نظرًا لأن قطاع التعدين يواجه الضغط المتزايد لاستخراج المعادن الحرجة بشكل أكثر استدامة، فإن التركيز على الانتقال – الذي لا يزال المرحلة الأكثر كثافة في الطاقة في معالجة المعادن – ينمو.
في هذا الأسئلة والأجوبة، تحدد Bjorn Dierx، مدير HPGR وهندسة العمليات في Weir، التحديات الرئيسية وكيف يمكن أن تساعد تقنيات الطحن والأدوات القائمة على الذكاء الاصطناعي وتصميمات التدفق المنقحة بشكل جماعي في تقليل استخدام الطاقة واستهلاك المواد وانبعاثات غازات الدفيئة (GHG).
إد بيرسي (EP): ما هي التحديات الرئيسية التي تواجه صناعة التعدين عندما يتعلق الأمر بالسحق والطحن؟
Bjorn Dierx (BD): يحتاج العالم إلى مزيد من المعادن الانتقالية لتحقيق الصفر الصافي، ولكن تحتاج صناعة التعدين إلى استخراجها باستخدام طاقة وماء أقل بكثير، وكذلك توليد نفايات أقل.
نظرًا لأن التنفيذ هو عادةً أكبر مستخدم من نوع الطاقة على موقع المنجم – فإنه يستخدم بنسبة 1٪ من إجمالي استهلاك الطاقة النهائي على مستوى العالم – فمن المنطقي استهداف فرص توفير الطاقة التي يمكن أن يكون لها أكبر تأثير على المدى القصير إلى المتوسط.
إذا كانت صناعة التعدين ستقلل من انبعاثاتها بما يتماشى مع الأهداف الموضحة في اتفاقية باريس، فإنها تحتاج إلى تبني تقنيات جديدة وتبديل إلى أساليب بديلة للبدء في تقليل التأثيرات التي تحدثها على كوكبنا. [Meeting] سيتطلب هذا التحدي التعاون بين Mets [mining equipment, technology and services] الشركات وعمال المناجم.
استجابةً لهذه التحديات، طورت Weir حلولًا لتدفقات التدفق حيث يتم استبدال مصانع الهبوط التقليدية بتقنيات طحن أكثر كفاءة في الطاقة مثل لفائف طحن عالية الضغط (HPGRs) والمطاحن المحفورة.
حيثما كان ذلك ممكنًا، يمكن استخدام تقنية تعويم الجسيمات الخشنة (CPF) لاستعادة خام الخام في جزء خشن، مما يقلل من استهلاك الطاقة وتوليد مجرى نفايات أكثر أمانًا وأكثر قابلية للإدارة.
في حين تم استخدام HPGRs لأول مرة في صناعة معالجة المعادن منذ أكثر من 30 عامًا، لا تزال معظم المكثفات تستخدم مصانع هبوط في واجبات الطحن. ومع ذلك، خلال نفس الفترة، تغيرت بيئة التشغيل بشكل كبير.
اثنان من أبرز التغييرات التشغيلية هما تقليل درجات الخام وزيادة صلابة الخام، وزيادة تكلفة مواد الطحين، مثل وسائط طحن الطاقة والفولاذ.
عادةً ما يؤدي انخفاض درجات الخام إلى زيادة حجم خام المعالجة للتركيز، مما يزيد بدوره من إجمالي مدخلات الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب معالجة الخامات الأكثر صعوبة طاقات طحن أعلى، والتي، عند تحقيقها باستخدام مصانع هبوط، تستهلك عادة المزيد من الوسائط الفولاذية، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الطحن بشكل كبير.
لذلك، لتقليل تكاليف الطحن، يمكن لأصحاب المناجم تنفيذ المزيد من تقنيات الطحن الموفرة للطاقة مثل HPGRs والمطاحن المحفورة. بالنظر إلى أن الطلب على طاقة الطحن يرتبط عكسيا بحجم الطحن النهائي، فإن القدرة على استرداد المعادن المستهدفة بحجم طحن خشن قد يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل.
EP: هل منظمة العفو الدولية هي أفضل طريقة لتعزيز كفاءة التكسير والطحن في صناعة التعدين؟
BD: الذكاء الاصطناعي هي إحدى الطرق لتعزيز كفاءة التكسير والطحن. نظرًا لأن صناعة التعدين تتبنى هذه التقنيات، فإن مصنعي المعدات الأصلية – الذين يفهمون المعدات أفضل من أي شخص آخر ولديهم كميات هائلة من التصميم والتصنيع والتشغيل والصيانة للاستفادة من نماذج الذكاء الاصطناعي – لها دور مهم.
مع وضع ذلك في الاعتبار، تسخر الحلول الذكية القادمة لـ WEIR من تقنية AI-A-AP لتحسين العملية وزيادة الكفاءة. تعمل المنصة كمساعد ذكي قائم على الذكاء الاصطناعي لـ HPGRS – فهو يقدم نصائح وتوصيات آلية.
على سبيل المثال، [the platform supports] التكيف مع التغييرات في خصائص تغذية الخام. يتم إجراء هذه التعديلات بناءً على بيانات العملية ونماذج الذكاء الاصطناعي لدينا، والتي تم تصميمها لزيادة الإنتاجية، مع الحفاظ على حجم المنتج المتسق.
