Automatizace a optimalizace těžebních operací s Rheonics Senzory a řešení

Obsah

1. Úvod
2. Rheonics Přehled inline senzorů viskozity a hustoty typu SR
3. Relevantní parametry
4. Viskozita a hustota jako indikátor procesu
5. Klíčové aplikace těžby
6. Procesní podmínky a osvědčené postupy
7. Reference

Těžební průmysl byl vždy známý svou složitostí a náročným prostředím. Od těžby rudy až po získávání konečného produktu se zákazníci musí vypořádat s různými procesy, které obvykle zahrnují abrazivní suspenze, střídavé koncentrace pevných látek a chemicky agresivní prostředí. Tyto podmínky činí stabilitu procesů neustálou výzvou a procesní Měření nezbytný nástroj.
Toto odvětví je neustále ve střehu řízení koncentrace, textury, složení a tekutosti svých procesů. Tyto parametry mohou ovlivnit výkon zařízení, účinnost zpětného získávání kovů, inteligentní využívání energie a bezpečnostní podmínky. Tyto požadované podmínky jsou často nepřímo sledovány nebo řízeny pomocí hustoty a viskozity jako klíčových ukazatelů.
Obvykle se používá tradiční laboratorní odběr vzorků, ale ty poskytují občasné poznatky, které nejsou schopny zachytit změny v reálném čase. Na druhou stranu, měření přímo v provozu poskytují nepřetržitý a reálný přehled o procesu, což umožňuje rychlejší reakci.

Rheonics Senzory typu SR (SRV a SRD) měří viskozitu, hustotu a teplotu v potrubí pro řízení a monitorování procesu. SRV měří viskozitu, zatímco SRD měří hustotu a viskozitu.
Tyto senzory jsou kalibrovány z výroby a po celou dobu své provozní životnosti nevyžadují rekalibraci. Klienti však mohou v rámci kontroly kvality vyžadovat kalibraci nebo ověření přístrojů používaných v jejich odvětví. V případě potřeby lze provést volitelné úpravy nebo korekce ofsetu, aby odpovídaly specifickým referencím. Více informací naleznete na Kalibrace inline viskozimetru SRV v terénu a ve výrobě.
Rheonics Technologie senzorů je založena na vyváženém torzním rezonátoru (BTR). Tato patentovaná technologie má oproti konkurenci významnou výhodu, protože umožňuje, aby senzory byly kompaktní, lehké a neovlivněné vnějšími vibracemi.
Rheonics SRV a SRD se osvědčily v aplikacích v těžebním průmyslu. Mezi běžné případy použití patří například monitorování doprava rudné suspenze, flotace, vodní hospodářství, vrtný kal (také při hluboké těžbě), nebo zahušťování fáze. Přesné a nepřetržité sledování pomáhá optimalizovat řízení koncentrace, účinnost regenerace kovů a celkovou stabilitu procesu v abrazivním a chemicky agresivním prostředí.

Měření viskozity a hustoty se v těžebním průmyslu používají k monitorování procesů a také ke sledování další související parametry, které vás zajímají. Patří mezi ně:

Koncentrace pevných látek (% hm./hm. nebo % pevných látek)

Jedna z nejdůležitějších kontrolních proměnných při zpracování nerostů. Přímo ovlivňuje účinnost mletí, výtěžnost flotace a hospodaření s hlušinou.

• Zahušťovadla
• Hydrocyklony
• Flotační buňky
• SAG/kulové mlýny
• Hlušinové nádrže

Textura nebo tekutost kaše

Důležité pro správnou přepravu a zpracování. Pokud je kal příliš hustý nebo příliš řídký, může to vést k ucpání, poškození čerpadla nebo špatnému separačnímu výkonu.

