L'industria mineraria è sempre stata nota per la sua complessità e gli ambienti difficili. Dall'estrazione del minerale al recupero del prodotto finale, i clienti devono confrontarsi con processi diversi che solitamente comportano fanghi abrasivi, concentrazioni solide alternate e ambienti chimicamente aggressivi. Queste condizioni rendono la stabilità del processo una sfida costante e le misurazioni di processo uno strumento necessario. Le misurazioni di viscosità e densità in tempo reale consentono il monitoraggio e il controllo del comportamento dei fanghi per processi di recupero del prodotto ottimizzati.
Tabella dei Contenuti
- Introduzione
- Rheonics Panoramica dei sensori di viscosità e densità in linea tipo SR
- Parametri rilevanti
- Viscosità e densità come indicatori di processo
- Applicazioni chiave del mining
- Condizioni di processo e migliori pratiche
- Bibliografia
Introduzione
L'industria mineraria è sempre stata nota per la sua complessità e per gli ambienti difficili. Dall'estrazione del minerale al recupero del prodotto finale, i clienti devono affrontare processi diversi che solitamente comportano fanghi abrasivi, concentrazioni solide alternate e ambienti chimicamente aggressivi. Queste condizioni rendono la stabilità del processo una sfida costante, e misurazioni uno strumento necessario.
Questa industria è sempre alla ricerca di controllo delle proprietà di concentrazione, consistenza, composizione e fluidità dei loro processi. Questi parametri possono influenzare le prestazioni delle apparecchiature, l'efficienza di recupero dei metalli, l'uso intelligente dell'energia e le condizioni di sicurezza. Queste condizioni desiderate sono spesso osservate o controllate indirettamente utilizzando densità e viscosità come indicatori chiave.
Solitamente, si utilizza il campionamento tradizionale in laboratorio, ma questo fornisce informazioni occasionali che non sono in grado di rilevare cambiamenti in tempo reale. D'altra parte, le misurazioni in linea offrono una visibilità continua e in tempo reale del processo, consentendo di avere una risposta più rapida.
Rheonics Panoramica dei sensori di viscosità e densità in linea tipo SR
Rheonics I sensori di tipo SR (SRV e SRD) misurano viscosità, densità e temperatura in linea per il controllo e il monitoraggio del processo. Il sensore SRV misura la viscosità, mentre il sensore SRD misura la densità e la viscosità.
Questi sensori sono calibrati in fabbrica e non necessitano di ricalibrazione per tutta la loro durata operativa. Tuttavia, i clienti potrebbero richiedere la calibrazione o la verifica degli strumenti utilizzati nel loro settore nell'ambito del Controllo Qualità. È possibile eseguire ulteriori regolazioni o correzioni dell'offset opzionali, se necessario, per ottenere la corrispondenza con riferimenti specifici. Per maggiori dettagli, consultare Calibrazione del viscosimetro di processo in linea SRV in campo e in fabbrica.
Rheonics La tecnologia dei sensori si basa su un risonatore torsionale bilanciato (BTR). Questa tecnologia brevettata offre un vantaggio significativo rispetto ai prodotti della concorrenza, poiché consente ai sensori di essere compatti, leggeri e insensibili alle vibrazioni esterne.
Rheonics SRV e SRD sono ampiamente collaudati nelle applicazioni del settore minerario. Ad esempio, casi d'uso comuni sono il monitoraggio di trasporto di fanghi di minerale, flottazione, gestione delle acque, fanghi di perforazione (anche nell'estrazione mineraria in strati profondi), o ispessimento fasi. Un monitoraggio accurato e continuo aiuta ottimizzare il controllo della concentrazione, l'efficienza del recupero dei metalli e la stabilità complessiva del processo in ambienti abrasivi e chimicamente aggressivi.
