Автоматизация и оптимизация горнодобывающих работ с помощью Rheonics Датчики и решения - обзор
Горнодобывающая промышленность всегда славилась своей сложностью и суровыми условиями. От добычи руды до извлечения готового продукта заказчики сталкиваются с различными процессами, которые обычно связаны с абразивными пульпами, переменными концентрациями твёрдых частиц и химически агрессивными средами. Эти условия делают обеспечение стабильности процесса постоянной проблемой, а измерения процесса — необходимым инструментом. Измерения вязкости и плотности в режиме реального времени позволяют отслеживать и контролировать поведение пульпы для оптимизации процессов извлечения готового продукта.
Горнодобывающая промышленность всегда славилась своей сложностью и суровыми условиями. От добычи руды до извлечения конечного продукта, клиенты должны сталкиваться с различными процессами, которые обычно включают абразивные пульпы, чередующиеся концентрации твердых веществ и химически агрессивные среды. Эти условия делают стабильность процесса постоянной проблемой, и процесс размеры необходимый инструмент. Эта отрасль всегда находится в поиске контроль концентрации, текстуры, состава и свойств текучести их процессов. Эти параметры могут влиять на производительность оборудования, эффективность извлечения металла, интеллектуальное использование энергии и условия безопасности. Эти желаемые условия часто наблюдаются или контролируются косвенно с использованием плотности и вязкости в качестве ключевых показателей. Обычно используется традиционный лабораторный отбор проб, но он дает случайные сведения, которые не позволяют фиксировать изменения в реальном времени. С другой стороны, встроенные измерения обеспечивают непрерывную и в реальном времени видимость процесса, что позволяет быстрее реагировать.
Rheonics Обзор линейных датчиков вязкости и плотности Type-SR
Rheonics Датчики типа SR (SRV и SRD) измеряют вязкость, плотность и температуру в процессе управления и мониторинга технологического процесса. Датчик SRV измеряет вязкость, а датчик SRD — плотность и вязкость. Эти датчики откалиброваны на заводе и не требуют повторной калибровки в течение срока службы. Однако клиенты могут потребовать калибровку или проверку для приборов, используемых в их отрасли, в рамках контроля качества. При необходимости могут быть выполнены дополнительные повторные настройки или корректировки смещения для соответствия определенным эталонам. Для получения более подробной информации см. Калибровка вискозиметра SRV в полевых и заводских условиях. Rheonics Технология датчиков основана на сбалансированном крутильном резонаторе (BTR). Эта запатентованная технология имеет значительное преимущество перед конкурентами, поскольку позволяет датчикам быть компактными, легкими и не подверженными внешним вибрациям. Rheonics SRV и SRD хорошо зарекомендовали себя в горнодобывающей промышленности. Например, их часто используют для мониторинга транспортировка рудной пульпы, флотация, управление водными ресурсами, буровой раствор (также при глубокой добыче полезных ископаемых), или утолщение Стадии. Точный и непрерывный мониторинг помогает оптимизировать контроль концентрации, эффективность извлечения металлов и общую стабильность процесса в абразивных и химически агрессивных средах.
Рисунок 2 - Rheonics Встраиваемый вискозиметр (SRV) и измеритель плотности и вязкости (SRD) с удлиненной вставкой и резьбовым соединением NPT 1.25”
Соответствующие параметры
Измерения вязкости и плотности используются в горнодобывающей промышленности для мониторинга технологических процессов, а также для отслеживания другие сопутствующие параметры, представляющие интерес. Они включают:
Концентрация твердых веществ (% по массе или % твердых веществ)
Одна из самых важных переменных контроля в обогащении полезных ископаемых. Она напрямую влияет на эффективность измельчения, извлечение флотации и управление хвостами.
Важно для правильной транспортировки и обработки. Если пульпа слишком густая или слишком жидкая, это может привести к засорам, повреждению насоса или плохой эффективности разделения.