• Potrubí pro přepravu kalu
• Kalová čerpadla
• Podavače do mlýna
• Mokré drcení
• Míchací nádrže s míchadly

Chemické složení nebo homogenita směsi

Je to klíčový ukazatel při vyluhování, flotaci, regulaci pH, dávkování činidel a flokulaci. Nesrovnalosti v těchto vlastnostech může signalizovat špatné míchání, neúplné rozpuštění nebo vrstvení, což ovlivňuje výtěžnost a zvyšuje spotřebu činidla

Příklady:

• Vyluhovací nádrže
• Flokulace
• Dávkování činidel
• Neutralizace / regulace pH
• Míchání ve flotačních komorách
• Nádrže na přípravu činidel

Řadový viskozimetr SRV

Tento senzor měří v reálném čase široký rozsah viskozity a teploty a je vhodný pro instalaci v nádržích pro monitorování míchací procesy a v potrubích pro kontinuální měření proudící kapaliny. Rheonics SRV je speciálně vhodný pro vysokorychlostní míchání a není ovlivněn přítomností bublin v kapalině ani vnějšími vibracemi.

Viskozita měří odpor kapaliny vůči proudění. U kalů je viskozita ovlivněna:

• Obsah pevných látek
• Distribuce velikosti částic
• Tvar a chemická interakce částic
• teplota

S rostoucí viskozitou se kal stává obtížnějším pro čerpání, míchání nebo přepravu. Měření viskozity umožňuje operátorům:

• Detekuje, kdy kaly příliš hustnou a hrozí ucpání nebo přetížení čerpadla.
• Sledujte smykové chování a identifikujte problémy, jako je aglomerace částic nebo jejich ztenčování.
• Pochopit a řídit celkové chování proudění (reologii) za různých procesních podmínek.

SRD Inline hustoměr a viskozita

Tento senzor přidává měření hustoty k viskozitě a teplotě v reálném čase. Je nejvhodnější pro instalaci v potrubích a nádržích s konstantní a nízké rychlost míchání. Přidání hustoty k měřením umožňuje další výpočty koncentrace kapaliny; má však užší rozsah měření viskozity ve srovnání s SRV a vysoké koncentrace bublin mohou v důsledku měření hustoty přidávat šum k naměřeným hodnotám. SRD také není ovlivněna vnějšími vibracemi.

Hustota se vztahuje k hmotnosti materiálu na jednotku objemu. V kontextu suspenzí silně koreluje s procentuálním podílem přítomných pevných látek. S rostoucí koncentrací pevných látek se zvyšuje i hustota.y.
Měření hustoty umožňuje operátorům:

• Průběžně sledujte obsah pevných látek.
• Detekce problémů s ředěním nebo změn ve složení.
• Řízení procesů, jako je zahušťování, flotace a mletí, s větší přesností.

Elektronika SRD navíc podporuje vlastní výpočty procesních proměnných na základě vstupů hustoty, viskozity a teploty v reálném čase.

Vrtání a tryskání

Vrtání a trhací práce jsou prvními kroky při těžbě nerostů, kdy se hornina rozdrtí na zvládnutelné velikosti.
Špatná fragmentace vede k zvýšené spotřebě energie při následném drcení a vyššímu opotřebení zařízení.

• Vysoká hustota ve výbušných emulzích nebo suspenzích (vodních gelech) může snížit účinnost výbuchu
• Vysoká viskozita ve výbušných emulzích nebo suspenzích (vodní gely) mohou bránit správnému toku.

Rheonics Instalace senzorů na míchací potrubí nebo nádrže vrtných kapalin a výbušných emulzí umožňuje:

• Udržování optimálních vlastností výbušné emulze nebo suspenze
• Zlepšení výbušného výkonu a kvality výbuchu

Broušení a klasifikace

Drcení a mletí jsou prvními kroky při zpracování nerostů, kde se ruda zmenšuje, aby se usnadnily procesy dopředné extrakce.
Toto pódia Efektivita přímo ovlivňuje úspěch následných operací, jako je flotace a loužení.