Parametri rilevanti
Le misurazioni della viscosità e della densità vengono utilizzate nell'industria mineraria per il monitoraggio dei processi e per tracciare altri parametri correlati di interesse. Questi includono:
Concentrazione di solidi (% p/p o % solidi)
Una delle variabili di controllo più critiche nella lavorazione dei minerali. Ha un impatto diretto sull'efficienza di macinazione, sul recupero tramite flottazione e sulla gestione degli sterili.
- Addensanti
- Idrocicloni
- Celle di flottazione
- SAG/mulini a sfere
- serbatoi di decantazione
Consistenza o scorrevolezza della sospensione
Importante per un trasporto e una lavorazione adeguati. Se la fanghiglia è troppo densa o troppo liquida, può causare ostruzioni, danni alla pompa o scarse prestazioni di separazione.
- Condotte di trasporto fanghi
- Pompe per liquami
- Alimentatori per mulini
- Frantumazione a umido
- Serbatoi di miscelazione con agitatori
Composizione chimica o omogeneità della miscelazione
È un indicatore chiave nella lisciviazione, nella flottazione, nel controllo del pH, nel dosaggio dei reagenti e nella flocculazione. Incongruenze in queste proprietà può segnalare una miscelazione scadente, una dissoluzione incompleta o una stratificazione, che influenzano il recupero e aumentano il consumo di reagenti
Esempi:
- Serbatoi di lisciviazione
- Flocculazione
- Dosaggio del reagente
- Neutralizzazione / controllo del pH
- Agitazione nelle celle di flottazione
- Serbatoi di preparazione dei reagenti
Viscosità e densità come indicatori di processo
Misuratore di viscosità in linea SRV
Questo sensore misura un'ampia gamma di viscosità e temperatura in tempo reale ed è adatto all'installazione in serbatoi per monitorare i processi di miscelazione e in tubazioni per la misurazione continua del fluido in movimento. Rheonics SRV è particolarmente adatto per processi di miscelazione ad alta velocità e non è influenzato dalla presenza di bolle nel fluido o da vibrazioni esterne.
La viscosità misura la resistenza di un fluido allo scorrimento. Nelle sospensioni, la viscosità è influenzata da:
- Contenuto di solidi
- Distribuzione delle dimensioni delle particelle
- Forma e interazione chimica delle particelle
- Temperatura
Con l'aumentare della viscosità, la sospensione diventa più difficile da pompare, miscelare o trasportare. Le misurazioni della viscosità consentono agli operatori di:
- Rileva quando i fanghi diventano troppo densi, rischiando ostruzioni o sovraccarichi della pompa.
- Monitorare il comportamento al taglio e identificare problemi quali l'agglomerazione o l'assottigliamento delle particelle.
- Comprendere e controllare il comportamento complessivo del flusso (reologia) in diverse condizioni di processo.
Misuratore di densità e viscosità in linea SRD
Questo sensore aggiunge densità alla misurazione della viscosità e della temperatura in tempo reale. È particolarmente adatto per l'installazione in condotte e serbatoi con un costante e basso Velocità di miscelazione. L'aggiunta della densità alle misurazioni consente ulteriori calcoli della concentrazione del fluido; tuttavia, presenta un intervallo di viscosità di misura più ristretto rispetto alla SRV e un'elevata concentrazione di bolle può aggiungere rumore alle letture a causa della misurazione della densità. Inoltre, la SRD non è influenzata dalle vibrazioni esterne.
La densità si riferisce alla massa di un materiale per unità di volume. Nel contesto dei fanghi, è fortemente correlata alla percentuale di solidi presenti. All'aumentare della concentrazione di solidi, aumenta anche la densità.y.
Le misurazioni della densità consentono agli operatori di:
- Monitora costantemente il contenuto solido.
- Rileva problemi di diluizione o cambiamenti nella composizione.
- Controllare processi quali ispessimento, flottazione e macinazione con maggiore precisione.
Inoltre, l'elettronica SRD supporta calcoli personalizzati delle variabili di processo, basati su input in tempo reale di densità, viscosità e temperatura.