Рисунок 4 – Пульпопровод [2]Примеры:
Трубопроводы для транспортировки пульпы
Шламовые насосы
Питатели мельниц
Мокрое дробление
Смесительные баки с мешалками
Химический состав или однородность смешивания
Это ключевой показатель при выщелачивании, флотации, контроле pH, дозировании реагентов и флокуляции. Несоответствия в этих свойствах может сигнализировать о плохом смешивании, неполном растворении или расслоении, что влияет на извлечение и увеличивает расход реагента
Рисунок 5 – Кучное выщелачивание
Примеры:
Выщелачивающие резервуары
флокуляция
Дозирование реагента
Нейтрализация/контроль pH
Перемешивание во флотационных камерах
Емкости для подготовки реагентов
Вязкость и плотность как индикатор процесса
Встроенный вискозиметр SRV
Этот датчик измеряет широкий диапазон вязкости и температуры в режиме реального времени и подходит для установки в резервуарах для контроля процессов смешивания, а также в трубопроводах для непрерывного измерения расхода текущей жидкости. Rheonics SRV особенно подходит для высокоскоростных процессов смешивания и нечувствителен к наличию пузырьков в жидкости или внешним вибрациям.
Рисунок 6 - Rheonics Датчик SRV: Универсальность вариантов установки
Вязкость измеряет сопротивление жидкости течению. В суспензиях вязкость зависит от:
Содержание твердых веществ
Распределение частиц по размерам
Форма и химическое взаимодействие частиц
Температура
По мере увеличения вязкости пульпу становится сложнее перекачивать, смешивать или транспортировать. Измерения вязкости позволяют операторам:
Определяйте, когда шлам становится слишком густым, что может привести к засорению или перегрузке насоса.
Контролируйте поведение сдвига и выявляйте такие проблемы, как агломерация частиц или истончение.
Понимать и контролировать общее поведение потока (реологию) в различных условиях процесса.
Линейный измеритель плотности и вязкости SRD
Этот датчик добавляет плотность к вязкости и измерению температуры в реальном времени. Он лучше всего подходит для установки в трубопроводах и резервуарах с постоянный и низкий Скорость смешивания. Добавление плотности к измерениям позволяет проводить дальнейшие расчеты концентрации жидкости; однако диапазон измерения вязкости у него более узкий по сравнению с SRV, а высокая концентрация пузырьков может добавить шум к показаниям из-за измерения плотности. SRD также не подвержен внешним вибрациям.
Рисунок 7 - Rheonics Датчик SRD: Универсальность вариантов установки
Плотность относится к массе материала на единицу объема. В контексте пульп она тесно связана с процентным содержанием твердых частиц. По мере увеличения концентрации твердых частиц увеличивается и плотностьy. Измерения плотности позволяют операторам:
Постоянно отслеживайте содержание твердых веществ.
Выявляйте проблемы разбавления или изменения состава.
Управляйте такими процессами, как сгущение, флотация и измельчение, с большей точностью.
Кроме того, электроника SRD поддерживает индивидуальные расчеты технологических параметров на основе данных о плотности, вязкости и температуре, поступающих в режиме реального времени.
Основные области применения в горнодобывающей промышленности
Бурение и взрывные работы
Бурение и взрывные работы являются первыми этапами добычи полезных ископаемых, позволяющими раздробить горную породу до приемлемых размеров. Плохое дробление приводит к повышенному расходу энергии при последующем дроблении и более высокому износу оборудования.
Высокая плотность во взрывчатых эмульсиях или суспензиях (водных гелях) может снизить эффективность взрыва
Высокая вязкость во взрывоопасных эмульсиях или суспензиях (водных гелях) может препятствовать нормальному течению.
Rheonics Установка датчиков на линиях смешения или емкостях буровых растворов и взрывчатых эмульсий позволяет:
Поддержание оптимальных свойств взрывчатых эмульсий или суспензий
Улучшение взрывных характеристик и качества взрыва
Рисунок 8 – Бурение и взрывные работы [4]
Интересующие ключевые показатели эффективности
Влияние с Rheonics инструменты
Отклонение взрывчатой консистенции (%)
Уменьшается за счет контроля смешивания и перекачивания
Скорость проходки бура (м/ч)
Улучшение за счет поддержания оптимальных свойств бурового раствора
Равномерность фрагментации горных пород (индекс)
Улучшено за счет лучших взрывных характеристик
Скорость износа сверла (часов/сверло)
Уменьшено за счет лучшей смазки и меньшего механического напряжения во время бурения
Измельчение и классификация
Дробление и измельчение являются первыми этапами переработки полезных ископаемых, в ходе которых руда измельчается для облегчения последующих процессов извлечения. Этот этапы Эффективность напрямую влияет на успешность последующих операций, таких как флотация и выщелачивание.
Высокая плотность может перегрузить мельницу и привести к потере энергии.
Низкой плотности приводит к плохому измельчению и неоптимальному размеру частиц.