• Vysoká hustota může přetížit mlýn a plýtvat energií.
• Nízká hustota vede ke špatnému mletí a neoptimální velikosti částic.
• Vysoká viskozita snižuje pohyb média a tlumí brusné účinky.

Rheonics Instalace senzorů na přívodních a výpustných potrubích kalu mlýnů a cyklonů v mlecích okruzích umožňuje:

• Upravte přidávání vody nebo rychlost podávání.
• Zabraňte přetížení mlýna
• Optimalizujte spotřebu energie

Flotace a separace

Flotace je zásadní separační krok při zpracování nerostů, který se používá k selektivnímu získávání cenných minerálů.
Špatná separace a tvorba meziproduktů může vést k vyšší spotřebě činidla a nižšímu výtěžku.

• Vysoká hustota ovlivňuje rozptyl vzduchu a účinnost činidla.
• Vysoká viskozita může omezit přichycení bublin a částic.

Rheonics Instalace senzorů ve flotačních přívodních potrubích, ve flotačních komorách nebo ve výpustech hlušiny ve flotačních okruzích umožňuje:

• Upravte dávkování vody, vzduchu a činidla.
• Zajistěte podmínky buničiny pro selektivní flotaci.
• Zlepšete stabilitu pěny a regeneraci minerálů.
• Zabraňte nadměrnému používání činidel a snižte ztráty v hlušině.

Vyluhování a hospodaření s kyselinami

Loužení je důležitá hydrometalurgická technika, při které se cenné kovy extrahují z rudy rozpuštěním v chemickém roztoku.
Pokud není louživý roztok správně regulován, výtěžnost kovu klesá.

• Vysoká hustota může zkrátit dobu retence a omezit rozpouštění minerálů.
• Nadměrná viskozita může zpomalit difuzi činidla a transport kovů.

Rheonics Instalace senzorů do kalové trubky nebo přímo do vyluhovacích nádrží umožňuje:

• Optimalizace retenčního času a koncentrace činidla
• Zlepšení výtěžnosti kovů
• Zkrácení doby trvání vyluhovacího cyklu

Zahušťování a odvodňování

Zahušťování a odvodňování jsou nezbytné při zpracování minerálů, protože snižují objem kalu odstraněním přebytečné vody.
Špatná kontrola může vést k neefektivnímu získávání vody a nestabilnímu odpadu určenému k likvidaci.

• Hustota suspenze může znamenat dobrý zahušťovací výkon
• Nadměrná viskozita může zpomalit sedimentaci, což ztěžuje oddělení vody

Rheonics Instalace senzorů v přívodních potrubích kejdy, zahušťovacích nádržích, spodních a přepadových proudech umožňuje:

• Optimalizace dávkování kalu a flokulantu
• Zajistěte, aby podtlaková suspenze dosáhla požadované koncentrace pevných látek
• Maximalizujte regeneraci vody

Správa hlušiny

Nakládání s hlušinou je zásadní pro zajištění bezpečného a environmentálně odpovědného nakládání s odpadem vznikajícím při zpracování nerostných surovin.
Pokud nejsou vlastnosti kejdy řádně kontrolovány, zvyšují se provozní rizika a náklady.

• Vysoká hustota Odchylky mohou ovlivnit stabilitu a dlouhodobou bezpečnost hlušiny.
• Vysoká viskozita zvyšuje spotřebu energie při čerpání a může způsobit ucpání potrubí.