Applicazioni chiave del mining
Perforazione e brillamento
La perforazione e la brillamento sono i primi passi nell'estrazione dei minerali, rompendo la roccia in dimensioni gestibili
Una scarsa frammentazione comporta un aumento del consumo energetico nella frantumazione successiva e una maggiore usura delle attrezzature.
- Alta densità nelle emulsioni o nelle sospensioni esplosive (gel d'acqua) può ridurre l'efficacia dell'esplosione
- Alta viscosità in emulsioni o sospensioni esplosive (gel d'acqua) possono ostruire il corretto flusso.
Rheonics l'installazione dei sensori sulle linee di miscelazione o sui serbatoi dei fluidi di perforazione e delle emulsioni esplosive consente di:
- Mantenere le proprietà ottimali delle emulsioni esplosive o delle sospensioni
- Migliorare le prestazioni esplosive e la qualità dell'esplosione
| KPI di interesse | Impatto con Rheonics Strumenti |
|---|---|
| Deviazione della consistenza esplosiva (%) | Ridotto controllando la miscelazione e il pompaggio |
| Velocità di penetrazione del trapano (m/ora) | Migliorato mantenendo le proprietà ottimali del fluido di perforazione |
| Uniformità della frammentazione della roccia (indice) | Migliorato grazie alle migliori prestazioni esplosive |
| Tasso di usura della punta del trapano (ore/punta) | Ridotto grazie a una migliore lubrificazione e a una minore sollecitazione meccanica durante la perforazione |
Macinazione e classificazione
La frantumazione e la macinazione sono le prime fasi della lavorazione dei minerali, durante le quali il minerale viene ridotto in dimensioni per agevolare i processi di estrazione successivi.
Questo palco l'efficienza ha un impatto diretto sul successo delle operazioni a valle, come la flottazione e la lisciviazione.
- Alta densità può sovraccaricare il mulino e sprecare energia.
- Bassa densità comporta una macinazione scadente e una granulometria non ottimale.
- Alta viscosità riduce il movimento del supporto e smorza l'azione di macinazione.
Rheonics l'installazione di sensori sulle tubazioni di alimentazione e scarico dei fanghi dei mulini e dei cicloni nei circuiti di macinazione consente di:
- Regolare l'aggiunta di acqua o la velocità di alimentazione.
- Prevenire il sovraccarico del mulino
- Ottimizza il consumo di energia
| KPI di interesse | Impatto con Rheonics Strumenti |
|---|---|
| Consumo energetico specifico (kWh/tonnellata) | Ridotto tramite condizioni ottimali del liquame |
| Passando la dimensione desiderata del prodotto (%) | Aumentato grazie alle prestazioni di macinazione stabili |
| Variazione delle dimensioni del prodotto (rapporto) | Minore variabilità, migliore controllo a valle |
| Capacità produttiva del mulino (tonnellate/ora) | Aumentato evitando l'instabilità del processo e i tempi di inattività |
Flottazione e separazione
La flottazione è una fase di separazione fondamentale nella lavorazione dei minerali, utilizzata per recuperare selettivamente i minerali preziosi.
Una separazione scadente e la formazione di residui possono comportare un maggiore utilizzo di reagenti e un minore recupero.
- Alta densità influisce sulla dispersione nell'aria e sull'efficacia dei reagenti.
- Alta viscosità potrebbe limitare l'adesione delle particelle di bolle.
Rheonics l'installazione dei sensori nelle linee di alimentazione della flottazione, all'interno delle celle di flottazione o nello scarico dei residui nei circuiti di flottazione consente di:
- Regolare il dosaggio di acqua, aria e reagenti.
- Garantire le condizioni della polpa per la flottazione selettiva.
- Migliora la stabilità della schiuma e il recupero dei minerali.
