Costurile energetice reprezintă o parte semnificativă a cheltuielilor operaţionale în industria minieră şi minieră, iar reducerea consumului îmbunătăţeşte direct rentabilitatea, reducând în acelaşi timp emisiile de gaze cu efect de seră. Instalaţiile moderne de prelucrare a mineralelor se confruntă cu o presiune din ce în ce mai mare pentru a produce concentrate de calitate superioară din depozitele de minereu de calitate inferioară, o tendinţă care stimulează intensitatea energetică. Implementarea strategiilor de eficienţă energetică nu mai este opţională este o necesitate competitivă.

Înțelegerea consumului de energie în prelucrarea mineralelor

Prelucrarea mineralelor este în mod inerent mare de energie.Cominution

  • Crushing și măcinare:] 50
  • Transport și pompare în condiții de siguranță: 10
  • Separație (flatare, gravitație, magnetică): 5
  • Deadăpare și uscare:] 5
  • Sisteme de transport și auxiliare: 5

Energia consumată pe tonă de minereu procesată poate varia în mare măsură în funcție de duritatea minereului, dimensiunea hranei pentru animale și specificațiile produsului de măcinare. Înțelegerea în cazul în care energia este utilizată și irosită este primul pas spre îmbunătățirea efectivă. Auditurile detaliate ale energiei dezvăluie adesea că multe instalații funcționează departe de optimul lor teoretic, cu pierderi din ineficiențe ale echipamentelor, strategii de control slabe și echipamente subutilizate.

Strategii de îmbunătăţire a eficienţei energetice

1. Optimizarea funcționării echipamentului

Multe instalaţii de prelucrare execută echipamente la viteze fixe indiferent de sarcina reală, ceea ce duce la o pierdere semnificativă de energie. Conductoare de frecvenţă variabile (VFD) permite motoarelor să funcţioneze la viteza necesară de proces, reducând puterea de extragere cu 20

Întreţinerea regulată este la fel de critică. Echipamentele slab întreţinute consumă mai multă energie: garniturile uzate din morile de măcinare cresc consumul de medie şi necesită o putere mai mare; centurile şi motoarele greşit aliniate generează pierderi de frecare; şi filtrele murdare din colectoarele de praf cresc cererea de energie a ventilatorului. Un program structurat de întreţinere preventivă, cuplat cu monitorizarea stării (analiza vibraţiilor, termografie, analiza uleiului), asigură funcţionarea echipamentului la eficienţa maximă.

2. Implementați controlul avansat al procesului

Sistemele avansate de control al proceselor (APC) folosesc date în timp real pentru a ajusta continuu parametrii de funcționare, menținând procesele la punctul lor de funcționare cel mai eficient. În circuitele de măcinare, APC poate optimiza viteza de moară, rata de alimentare și clasificarea prin controlul densității și presiunii de alimentare ciclon. În flotație, poate ajusta doza de reactiv și ratele de aerare bazate pe chimia de uzură. Aceste sisteme reduc de obicei consumul de energie cu 5

Forţele moderne ale APC maşini de învăţare şi model de control predictiv[ pentru a anticipa perturbările înainte de apariţia lor. De exemplu, un model predictiv poate detecta o supraîncărcare iminentă a morii şi reduce rata de alimentare înainte de stalpile morii, evitând energia de supratensionare necesară repornirii unei mori complete. Multe astfel de sisteme sunt conectate acum în cloud, permiţând optimizarea la distanţă în mai multe locuri. ]S. Departamentul de Energies Advanced Manufacturing Office a documentat studii de caz în care APC în operaţiunile miniere au salvat milioane de dolari anual.