Высокая вязкость уменьшает движение абразива и смягчает шлифовальное действие.
Rheonics Установка датчиков на трубопроводах подачи и отвода пульпы мельниц и циклонов в контурах измельчения позволяет:
Отрегулируйте подачу воды или скорость подачи.
Предотвращение перегрузки мельницы
Оптимизируйте использование энергии
Рисунок 9 – Измельчение и классификация [5]
Интересующие ключевые показатели эффективности
Влияние с Rheonics инструменты
Удельный расход энергии (кВтч/тонну)
Уменьшено за счет оптимальных условий для пульпы
Прохождение желаемого размера продукта (%)
Увеличено за счет стабильной производительности шлифования
Изменение размера продукта (соотношение)
Меньше изменчивости, лучший контроль на последующих этапах
Производительность мельницы (тонн/час)
Увеличено за счет избежания нестабильности процесса и простоев
Флотация и разделение
Флотация — важный этап разделения при переработке полезных ископаемых, используемый для селективного извлечения ценных минералов. Плохое разделение и образование промпродукта могут привести к более высокому использованию реагентов и снижению извлечения.
Высокая плотность влияет на дисперсию воздуха и эффективность реагента.
Высокая вязкость может ограничить присоединение пузырьков к частицам.
Rheonics Установка датчиков в линиях подачи флотации, во флотационных камерах или в хвостоотводах флотационных контуров позволяет:
Отрегулируйте дозировку воды, воздуха и реагентов.
Обеспечить условия пульпы для селективной флотации.
Улучшить стабильность пены и извлечение минералов.
Предотвращение чрезмерного использования реагентов и сокращение потерь в хвостах.
Рисунок 10 – Флотация и разделение [6]
Интересующие ключевые показатели эффективности
Влияние с Rheonics инструменты
Извлечение ценных минералов (%)
Увеличено за счет усиления взаимодействия пузырьков с частицами
Расход реагента (кг/тонну)
Снижено за счет оптимизированной дозировки
Концентрат Марка (%)
Улучшено за счет лучшей селективности разделения
Потери в хвостах (%)
Уменьшено за счет минимизации выноса ценных минералов
Выщелачивание и управление кислотами
Выщелачивание — важный гидрометаллургический метод, при котором ценные металлы извлекаются из руды путем их растворения в химическом растворе. Если выщелачивающий раствор не контролируется должным образом, извлечение металла снижается.
Высокая плотность может сократить время удерживания, ограничивая растворение минералов.
Избыточная вязкость может замедлить диффузию реагентов и транспорт металлов.
Rheonics Установка датчиков в пульпопроводах или непосредственно в выщелачивающих чанах позволяет:
Оптимизируйте время удерживания и концентрацию реагента
Повышение извлечения металла
Сократить продолжительность цикла выщелачивания
Рисунок 11 – Выщелачивание и управление кислотой [7]
Интересующие ключевые показатели эффективности
Влияние с Rheonics инструменты
Целевой показатель извлечения металла (%)
Увеличено за счет оптимизированного контакта реагентов и растворения
Продолжительность цикла выщелачивания (часы)
Уменьшено за счет более быстрого завершения реакции выщелачивания
Расход выщелачивающего реагента (кг/тонну)
Снижено за счет оптимизированной дозировки
Сгущение и обезвоживание
Сгущение и обезвоживание играют важную роль в процессе переработки полезных ископаемых, поскольку они позволяют уменьшить объем шлама за счет удаления избытка воды. Недостаточный контроль может привести к неэффективному извлечению воды и образованию нестабильных хвостов для утилизации.
Плотность пульпы может указывать на хорошую загущающую способность
Избыточная вязкость может замедлить седиментацию, затрудняя отделение воды
Rheonics Установка датчиков в линиях подачи пульпы, сгустителях, нижних и верхних потоках позволяет:
Оптимизация скорости подачи пульпы и дозирования флокулянта
Убедитесь, что в нижнем продукте пульпы достигнута желаемая концентрация твердых веществ.
Максимизировать восстановление воды
Рисунок 12 – Загущение и обезвоживание [8]
Интересующие ключевые показатели эффективности
Влияние с Rheonics инструменты
Концентрация твердых частиц в нижнем продукте (%)
Улучшение, ведущее к более эффективной транспортировке и утилизации хвостов
Скорость восстановления воды (%)
Увеличено за счет оптимизированного осаждения и повышения эффективности разделения
Управление хвостохранилищами
Управление хвостохранилищами имеет важное значение, поскольку обеспечивает безопасное и экологически ответственное обращение с отходами, образующимися в процессе переработки полезных ископаемых. Если свойства пульпы не контролируются должным образом, эксплуатационные риски и затраты возрастают.
