ऊर्जा लागत खनन और खनिज उद्योग में परिचालन व्यय का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और खपत को कम करने के लिए ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करते हुए सीधे लाभप्रदता में सुधार होता है। आधुनिक खनिज प्रसंस्करण संयंत्रों में उच्च ग्रेड वाले अयस्क जमा से उच्च स्तर के केंद्रित होने के लिए दबाव बढ़ना पड़ता है, एक प्रवृत्ति जो ऊर्जा की तीव्रता को बढ़ाती है। ऊर्जा दक्षता रणनीतियों को लागू करना अब वैकल्पिक नहीं है - यह एक प्रतिस्पर्धी आवश्यकता है।

खनिज प्रसंस्करण में ऊर्जा की खपत को समझना

खनिज प्रसंस्करण स्वाभाविक रूप से ऊर्जा-गहनशील है। कम्युनेशन-क्रशिंग और पीस-अलोन एक प्रसंस्करण संयंत्र में उपयोग की जाने वाली कुल ऊर्जा का 50-70% हिस्सा खाता है। मुख्य प्रक्रिया चरणों में ऊर्जा खपत का सामान्य टूटने इस प्रकार है:

  • Crushing and grinding: 50-70% संयंत्र ऊर्जा
  • ]स्लरी परिवहन और पंपिंग: 10-20%
  • ]Separation (फ्लोटेशन, ग्रेविटी, चुंबकीय): 5-15%
  • Dwatering and सुखाने: 5–10%
  • Conveying and ancillary system: 5–10%

प्रति टन की ओर संसाधित ऊर्जा का उपभोग करने से अयस्क कठोरता, फ़ीड आकार और उत्पाद विनिर्देशों को पीसने के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न हो सकता है। यह समझना कि ऊर्जा का उपयोग कहां किया जा रहा है-और बर्बाद-प्रभावी सुधार की ओर पहला कदम है। विस्तृत ऊर्जा लेखा परीक्षा अक्सर बताती है कि कई पौधे अपने सैद्धांतिक इष्टतम से दूर चल रहे हैं, जिसमें उपकरण की अक्षमता, खराब नियंत्रण रणनीतियों और underutilized उपकरणों से नुकसान होता है।

ऊर्जा दक्षता में सुधार करने के लिए रणनीतियाँ

1. ऑप्टिमाइज़ उपकरण ऑपरेशन

कई प्रसंस्करण संयंत्र वास्तविक भार की परवाह किए बिना निश्चित गति पर उपकरण चलाते हैं, जिससे महत्वपूर्ण ऊर्जा अपशिष्ट होता है। Variable आवृत्ति ड्राइव (VFDs) मोटर्स को प्रक्रिया द्वारा आवश्यक गति पर काम करने की अनुमति देते हैं, जिससे कई अनुप्रयोगों में 20-40% तक बिजली ड्रॉ को कम किया जा सकता है। कोल्हू कन्वेयर, मिल मोटर्स, पंप ड्राइव और वेंटिलेशन प्रशंसकों पर VFDs की स्थापना तेजी से भुगतान की जा सकती है।

नियमित रखरखाव समान रूप से महत्वपूर्ण है। खराब रखरखाव उपकरण अधिक ऊर्जा का उपभोग करता है: पीसने वाली मिलों में पहने हुए लाइनर मीडिया की खपत को बढ़ाते हैं और उच्च शक्ति इनपुट की आवश्यकता होती है; गलत तरीके से बेल्ट और ड्राइव घर्षण हानि उत्पन्न करते हैं; और धूल कलेक्टरों में गंदे फिल्टर प्रशंसक शक्ति की मांग को बढ़ाते हैं। एक संरचित निवारक रखरखाव कार्यक्रम, स्थिति निगरानी (कंपन विश्लेषण, थर्मोग्राफी, तेल विश्लेषण) के साथ मिलकर, यह सुनिश्चित करता है कि उपकरण चरम दक्षता पर काम करता है।

2. उन्नत प्रक्रिया नियंत्रण लागू करें

उन्नत प्रक्रिया नियंत्रण (एपीसी) सिस्टम ऑपरेटिंग मापदंडों को लगातार समायोजित करने के लिए वास्तविक समय के डेटा का उपयोग करते हैं, जो उनके सबसे कुशल ऑपरेटिंग बिंदु पर प्रक्रियाओं को रखते हैं। पीसने वाले सर्किट में, एपीसी चक्रवात फ़ीड घनत्व और दबाव को नियंत्रित करके मिल गति, फ़ीड दर और वर्गीकरण को अनुकूलित कर सकता है। फ्लोटेशन में, यह स्लरी रसायन विज्ञान के आधार पर अभिकर्मक खुराक और वायुयान दर को समायोजित कर सकता है। ये सिस्टम आम तौर पर 5-15% तक ऊर्जा खपत को कम करते हैं जबकि थ्रूपुट और वसूली को बढ़ाते हैं।