[The solution] يمكن ضبط الجهاز [autonomously] أو تنبيه المشغل عندما تكون هناك انجرافات ذات صلة من المعلمات التشغيلية المتوقعة بحيث يمكن اتخاذ الإجراء التصحيحي.
EP: هل هناك أي تطورات تقنية أخرى من شأنها أن تعزز كفاءة التكسير والطحن؟
BD: تاريخياً، يميل المشغلون إلى النظر إلى المعدات بمعزل عن تقييم أدائها، غالبًا دون التفكير في ما يحدث في المنبع والمصب.
في المقابل، يتخذ وير نهجًا أكثر شمولية. نواصل تطوير أوراق تدفقات مبتكرة، ويعمل مهندسو العمليات لدينا مع عمال المناجم لاختبار وتطوير الحلول المصممة لتحدياتهم المحددة وظروف التشغيل.
نحن ننشر أيضًا التقنيات الحالية بطرق جديدة. على سبيل المثال، عندما يسمح ذلك المعدن، فإننا نستخدم مصنف الهواء مثل “خام خام”. نظرًا لأنه يمكن إنشاء تدفقات المواد المتعددة، يمكن دمج ذلك مع التركيز المسبق – مثل الفصل المغناطيسي أو CPF – ورفض الجانج في نظام تصنيف واحد.
أو بدلاً من ذلك، يمكن أن يخلق تيارًا من المنتج الثانوي القابل للبيع إلى جانب المعادن الرئيسية المستهدفة دون تركيز إضافي مسبق. لقد كان لدينا الكثير من عمال المناجم يزورون مرافق الاختبار الخاصة بنا، وقد تولد هذه الحلول الكثير من الاهتمام، لذلك لا أعتقد أن ذلك سوف يمر وقت طويل قبل أن نراهم يتم نشرهم في هذا المجال.
EP: هل هناك أي طرق أخرى يمكن جعل تقنيات السحق والطحن أكثر كفاءة وأقل كثافة في الطاقة؟
BD: من الأهمية بمكان تحديد الفوائد البيئية للمشاريع لأصحاب المصلحة والمساهمين والمنظمين، وتوفر انبعاثات النطاق 4 إطارًا للقيام بذلك.
يتم تعريف النطاق 4 انبعاثات، التي يشار إليها عادة باسم “الانبعاثات التي تم تجنبها”، على أنها تخفيضات في انبعاثات غازات الدفيئة التي تحدث خارج دورة حياة المنتج أو سلسلة القيمة ولكن كنتيجة مباشرة لاستخدام هذا المنتج.
في مارس 2023، أصدر مجلس الأعمال العالمي للتنمية المستدامة (WBCSD) إرشادات حول الانبعاثات التي تم تجنبها لتقييم عمليات التعدين والمساعدة في ضمان التخطيط الموثوق بالانبعاثات التي تم تجنبها، بما في ذلك الانفصال الواضح عن انبعاثات غازات الدفيئة للشركة.
من خلال استخدام هذا التوجيه، في ديسمبر 2023، أصدرت Weir دراسة، تم ضمانها بشكل مستقل من قبل SLR Consulting، والتي أبرزت فرصة لتقليل استخدام الطاقة والانبعاثات في التنفيذ من خلال الاستفادة من ثلاث مجموعات تقنية بديلة.
تم تقييم ثلاث مجموعات تقنية مقابل تصميم دائرة التقدم التقليدية لتجهيز المناجم النموذجية 15 مليون طن من خام النحاس سنويًا في تشيلي. استندت كل دائرة إلى حدود نظام “صخور إلى استرداد”؛ وهذا يعني أن تقليل الصخور مباشرة من المنجم إلى الحجم الذي يتيح استرداد المعادن.
وكانت التكوينات الأربع التي تم تقييمها هي: دائرة التبادل التقليدية استنادًا إلى مطحنة الطحن شبه المدمجة (SAG) ومطحنة الكرة؛ وير إندورون® HPGR استبدال مطحنة SAG في مرحلة الطحن الأولية؛ Enduron® HPGR، بالإضافة إلى مطحنة تحريك محل مطحنة الكرة؛ وإضافة وحدة CPF Hydrofloat’s Eriez.
أظهرت الدراسة أن استبدال التكنولوجيا التقليدية بحلول جديدة مبتكرة يمكن أن يقلل من استخدام الطاقة بنسبة 40٪، مع تجنب 50٪ من CO2 الانبعاثات.
تمتد مزايا الاستدامة أيضًا إلى ما بعد النطاق 4 انبعاثات. على سبيل المثال، أشارت الدراسات إلى أن نفس كمية الصلب المطلوبة لبناء بنية دائرة الطحن تستهلكها وسائط طحن الدائرة في ستة أسابيع فقط من التشغيل. في المقابل، لا تحتاج HPGRs إلى أي وسائط طحن إضافية لتقليل حجم الصخور.
اشترك في جولة الإخبارية اليومية لدينا!
امنح عملك ميزة مع رؤى الصناعة الرائدة.