Rheonics Instalace senzorů v odkalištích nebo nádržích umožňuje:

• Včas odhalte problémy s průtokem a zabraňte ucpání potrubí
• Podpora geotechnického monitorování ukládání hlušiny
• Optimalizace spotřeby energie při čerpání
• Efektivní regenerace vody z odkališť identifikací úrovní sedimentace

Řízení mazání

Řízení mazání zajišťuje nepřetržitý provoz těžké těžební techniky, včetně nákladních vozidel, bagrů a vrtaček.
Špatný stav maziva může zvýšit opotřebení motoru nebo dokonce selhání zařízení, což vede k:

• Snížená životnost zařízení
• Neočekávané prostoje a nákladné opravy

Rheonics Instalace senzorů v mazacích systémech nebo zařízeních pro analýzu oleje pro nepřetržité monitorování umožňuje:

• Povolit údržbu na základě stavu
• Včasná detekce degradace maziva
• Zlepšete spolehlivost zařízení a snižte náklady na údržbu

Abraze erozí


V těžebních provozech mohou abrazivní kaly časem erodovat senzorové sondy. V takovém případě je třeba vzít v úvahu, že je třeba vyměnit pouze senzorovou sondu; elektronika a kabel mohou zůstat na místě. Životnost bude záviset na velikosti částic, rychlosti proudění a složení kalu. Rheonics Sondy také obsahují funkci sledování oděru, která upozorní uživatele před vznikem poruchy, aby byl zajištěn nepřetržitý provoz.
Omezení rychlosti proudění


Rheonics Sondy SRV a SRD jsou obecně kompatibilní s rychlostí proudění až 10 m/s, od té doby těžební kaly lze čerpat blízko tak vysoké rychlosti, aby se zabránilo usazování, doporučuje se nainstalovat sondu rovnoběžně se směrem proudění v kolenech, protože to může snížit mechanické působení, nicméně, Rychlosti v tomto rozsahu mohou stále způsobovat příliš mnoho šumu v údajích. Více informací viz Rheonics Senzory typu SR pro aplikace s vysokým průtokem a vysokou viskozitou
Částice v tekutině
Rheonics Senzory dokáží zpracovat měkké částice o velikosti mikronů s minimálním dopadem na přesnost a jakýkoli přidaný šum signálu může být filtrován elektronikou. Kaše s velkými částicemi (milimetrové velikosti nebo větší) však mohou způsobit nestabilitu odečtu a mechanické poškození senzoru. Proto je třeba zvážit předběžné screening nebo instalaci mimo dosah těchto částic.

[1] Metso.Průvodce zahušťovadly pro začátečníky. https://www.metso.com/insights/blog/mining-and-metals/beginners-guide-to-thickeners/
[2] Fluid Flow.Systémy kalové potrubí v těžebním a zpracovatelském průmyslu. https://blog.fluidflowinfo.com/slurry-piping-systems-in-mining-mineral-processing-industries/
[3] Emerson.Zvyšování bezpečnosti a provozní výkonnosti při těžbě haldovým vyluhováním. https://www.emerson.com/sv-se/automation/measurement-instrumentation/common-applications/enhancing-safety-and-operational-performance-in-heap-leach-mining-operations
[4] Mineser.Vrtání a tryskání. https://mineser.de/eng/page/33/drilling-and-blasting/
[5] AT Minerály.Trendy v těžebním průmyslu. https://www.at-minerals.com/en/artikel/at_Trends_in_der_Minenindustrie-3596021.html
[6] Těžební dokument.Optimalizace výkonu flotace úpravou distribuce velikosti částic. https://www.miningdoc.tech/2025/06/03/optimize-flotation-performance-by-adjusting-particle-size-distribution/
[7] Těžební technologie.Inovátoři v extrakci vyluhováním.https://www.mining-technology.com/data-insights/innovators-extraction-by-leaching-mining-2/
[8] Australské těžební průmysl.Modernizace zahušťovadla: Kde se finanční a udržitelné zdroje překrývají. https://www.australianmining.com.au/thickener-upgrade-where-financial-and-sustainability-overlap/
[9] JOUAV.“Monitorování důlních odpadů pomocí dronů, https://www.jouav.com/blog/mine-tailings.html
[10] Mazání strojů.Mazání otevřených převodů. https://www.machinerylubrication.com/Read/242/open-gear-lubrication