आधुनिक एपीसी लिवरेज मशीन लर्निंग और मॉडल भविष्यवाणियों नियंत्रण उनमें होने से पहले गड़बड़ी का अनुमान लगाने के लिए उदाहरण के लिए, एक भविष्यवाणियों का मॉडल एक इम्फाइंड मिल अधिभार का पता लगा सकता है और मिल स्टालों से पहले फीड रेट को कम कर सकता है, जो एक पूर्ण मिल को फिर से शुरू करने के लिए आवश्यक सर्ज ऊर्जा से बचने के लिए कई ऐसी प्रणालियों को अब क्लाउड-कनेक्ट किया गया है, जिससे कई साइटों में रिमोट ऑप्टिमाइज़ेशन की अनुमति मिलती है। U.S. Department of Energy's Advanced Manufacturing Office] ने मामले अध्ययनों को दस्तावेज किया है जहां खनन कार्यों में एपीसी ने सालाना लाखों डॉलरों को बचाया है।

3. ऊर्जा कुशल उपकरण में अपग्रेड

आधुनिक, ऊर्जा कुशल डिजाइन के साथ विरासत उपकरण की जगह नाटकीय रूप से ऊर्जा उपयोग में कटौती कर सकते हैं। कम्युनेशन में, उच्च दबाव पीसने वाले रोल (HPGR) समान कमी अनुपात के लिए पारंपरिक बॉल मिलों की तुलना में 20-50% कम ऊर्जा का उपभोग करते हैं। वर्टिमिल या इसामिल जैसे स्टिरर्ड मीडिया मिल्स, टम्बलिंग मिलों की तुलना में ठीक और अल्ट्रा-फाइन पीस अनुप्रयोगों में काफी अधिक ऊर्जा कुशल हैं।

पंपिंग सिस्टम में, उच्च दक्षता मोटर्स (IE4 या IE5 वर्ग) का उपयोग करके और अपने सर्वोत्तम दक्षता बिंदु (BEP) के पास ऑपरेटिंग पंप 15-30% तक ऊर्जा खपत को कम कर सकते हैं। आधुनिक मजबूर-एयर या जेम्सन कोशिकाओं के साथ पुराने फ्लोटेशन कोशिकाओं को बदलना हवा फैलाव और बबल आकार में सुधार कर सकता है, जिससे आंदोलन के लिए आवश्यक शक्ति को कम किया जा सकता है। गोदामों और वॉकवे में गति सेंसर के साथ उच्च दक्षता वाले प्रकाश को स्थापित करने जैसे सरल उन्नयन समग्र संयंत्र बचत में योगदान करते हैं।

4. अपशिष्ट हीट को पुनर्प्राप्त और पुन: उपयोग करें

सुखाने और कैल्सीनिंग ऑपरेशन अक्सर उच्च तापमान गैसों को अस्वीकार करते हैं जिनमें पुनर्प्राप्त करने योग्य थर्मल ऊर्जा होती है। अपशिष्ट गर्मी वसूली प्रणाली सफाई और घरेलू उपयोग के लिए फ़ीड सामग्री, दहन हवा या पानी को पहले से गरम कर सकती है। हीट एक्सचेंजर्स भट्ठा निकास या ड्रायर ऑफ-गैस से गर्मी पर कब्जा कर सकते हैं और इसे गर्मी हस्तांतरण तरल पदार्थ में स्थानांतरित कर सकते हैं, जिसका उपयोग अन्य प्रक्रियाओं के लिए कम-ग्रेड भाप को पहले से गरम करने या उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। यह दृष्टिकोण कुछ अनुप्रयोगों में 20-40% तक सूखने के लिए उपयोग की जाने वाली कुल ऊर्जा को कम कर सकता है।

ठंडी मौसम में, अपशिष्ट गर्मी का उपयोग इमारतों, कन्वेयर बाड़ों और जल को गर्मी के लिए किया जा सकता है, जो जीवाश्म ईंधन से चलने वाले हीटर की आवश्यकता को कम करता है। CSIRO] ने ऑस्ट्रेलियाई खनिज प्रसंस्करण संयंत्रों में एकीकृत ताप वसूली प्रणाली का प्रदर्शन किया है जो उत्पाद की गुणवत्ता को समझौता किए बिना समग्र ऊर्जा मांग को कम करते हैं।

