Com seleccionar sistemes d'oxigen PSA per a llocs de mineria remots

Introducció

Molts projectes de mineria d'or, coure, plom-zinc, liti i terres rares operen lluny dels centres de producció de gas industrial. En aquests llocs, sovint es requereix oxigen per a processos metal·lúrgics, circuits de lixiviació de cianur, sistemes de tractament d'aigües residuals, operacions de suport a la fosa i instal·lacions de resposta d'emergència.

A diferència de les mines situades a prop de les zones industrials, les mines remotes s'enfronten a reptes addicionals a l'hora d'aprovisionar-se d'oxigen. Les rutes de transport llargues, la infraestructura limitada, l'accés estacional per carretera i els alts costos logístics poden afectar significativament la fiabilitat del subministrament d'oxigen i les despeses operatives.

Per aquest motiu, molts operadors miners estan substituint l'oxigen subministrat per sistemes de generació d'oxigen-in situ basats en la tecnologia d'adsorció de canvi de pressió (PSA).

Tanmateix, seleccionar una planta d'oxigen de PSA per a una mina remota requereix més que triar una capacitat de producció. Els enginyers han d'avaluar la demanda del procés, les condicions del lloc, la disponibilitat d'energia, l'exposició ambiental, els requisits d'expansió, la capacitat de manteniment i el mètode de desplegament abans de seleccionar l'equip.

Aquest article explica els factors clau d'enginyeria implicats en la selecció d'un sistema d'oxigen PSA per a projectes de mineria remota.

1. Definiu el requisit real de consum d'oxigen

Comenceu amb la demanda d'oxigen del procés

El primer pas és calcular el consum d'oxigen a nivell de procés.
Les aplicacions mineres que requereixen oxigen poden incloure:
· Recuperació d'or CIL
· Recuperació d'or CIP
· Reactors d'oxidació
· Sistemes d'alimentació de generació d'ozó
· Tractament d'aigües residuals
· Operacions de suport a la fosa
· Sistemes d'emergència subterranis
Cada procés consumeix oxigen de manera diferent.

Per exemple, una planta de processament d'or pot injectar oxigen a:
· Tancs de pre-lixiviació
· Dipòsits de lixiviació
· Conduccions de purins
El flux d'oxigen requerit depèn de:
· Rendiment de mineral
· Densitat de purins
· Concentració de cianur
· Nivell d'oxigen dissolt objectiu
La selecció d'equips sense determinar la demanda real del procés sovint es tradueix en un sobredimensionament o subdimensionament.

Calcula la demanda màxima en lloc de la demanda mitjana

Les operacions mineres rarament consumeixen oxigen a un ritme constant. Els enginyers haurien d'avaluar:
· Demanda mitjana d'oxigen
· Màxima demanda d'oxigen
· Demanda d'expansió futura

Per exemple: una mina que consumeix una mitjana de 300 Nm³/h d'oxigen pot experimentar un consum màxim superior a 450 Nm³/h durant els augments del rendiment o les campanyes d'optimització de la producció. La mida del sistema hauria d'adaptar-se als pics operatius en lloc de les condicions mitjanes soles.

2. Determineu la puresa d'oxigen requerida

Els diferents processos de mineria tenen diferents requisits de puresa

No totes les aplicacions mineres requereixen la mateixa puresa d'oxigen. Els sistemes típics d'oxigen PSA produeixen un 90%, 93% o 95% de puresa d'oxigen.

Per a moltes operacions de lixiviació d'or, la concentració d'oxigen dins d'aquest rang és suficient per augmentar els nivells d'oxigen dissolt en purins. La puresa seleccionada s'ha de basar en:
· Disseny de processos
· Assajos metal·lúrgics
· Eficiència de transferència d'oxigen
· Objectius de recuperació
Una puresa més alta generalment requereix una capacitat de producció més baixa del mateix sistema PSA. Els enginyers han d'avaluar els requisits de puresa i de flux simultàniament.

3. Avaluar la ubicació del lloc i les condicions logístiques

Les rutes de transport influeixen en la selecció del sistema

Les mines remotes pateixen sovint limitacions logístiques. Alguns exemples inclouen: campaments miners del desert, operacions de muntanya, projectes d'exploració àrtica i instal·lacions mineres de les illes. Les condicions de transport influeixen en les dimensions de l'equip, els mètodes de lliurament i l'estratègia d'instal·lació. Abans de seleccionar una planta de PSA, els equips del projecte haurien d'avaluar les restriccions d'amplada de la carretera, els límits de càrrega del pont, les instal·lacions portuàries i la disponibilitat de grues. Aquests factors afecten la configuració de l'equip i la planificació de l'enviament.

Avaluar l'accessibilitat estacional

Algunes mines perden l'accés a la carretera durant les èpoques de neu, els períodes de monsó o les condicions d'inundació. Si l'accés al manteniment es torna difícil durant una part de l'any, la redundància del sistema pot arribar a ser més important que el cost de capital mínim. En aquestes situacions, els enginyers sovint especifiquen compressors de seguretat, capacitat d'emmagatzematge addicional, kits de vàlvules de recanvi i instrumentació redundant per reduir el risc operacional.

4. Considereu el desplegament en contenidors

Per què els sistemes en contenidors són habituals a les mines remotes

Els llocs remots sovint no tenen infraestructura durant les primeres etapes del projecte. La construcció d'un edifici de generació d'oxigen convencional pot requerir fonaments de formigó, acer estructural, sistemes de cobertes i sales elèctriques. Aquests requisits augmenten la complexitat de la construcció.