3. Upgrade la echipamente eficiente din punct de vedere energetic

Înlocuirea echipamentelor vechi cu modele moderne, eficiente din punct de vedere energetic poate reduce dramatic consumul de energie. În comuniune, Rollele de măcinare de înaltă presiune (HPGR) consumă 20 rii 50% mai puţină energie decât morile convenţionale de mingi pentru acelaşi raport de reducere. morile de presă Stirred, cum ar fi Vertimill sau IsaMill, sunt, de asemenea, semnificativ mai eficiente din punct de vedere energetic în aplicaţii de măcinare fine şi ultra-fine, comparativ cu fabricile de turbare.

În sistemele de pompare, folosind motoare de înaltă eficienţă (clasa IIE4 sau IE5) şi pompe de operare în apropierea punctului lor de eficienţă (BEP) pot reduce consumul de energie cu 15

4. Recuperarea și reutilizarea căldurii reziduale

Operaţiunile de uscare şi calcinare resping adesea gazele de temperatură înaltă care conţin energie termică recuperabilă. Sistemele de recuperare a căldurii reziduale pot preîncălzi materiile prime pentru furaje, aerul de combustie sau apa pentru curăţare şi uz casnic. Schimbătoarele de căldură pot capta căldură din gazele de eşapament sau din gazele de uscare şi pot transfera-o într-un lichid de transfer de căldură, care poate fi apoi utilizat pentru preîncălzirea minereului sau generarea aburului de joasă calitate pentru alte procese. Această abordare poate reduce energia totală utilizată pentru uscare cu 20 2016/1340% în unele aplicaţii.

În climate mai reci, căldura reziduală poate fi folosită pentru încălzirea clădirilor, a incintelor transportoare și a apei pentru flotația de spumă, reducând nevoia de instalații de încălzire cu combustibil fosil și pe bază de combustibili fosili. CSIRO a demonstrat sisteme integrate de recuperare a căldurii în instalațiile de prelucrare a mineralelor din Australia care reduc cererea globală de energie fără a compromite calitatea produsului.

5. Optimizarea circuitelor de grindare

Deoarece măcinarea consumă cea mai mare parte din energie, chiar şi îmbunătăţirile minore produc economii semnificative. Tehnicile includ:

  • Înlocuirea ecranelor cu hidrociclone care asigură o clasificare mai clară și reduc supraîncălzirea.
  • Etapele de reducere a dimensiunii totale pentru a reduce dimensiunea hranei pentru animale la cantitatea primară de energie de la o cantitate de 20% la o cantitate de hrană pentru animale poate reduce consumul de energie cu 10izare.
  • Folosind medii de măcinare de dimensiuni optime și materiale [] poate fi nevoie de medii mai mari pentru măcinarea grosieră, în timp ce mediile mai mici îmbunătățește eficiența de măcinare fină; folosind bile de înaltă rezistență forjate sau turnate poate reduce uzura și menține o greutate constantă de încărcare a morilor.
  • Optimizarea vitezei și volumului de încărcare al morii prin monitorizarea continuă a extragerii energiei electrice.

Testele de măcinare a seriei și software-ul de simulare (de exemplu, JKSimMet, Analiza indicelui de lucru al obligațiunilor) ajută inginerii să proiecteze configurația celor mai eficiente din punct de vedere energetic a unui anumit minereu. Implementarea unui sistem de gestionare a energiei de cementare și măcinare poate furniza feedback în timp real privind consumul specific de energie pe tonă de produs, permițând operatorilor să adapteze parametrii pentru câștiguri imediate.

6. Îmbunătățirea clasificării și a eficienței separării

Clasificarea slabă și separarea forța circuitul de măcinare pentru a consuma energie suplimentară pentru a reprocesa materiale care ar fi trebuit să fie respinse sau trimise în aval. În flotație, îmbunătățirea stabilității spumei și distribuția dimensiunii bulelor poate crește recuperarea în timp ce reducerea energiei se trage pe motoarele celulelor de flotație. Separatoare de hidrofloat și ciclonuri inteligente care ajustează punctele de tăiere în timp real reduc materialele deplasate și sarcinile de recirculare mai mici.

