلة في معالجة المعادن

تُنتج عمليات معالجة المعادن، مثل التعويم والفصل المغناطيسي، كمية كبيرة من الطين المحتوي على مادة لزجة. ويعمل جهاز الطرد المركزي للفصل في جانبين:

تركيز الملاط: تركيز الملاط منخفض التركيز إلى تركيز عالٍ، مما يحسن كفاءة معالجة معدات معالجة المعادن اللاحقة.

استخلاص المعادن الدقيقة: استخلاص المعادن الثمينة الدقيقة المفقودة (مثل جزيئات الذهب والفضة والنحاس الدقيقة) في الطين، مما يزيد من معدل استخلاص الموارد من المناجم.

3. معالجة مياه الصرف الصحي للمناجم

تشمل مياه الصرف الناتجة عن المناجم مياه معالجة المعادن، ومياه دخول المناجم، ومياه غسل ​​الخامات، وغيرها، وتتميز بجودة مياه معقدة مع مستويات عالية من المواد الصلبة العالقة، وأيونات المعادن الثقيلة، وكواشف معالجة المعادن. ويمكن لجهاز الطرد المركزي للفصل تحقيق ما يلي:

إزالة المواد الصلبة العالقة في مياه الصرف الصحي وتقليل عكارة مياه الصرف الصحي.

التعاون مع عمليات الترسيب الكيميائي لفصل رواسب هيدروكسيد المعادن الثقيلة، مما يُمكّن مياه الصرف الصحي المعالجة من تلبية معايير إعادة الاستخدام أو التصريف.

4. تجفيف رواسب الفحم (خاص بقطاع تعدين الفحم)

تتميز رواسب الفحم الناتجة عن عمليات استخراج الفحم وغسله بصغر حجم جزيئاتها وارتفاع نسبة رطوبتها، ومن المرجح أن يؤدي تصريفها المباشر إلى تلوث البيئة. يمكن لجهاز الطرد المركزي لفصل الرواسب أن يقلل نسبة رطوبتها إلى 20-30%. ويمكن بيع رواسب الفحم المجففة كوقود، مما يحقق الاستفادة المثلى من هذه الرواسب.

ثانيًا: المزايا الأساسية للتطبيق في صناعة التعدين

1. القدرة على التكيف مع ظروف العمل القاسية

تتميز مخلفات المناجم بتركيزها العالي، وقدرتها العالية على الكشط، وتقلبات كبيرة في محتواها من المواد الصلبة. ويمكن تصنيع المكونات الرئيسية لجهاز الطرد المركزي للفصل، مثل الوعاء واللولب، من سبائك مقاومة للتآكل (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، وكربيد التنجستن)، والتي تتحمل تآكل الجزيئات الصلبة في المخلفات، وتتمتع بعمر خدمة طويل.

2. التشغيل المستمر والآلي

يُمكن للمعدات تحقيق التغذية والفصل والتفريغ بشكل متواصل على مدار 24 ساعة دون الحاجة إلى توقفات متكررة للتنظيف. وبفضل نظام التحكم PLC، يُمكنها ضبط معايير مثل سرعة الدوران والسرعة التفاضلية تلقائيًا للتكيف مع تقلبات تركيز المادة اللزجة، مما يقلل التدخل اليدوي ويخفض تكاليف تشغيل المنجم.

3. متطلبات مساحة أرضية صغيرة

بالمقارنة مع المعدات التقليدية مثل مكابس الترشيح ذات الألواح والإطارات ومكابس الترشيح ذات الأحزمة، فإن جهاز الطرد المركزي للتصفية يتميز بهيكل مضغوط، حيث تبلغ مساحة أرضيته 1/3 إلى 1/2 فقط من مساحة مكابس الترشيح ذات نفس سعة المعالجة، مما يجعله مناسبًا لظروف العمل في المناجم ذات المساحة المحدودة.

ثالثًا: احتياطات الاختيار والاستخدام

1. مطابقة المعلمات الرئيسية

القدرة على المعالجة: اختر الطراز وفقًا لمعدل التدفق الساعي لمادة الطين المنجمية لضمان تشغيل المعدات في ظل ظروف التشغيل المقدرة.

قوة الجاذبية: جزيئات الطور الصلب في طين المناجم دقيقة، لذلك يجب اختيار النماذج ذات قوة الجاذبية العالية (≥2000G) لتحسين كفاءة الترسيب والفصل للجزيئات الدقيقة.

مقاومة التآكل: ينبغي إعطاء الأولوية للنماذج التي يتم معالجة أحواضها وشفراتها الحلزونية برش كربيد التنجستن أو بسطح مقاوم للتآكل للتعامل مع خشونة الطين.

2. تكوين النظام المساعد

قم بتجهيز خزان عازل للتغذية لتحقيق استقرار تركيز ومعدل تدفق التغذية السائلة وتجنب التحميل الزائد على المعدات.

قم بتثبيت أجهزة مراقبة عبر الإنترنت لفصل المواد الصلبة عن السائلة لمراقبة تأثير الفصل في الوقت الفعلي وتسهيل التعديل في الوقت المناسب لمعلمات التشغيل.

3. متطلبات الامتثال البيئي

يجب أن تتوافق طلبات التعدين مع سياسات حماية البيئة المحلية، مع التركيز على مسار التخلص من الطور الصلب المجفف (ما إذا كان يفي بمعايير النفايات الصلبة) ومعدل إعادة استخدام الطور السائل (الذي يجب أن يفي بمؤشرات جودة المياه لمعالجة المعادن).

رابعاً: اتجاهات التطبيق

مع تسارع التحول الأخضر والذكي في صناعة التعدين، يظهر استخدام أجهزة الطرد المركزي للفصل اتجاهين رئيسيين:

التحديث الذكي: مزود بتقنية إنترنت الأشياء (IoT) لتحقيق المراقبة عن بعد، والإنذار المبكر بالأعطال، والتشغيل والصيانة الذكية.

التكامل المعياري: يتم دمجها مع أنظمة جرعات المواد المتكتلة وأنظمة نقل الحمأة لتشكيل معدات معالجة مخلفات التعدين المتكاملة، مما يقلل من صعوبة التركيب والتشغيل في الموقع في المناجم.