- Prevenire l'uso eccessivo di reagenti e ridurre le perdite negli scarti.
| KPI di interesse | Impatto con Rheonics Strumenti |
|---|---|
| Recupero di minerali preziosi (%) | Aumentato tramite interazioni migliorate tra bolle e particelle |
| Consumo di reagenti (kg/tonnellata) | Ridotto grazie al dosaggio ottimizzato |
| Grado di concentrato (%) | Migliorato grazie alla migliore selettività di separazione |
| Perdite per residui (%) | Diminuito riducendo al minimo il prezioso riporto di minerali |
Lisciviazione e gestione degli acidi
La lisciviazione è una tecnica idrometallurgica fondamentale mediante la quale i metalli preziosi vengono estratti dal minerale sciogliendoli in una soluzione chimica.
Se la soluzione di lisciviazione non viene controllata correttamente, il recupero dei metalli diminuisce.
- Alta densità può ridurre il tempo di ritenzione, limitando la dissoluzione dei minerali.
- Viscosità eccessiva potrebbe rallentare la diffusione dei reagenti e il trasporto dei metalli.
Rheonics l'installazione dei sensori nelle tubazioni dei fanghi o direttamente nelle vasche di lisciviazione consente di:
- Ottimizzare il tempo di ritenzione e la concentrazione dei reagenti
- Migliorare il recupero dei metalli
- Ridurre la durata del ciclo di lisciviazione
| KPI di interesse | Impatto con Rheonics Strumenti |
|---|---|
| Tasso di estrazione del metallo target (%) | Aumentato grazie al contatto e alla dissoluzione ottimizzati dei reagenti |
| Durata del ciclo di lisciviazione (ore) | Ridotto consentendo un completamento più rapido della reazione di lisciviazione |
| Consumo di reagente di lisciviazione (kg/tonnellata) | Diminuito grazie al dosaggio ottimizzato |
Addensamento e disidratazione
L'addensamento e la disidratazione sono operazioni essenziali nella lavorazione dei minerali, poiché riducono il volume dei fanghi rimuovendo l'acqua in eccesso.
Un controllo inadeguato può portare a un recupero inefficiente dell'acqua e a residui instabili da smaltire.
- Densità del liquame può indicare buone prestazioni di addensamento
- Viscosità eccessiva può rallentare la sedimentazione, rendendo difficile la separazione dell'acqua
Rheonics L'installazione di sensori nelle linee di alimentazione dei fanghi, nei serbatoi di addensamento, nei flussi di sottosfruttamento e di troppo pieno consente di:
- Ottimizzare la velocità di alimentazione del liquame e il dosaggio del flocculante
- Assicurarsi che la poltiglia di sottoflusso raggiunga la concentrazione di solidi desiderata
- Massimizzare il recupero dell'acqua
| KPI di interesse | Impatto con Rheonics Strumenti |
|---|---|
| Concentrazione dei solidi di sottoflusso (%) | Miglioramento che porta a un trasporto e uno smaltimento più efficienti dei residui |
| Tasso di recupero dell'acqua (%) | Aumentato grazie alla sedimentazione ottimizzata e all'efficienza di separazione migliorata |
Gestione degli sterili
La gestione degli sterili è essenziale per garantire una gestione sicura e rispettosa dell'ambiente dei rifiuti generati durante la lavorazione dei minerali.
Se le proprietà dei fanghi non vengono controllate adeguatamente, i rischi e i costi operativi aumentano.
- Alta densità le variazioni possono influire sulla stabilità dei residui e sulla sicurezza a lungo termine.
- Alta viscosità aumenta il consumo di energia di pompaggio e può causare blocchi delle condutture.