5. ऑप्टिमाइज़ ग्राइंडिंग सर्किट

चूंकि पीस ऊर्जा का सबसे बड़ा हिस्सा उपभोग करती है, यहां तक कि मामूली सुधारों में महत्वपूर्ण बचत होती है। तकनीकों में शामिल हैं:

  • ]] हाइड्रोसाइक्लोन के साथ स्क्रीन को बदलना जो तेज वर्गीकरण प्रदान करता है और ओवरग्रिड को कम करता है।
  • ]]Installing आकार में कमी चरणों प्राथमिक मिल को फ़ीड आकार कम करने के लिए - फ़ीड आकार में 20% कमी 10-15% तक ऊर्जा खपत में कटौती कर सकती है।
  • ]]:Using पीस मीडिया के इष्टतम आकार और सामग्री - बड़े मीडिया की जरूरत मोटे पीस के लिए हो सकती है, जबकि छोटे मीडिया में सुधार ठीक पीस दक्षता; उच्च कठोरता जाली या कास्ट गेंदों का उपयोग पहनने को कम कर सकते हैं और लगातार मिल चार्ज वजन बनाए रख सकते हैं।
  • ]]Optimizing मिल गति और चार्ज मात्रा मिल शक्ति ड्रॉ की निरंतर निगरानी के माध्यम से।

बैच पीस परीक्षण और सिमुलेशन सॉफ्टवेयर (जैसे, JKSimMet, बॉन्ड वर्क इंडेक्स विश्लेषण) इंजीनियरों को दिए गए अयस्क के लिए सबसे अधिक ऊर्जा कुशल सर्किट विन्यास डिजाइन करने में मदद करता है। cementing और पीस ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली को लागू करने के लिए ऑपरेटरों को तत्काल लाभ के लिए मापदंडों को समायोजित करने में सक्षम बनाता है, उत्पाद के प्रति टन विशिष्ट ऊर्जा खपत पर वास्तविक समय प्रतिक्रिया प्रदान कर सकते हैं।

6. वर्गीकरण और पृथक्करण क्षमता में सुधार

गरीब वर्गीकरण और अलगाव को फिर से प्रक्रिया सामग्री को अतिरिक्त ऊर्जा का उपभोग करने के लिए पीस सर्किट को मजबूर करता है जिसे अस्वीकार कर दिया गया है या डाउनस्ट्रीम भेजा जाना चाहिए। प्लवनशीलता में, फ्रोथ स्थिरता और बबल आकार वितरण में सुधार फ्लोटेशन सेल मोटर्स पर बिजली ड्रॉ को कम करते समय वसूली में वृद्धि कर सकता है। ] Hydrofloat विभाजक और स्मार्ट चक्रवात जो वास्तविक समय में कट बिंदुओं को समायोजित करने से धुंधले पदार्थों को कम किया जाता है और कम परिसंचारी भार कम हो जाता है।

गुरुत्वाकर्षण अलगाव में, बहु-ग्रेविटी विभाजक और बढ़ी हुई गुरुत्वाकर्षण सांद्रता में प्रति टन संसाधित कम ऊर्जा इनपुट के साथ बेहतर दक्षता प्रदान करते हैं। उच्च तीव्रता वाले दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक का उपयोग करके चुंबकीय अलगाव बहुत कम शक्ति का उपभोग करता है और कुछ अनुप्रयोगों में ऊर्जा-भूखा प्लवनशीलता चरणों को प्रतिस्थापित कर सकता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए अलगाव सर्किट जो कि गलत जगह को कम करता है, बाद के चरणों में आवश्यक ऊर्जा को कम करता है।

7. एकीकृत अक्षय ऊर्जा स्रोत

कई खनिज प्रसंस्करण संयंत्र, विशेष रूप से दूरस्थ स्थानों में, उच्च कार्बन तीव्रता के साथ डीजल जनरेटर या ग्रिड बिजली पर भरोसा करते हैं। सौर फोटोवोल्टिक, पवन टरबाइन, या हाइब्रिड सिस्टम को एकीकृत करने से पौधे के विद्युत भार का पर्याप्त हिस्सा हो सकता है। उदाहरण के लिए, चिली में रिमोट कॉपर कंसेंटेटर पर 5 मेगावाट की सौर सरणी पौधे की दिन-समय की बिजली की मांग का 20% तक प्रदान करती है, जिससे ईंधन की खपत को कम किया जा सकता है।