Высокая плотность Изменения могут повлиять на стабильность хвостохранилища и его долгосрочную безопасность.
Высокая вязкость увеличивает потребление энергии на перекачку и может привести к закупорке трубопроводов.
Rheonics Установка датчиков в хвостопроводах или прудах-отстойниках позволяет:
Раннее обнаружение проблем с потоком и предотвращение закупорки трубопровода
Поддержка геотехнического мониторинга хвостохранилищ
Оптимизация использования энергии при перекачке
Эффективное извлечение воды из хвостохранилищ путем определения уровней седиментации
Рисунок 13 – Управление хвостохранилищами [9]
Интересующие ключевые показатели эффективности
Влияние с Rheonics инструменты
Частота засоров хвостопровода (инцидентов/год)
Сокращено за счет упреждающего мониторинга для предотвращения блокировок
Удельный расход энергии на перекачку (кВтч/тонну)
Уменьшено за счет оптимизации параметров перекачки
Изменение плотности хвостового шлама (%)
Снижено за счет повышения стабильности хвостохранилища (ХХ) и постоянства отложений
Эффективность рекуперации воды (%)
Улучшено за счет мониторинга уровня седиментации
Управление смазкой
Управление смазкой обеспечивает непрерывную работу тяжелого горнодобывающего оборудования, включая самосвалы, экскаваторы и буровые установки. Плохое состояние смазочного материала может привести к увеличению износа двигателя или даже выходу из строя оборудования, что приведет к:
Сокращение срока службы оборудования
Неожиданные простои и дорогостоящий ремонт
Rheonics Установка датчиков в системах смазки или установках анализа масла для постоянного контроля позволяет:
Обеспечить техническое обслуживание на основе состояния
Раннее обнаружение деградации смазочных материалов
Повышение надежности оборудования и снижение затрат на техническое обслуживание
Рисунок 14 – Управление смазкой [10]
Интересующие ключевые показатели эффективности
Влияние с Rheonics инструменты
Время простоя оборудования из-за сбоев в работе системы смазки (часов/месяц)
Сокращение за счет раннего обнаружения выхода из строя смазочного материала
Расход смазки (литров/месяц)
Уменьшение за счет оптимизированных интервалов изменения
Частота замены компонентов (коэффициент)
Снижено, поскольку правильная смазка продлевает срок службы детали и снижает износ
Условия процесса и передовой опыт
Абразия эрозией
В горнодобывающих работах абразивные пульпы могут со временем разъедать датчики. В этом случае следует учитывать, что заменять нужно только датчик; электроника и кабель могут оставаться на месте. Срок службы будет зависеть от размера частиц, скорости потока и состава пульпы. Rheonics Датчики также оснащены функцией контроля абразивного износа, которая предупреждает пользователя о возникновении неисправности, обеспечивая бесперебойную работу. Ограничение скорости потока
Rheonics Зонды SRV и SRD как правило, совместим со скоростью потока до 10 м/с, поскольку Шламы, образующиеся в процессе добычи полезных ископаемых, можно перекачивать возле такие высокие скорости, чтобы предотвратить оседание, рекомендуется установить зонд должен быть параллелен направлению потока в коленах, так как это может уменьшить механическое воздействие, Тем не менее, Скорости в этом диапазоне все еще могут добавлять слишком много шума к показаниям. Для получения более подробной информации см. Rheonics Датчики типа SR для работы с высокими скоростями потока и вязкости Частицы в жидкости Rheonics Датчики могут обрабатывать мягкие частицы микронного размера с минимальным влиянием на точность, а любой дополнительный шум сигнала может быть отфильтрован электроникой. Однако суспензии с крупными частицами (миллиметрового размера или больше) могут вызвать нестабильность показаний и механическое повреждение датчика. Поэтому следует рассмотреть возможность предварительной проверки или установки вдали от этих частиц.
Горючая пыль представляет собой значительный риск взрыва в таких отраслях, как пищевая промышленность, химическая промышленность, горнодобывающая промышленность и т.д.
Плотность и вязкость бурового раствора являются важнейшими параметрами, которые напрямую влияют на эффективность бурения, устойчивость ствола скважины,…