Rheonics l'installazione dei sensori nelle condotte o nei bacini di stoccaggio consente di:
- Rilevare tempestivamente i problemi di flusso e prevenire il blocco delle condutture
- Supportare il monitoraggio geotecnico dei depositi di scorie
- Ottimizzare l'utilizzo dell'energia di pompaggio
- Recupero efficace dell'acqua dai bacini di decantazione mediante l'identificazione dei livelli di sedimentazione
| KPI di interesse | Impatto con Rheonics Strumenti |
|---|---|
| Frequenza di blocco delle condotte di scarico (incidenti/anno) | Ridotto grazie al monitoraggio proattivo per prevenire i blocchi |
| Consumo energetico specifico per il pompaggio (kWh/tonnellata) | Diminuito ottimizzando i parametri di pompaggio |
| Variazione della densità del liquame di coda (%) | Ridotto migliorando la stabilità del deposito di scorie (TSF) e la coerenza della deposizione |
| Efficienza di recupero dell'acqua (%) | Migliorato monitorando i livelli di sedimentazione |
Gestione della lubrificazione
La gestione della lubrificazione garantisce il funzionamento continuo delle attrezzature minerarie pesanti, tra cui camion da trasporto, pale e trivelle.
Le scarse condizioni del lubrificante possono aumentare l'usura del motore o addirittura causare guasti alle apparecchiature, con conseguenti:
- Riduzione della durata di vita delle apparecchiature
- Tempi di inattività imprevisti e riparazioni costose
Rheonics L'installazione di sensori nei sistemi di lubrificazione o nelle configurazioni di analisi dell'olio per il monitoraggio continuo consente di:
- Abilita la manutenzione basata sulle condizioni
- Rilevamento precoce della degradazione del lubrificante
- Migliorare l'affidabilità delle apparecchiature e ridurre i costi di manutenzione
| KPI di interesse | Impatto con Rheonics Strumenti |
|---|---|
| Tempi di fermo delle apparecchiature dovuti a guasti di lubrificazione (ore/mese) | Ridotto grazie al rilevamento precoce della rottura del lubrificante |
| Consumo di lubrificante (litri/mese) | Diminuire attraverso intervalli di cambio ottimizzati |
| Frequenza di sostituzione dei componenti (rapporto) | Ridotto poiché una lubrificazione adeguata prolunga la durata delle parti e riduce l'usura |
Condizioni di processo e migliori pratiche
Abrasione per erosione
Nelle attività minerarie, i fanghi abrasivi possono erodere le sonde dei sensori nel tempo. In tal caso, è opportuno considerare che solo la sonda del sensore deve essere sostituita; l'elettronica e il cavo possono rimanere al loro posto. La durata dipenderà dalla granulometria, dalla velocità del flusso e dalla composizione del fango. Rheonics Le sonde includono anche una funzione di monitoraggio dell'abrasione, che avvisa gli utenti prima che si verifichi un guasto per garantire un funzionamento continuo.
Limite di velocità del flusso
Rheonics Sonde SRV e SRD sono generalmente compatibile con velocità di flusso fino a 10 m/s, da i fanghi di estrazione possono essere pompati vicino velocità così elevate da impedire l'assestamento, si consiglia di installare la sonda parallela alla direzione del flusso nei gomiti, in quanto ciò può ridurre l'impatto meccanico, tuttavia, velocità in questo intervallo possono comunque aggiungere troppo rumore alle letture. Per maggiori dettagli, vedere Rheonics Sensori di tipo SR per applicazioni ad alta portata e alta viscosità
Particelle nel fluido
Rheonics I sensori possono gestire particelle morbide di dimensioni micrometriche con un impatto minimo sulla precisione e qualsiasi rumore di segnale aggiuntivo può essere filtrato dall'elettronica. Tuttavia, fanghi con particelle di grandi dimensioni (di dimensioni millimetriche o superiori) possono causare instabilità di lettura e danni meccanici al sensore. Pertanto, è consigliabile valutare la possibilità di una pre-selezione o di un'installazione lontano da queste particelle.
Bibliografia
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[8] Australian Mining. “Aggiornamento dell'addensatore: dove finanza e sostenibilità si sovrappongono”. https://www.australianmining.com.au/thickener-upgrade-where-financial-and-sustainability-overlap/
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