Energy भंडारण प्रणाली (बैटरी भंडारण, पंप हाइड्रो) नवीकरणीय ऊर्जा की अंतरमीठा को चिकना कर सकता है जबकि समय-समय पर बिजली मूल्य निर्धारण का लाभ उठाने के लिए लोड शिफ्टिंग भी प्रदान करता है। कुछ क्षेत्रों में, सरकारी प्रोत्साहन और कम उपकरण लागत ने पांच साल से कम समय तक साइट नवीकरण के लिए लौटाने की अवधि बनाई है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी ने खनन कार्यों में अक्षय को एकीकृत करने, तकनीकी और आर्थिक व्यवहार्यता को उजागर करने के लिए संसाधनों को प्रकाशित किया है।

अतिरिक्त विचार

अकेले प्रौद्योगिकी पूर्ण ऊर्जा दक्षता हासिल नहीं कर सकती है। कर्मचारियों के बीच ऊर्जा जागरूकता की संस्कृति बनाना आवश्यक है। प्रशिक्षण कार्यक्रम जो ऑपरेटरों को सिखाते हैं कि ऊर्जा अपशिष्ट की पहचान कैसे की जाए, डैशबोर्ड का उपयोग कैसे किया जाए, और दक्षता के लिए प्रक्रियाओं को समायोजित करने से तत्काल सुधार हो सकता है। कुछ पौधे "ऊर्जा kaizen" की घटनाओं को पकड़ते हैं जहां क्रॉस-फंक्शनल टीमें विशिष्ट क्षेत्रों में ऊर्जा अपशिष्ट की पहचान करती हैं और समाप्त करती हैं।

नियमित ऊर्जा लेखा परीक्षा प्रमाणित पेशेवरों (जैसे, ISO 50001 प्रमाणित लेखा परीक्षक) द्वारा आयोजित की गई छिपे हुए नुकसान को उजागर करने में मदद करती है। लेखा परीक्षा कम से कम हर दो साल में की जानी चाहिए और संपीड़ित वायु प्रणालियों (एक प्रमुख रिसाव स्रोत), भाप प्रणालियों और विद्युत शक्ति कारक का विश्लेषण शामिल किया जाना चाहिए। पावर फैक्टर सुधार संधारित्र उपयोगिता दंड को कम कर सकते हैं और ट्रांसफार्मर क्षमता को मुक्त कर सकते हैं।

एक ] ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (एनएमएस) को लागू करने के लिए ISO 50001 पर आधारित ऊर्जा प्रदर्शन संकेतकों (एनएसपीआई), ट्रैकिंग प्रगति और लगातार सुधार की स्थापना के लिए एक संरचित ढांचा प्रदान करता है। कई खनन कंपनियों ने ISO 50001 प्रमाणन हासिल किया है और तीन वर्षों के भीतर ऊर्जा तीव्रता में 10-20% की कमी की सूचना दी है।

निष्कर्ष

खनिज प्रसंस्करण संयंत्रों में ऊर्जा दक्षता में सुधार एक बहुफेस प्रयास है जो उपकरण अनुकूलन, प्रक्रिया स्वचालन, अपशिष्ट गर्मी वसूली, सर्किट फिर से डिजाइन और एक सहायक संगठनात्मक संस्कृति को जोड़ती है। इस लेख में उल्लिखित रणनीतियों ने 15-30% या उससे अधिक की ऊर्जा खपत को कम करने के लिए व्यावहारिक, सिद्ध मार्ग प्रदान किया है, जिसमें संबंधित वित्तीय और पर्यावरणीय लाभ हैं।

चूंकि अयस्क ग्रेड गिरावट और ऊर्जा लागत में वृद्धि जारी रखते हैं, आज ऊर्जा दक्षता में निवेश करने वाले पौधे कल सबसे अधिक लचीला और लाभदायक होंगे। एक व्यवस्थित दृष्टिकोण लेने से - ऊर्जा लेखा परीक्षा के साथ शुरू करना, कम लागत वाले परिचालन परिवर्तनों को लागू करना, फिर पूंजी-गहन उन्नयन और अक्षय एकीकरण की प्रगति-संचालनकर्ता पर्याप्त, स्थायी सुधार प्राप्त कर सकते हैं। ऊर्जा दक्षता की ओर यात्रा एक बार की परियोजना नहीं है लेकिन माप, विश्लेषण और नवाचार की निरंतर प्रक्रिया है।