Una solució de gas en contenidors NEWTEK integra equips de generació d'oxigen dins d'un contenidor ISO abans de l'enviament. L'equip normalment inclou: compressor d'aire, receptor d'aire, assecador d'aire, paquet de filtració, generador d'oxigen PSA i sistema de control PLC. El contenidor actua com a tancament de l'equip, marc de transport i estructura de protecció contra la intempèrie.

Requisits d'instal·lació:La majoria dels sistemes contenidors requereixen: 1. Fonaments de formigó, 2. Connexió d'alimentació, 3. Connexió de canonades d'oxigen i 4. Posada en marxa. En comparació amb la construcció de plantes tradicionals, es requereixen menys activitats de muntatge de camp. Això pot ser especialment important en entorns miners remots on els recursos de construcció són limitats.

5. Avaluar les condicions ambientals

Regions mineres d'alta temperatura:Els projectes de mineria en entorns desèrtics sovint experimenten temperatures ambientals superiors als 40 graus, acumulació de pols i exposició a la calor solar. Les altes temperatures afecten la refrigeració del compressor, l'eficiència de l'assecador i la vida útil dels components elèctrics. Els equips s'han de seleccionar amb una capacitat de refrigeració i un disseny de ventilació adequats.

Operacions de mineria en clima fred:Els projectes miners a les regions del nord poden experimentar temperatures inferiors a -zero, acumulació de neu i riscos de condensació congelada. Els sistemes de tractament d'aire han de protegir les vàlvules de drenatge, els tubs d'instruments i els circuits de refrigeració del compressor de les condicions de congelació.

Llocs miners costaners:Les instal·lacions mineres properes als ports poden experimentar ruixats de sal, humitat i atmosferes corrosives. Aquestes condicions poden requerir tubs d'acer inoxidable, recobriments-resistents a la corrosió i elements de fixació-marins per reduir la degradació de l'equip-a llarg termini.

6. Avaluar la infraestructura elèctrica i el manteniment

La disponibilitat elèctrica afecta directament el disseny del sistema

Les plantes d'oxigen de PSA es basen principalment en compressors d'aire, sistemes de control i equips de tractament d'aire. Els requisits d'energia augmenten amb la capacitat de producció d'oxigen. Els enginyers haurien d'avaluar la disponibilitat d'energia, la capacitat del generador, l'estabilitat de tensió i les condicions harmòniques abans de seleccionar l'equip.

Generador-Powered Mining Camps:Molts projectes d'exploració es basen en generadors dièsel. En aquests casos, el disseny de la planta d'oxigen hauria de tenir en compte la càrrega del generador, el corrent d'arrencada i el consum de combustible per garantir la compatibilitat amb la infraestructura elèctrica disponible.

7. Avaluar la capacitat de manteniment i els components crítics

Les mines remotes sovint tenen un suport tècnic limitat. És possible que els equips de manteniment dels llocs remots no incloguin especialistes de PSA. Per tant, la selecció de l'equip hauria de tenir en compte la disponibilitat de peces de recanvi, l'accessibilitat de diagnòstic i l'estandardització de l'instrument. Els sistemes que utilitzen components industrials comuns poden simplificar la planificació del manteniment. Els components crítics que requereixen una inspecció rutinària inclouen:

8. Planifica per a l'expansió futura i els avantatges de NEWTEK

El rendiment de la mineria canvia sovint:Els projectes miners sovint augmenten la capacitat de processament després de la posada en marxa. Alguns exemples inclouen: expansions de molí, dipòsits de lixiviació addicionals i augment del rendiment de mineral. Si s'espera que la demanda d'oxigen creixi, els enginyers haurien d'avaluar les opcions d'expansió durant l'etapa de disseny inicial.

Els dissenys modulars de PSA simplifiquen l'expansió:Moltes plantes d'oxigen NEWTEK PSA utilitzen arquitectura modular. L'expansió pot implicar: torres d'adsorció addicionals, recipients d'emmagatzematge més grans i capacitat addicional del compressor. Aquest enfocament pot augmentar la producció d'oxigen sense substituir tot el sistema.

Per què moltes mines remotes seleccionen plantes d'oxigen en contenidors NEWTEK:Una planta d'oxigen en contenidors NEWTEK GROUP combina equips de generació d'oxigen, sistemes de tractament d'aire, recipients d'emmagatzematge i controls automatitzats dins d'un recinte transportable. Per a projectes de mineria remota, aquesta configuració ofereix diversos avantatges pràctics:
· Requisits reduïts de muntatge de camp
· Planificació simplificada del transport
· Protecció contra la pols i l'exposició a la intempèrie
· Opcions d'ampliació de capacitat modular
· Integració amb sistemes d'injecció d'oxigen CIL i CIP
Com que l'oxigen es genera directament a partir de l'aire ambient, les mines poden reduir la dependència dels lliuraments recurrents de cilindres i el transport d'oxigen líquid.

PMF

Conclusió

La selecció d'un sistema d'oxigen PSA per a un lloc miner remot requereix una avaluació detallada de la demanda d'oxigen del procés, les condicions ambientals, la disponibilitat d'energia, les limitacions logístiques, la capacitat de manteniment i els requisits d'expansió futurs. Una planta d'oxigen NEWTEK PSA de mida adequada pot proporcionar una generació contínua d'oxigen per a CIL, CIP, oxidació i altres processos de mineria alhora que redueix la dependència dels subministraments externs d'oxigen. Per a projectes situats en deserts, muntanyes, illes o altres entorns remots, les solucions de gas en contenidors de NEWTEK ofereixen un mètode de desplegament que combina equips de generació d'oxigen i infraestructura de protecció dins d'un únic paquet transportable, simplificant la instal·lació i el funcionament-a llarg termini.