În separarea gravitaţională, separatoarele de gravitaţie şi concentratoarele gravitaţionale îmbunătăţite oferă o eficienţă mai bună cu o putere mai mică pe tonă procesată. Separarea magnetică folosind magneţi de pământ rari de mare intensitate consumă foarte puţină putere şi poate înlocui fazele de flotaţie înfometate de energie în unele aplicaţii. Un circuit de separare bine proiectat care minimizează amplasarea greşită reduce direct energia necesară în etapele următoare.

7. Integrarea surselor de energie regenerabile

Multe centrale de prelucrare a mineralelor, în special cele din locații îndepărtate, se bazează pe generatoare diesel sau pe electricitate de rețea cu intensitate ridicată a carbonului. Integrarea sistemelor fotovoltaice solare, turbine eoliene sau hibride poate compensa o parte substanțială a sarcinii electrice a centralei. De exemplu, o rețea solară de 5 MW la un concentrat de cupru la distanță din Chile oferă până la 20% din cererea de energie electrică în timpul zilei a fabricii, reducând consumul de combustibil.

Sistemele de stocare a energiei (de stocare a bateriilor, hidropompate) pot reduce gradul de intermitență a surselor regenerabile de energie, oferind totodată transferul de sarcină pentru a profita de prețul energiei electrice în timp de utilizare. În unele regiuni, stimulentele guvernamentale și costurile mai mici ale echipamentelor au făcut ca perioada de rambursare a energiei regenerabile la fața locului să fie mai mică de cinci ani. Agenția Internațională pentru Energie a publicat resurse privind integrarea surselor regenerabile în operațiunile miniere, subliniind fezabilitatea tehnică și economică.

Considerații suplimentare

Tehnologia nu poate realiza eficienta energetica deplina. Crearea unei culturi de constientizare a energiei in randul angajatilor este esentiala. Programele de instruire care invata operatorii cum sa identifice deseurile energetice, sa foloseasca bordurile de bord si sa adapteze procesele pentru eficienta pot aduce imbunatatiri imediate. Unele plante detin evenimente

Auditurile de energie efectuate periodic de profesioniști certificați (de exemplu, auditorii certificați ISO 50001) ajută la descoperirea pierderilor ascunse. Auditurile trebuie efectuate cel puțin o dată la doi ani și includ analiza sistemelor de aer comprimat (de multe ori o sursă majoră de scurgere), a sistemelor de abur și a factorului de putere electrică. Condensatoarele de corecție a factorului de putere pot reduce sancțiunile de utilitate și pot elibera capacitatea transformatorului.

Implementarea unui sistem de management al energiei bazat pe ISO 50001 oferă un cadru structurat pentru stabilirea indicatorilor de performanță energetică (ISP), urmărirea progreselor și îmbunătățirea continuă. Multe companii miniere au obținut certificarea ISO 50001 și au raportat reducerea cu 10 țiglă a intensității energetice în termen de trei ani.

Concluzie

Îmbunătăţirea eficienţei energetice în instalaţiile de prelucrare a mineralelor este o muncă multiplicată care combină optimizarea echipamentelor, automatizarea proceselor, recuperarea căldurii reziduale, reproiectarea circuitelor şi o cultură organizaţională de susţinere. Strategiile prezentate în acest articol oferă căi practice şi dovedite de reducere a consumului de energie cu 15 ANI sau mai mult, cu beneficii financiare şi de mediu corespunzătoare.

Pe măsură ce clasele de minereu continuă să scadă și costurile energetice cresc, centralele care investesc în eficiența energetică astăzi vor fi cele mai rezistente și profitabile mâine. Prin adoptarea unei abordări sistematice, începând cu un audit energetic, prin implementarea unor schimbări operaționale cu costuri reduse, apoi progresând către îmbunătățiri mari de capital și către integrarea în surse regenerabile de energie,operatorii pot realiza îmbunătățiri substanțiale și durabile. Călătoria către eficiența energetică nu este un proiect unic, ci un proces continuu de măsurare, analiză și inovare.