مقدمه
عملیات معدنی به حجم زیادی از اکسیژن برای فرآیندهایی مانند شستشوی طلا و مس، تصفیه فاضلاب، بهینه سازی شناورسازی و کنترل محیطی نیاز دارد. به طور سنتی، شرکتهای معدن بر اکسیژن مایع تحویلی (LOX) که توسط فروشندگان گاز صنعتی عرضه میشود، متکی هستند. با این حال، در سالهای اخیر، سیستمهای تولید اکسیژن جذب نوسان فشار (PSA) به طور فزایندهای به یک جایگزین در سایت تبدیل شدهاند.
هم ژنراتورهای اکسیژن PSA و هم سیستمهای تحویل اکسیژن مایع یک هدف اساسی-تامین اکسیژن- را انجام میدهند، اما از نظر ساختار هزینه، تدارکات، انعطافپذیری عملیاتی، نمایه ایمنی و مقیاسپذیری طولانیمدت تفاوت چشمگیری دارند. درک این تفاوتها برای تیمهای تدارکات معدنی که استراتژیهای تامین اکسیژن را برای عملیات از راه دور یا مقیاس بزرگ ارزیابی میکنند، ضروری است. این مقاله مقایسه دقیقی بین سیستمهای تولید اکسیژن PSA و تحویل اکسیژن مایع در کاربردهای معدن ارائه میکند.
1. مروری بر تامین اکسیژن مایع (LOX) در معدن
اکسیژن مایع در کارخانه های بزرگ جداسازی هوا تولید می شود، جایی که هوا به صورت برودتی خنک می شود و به اکسیژن، نیتروژن و آرگون جدا می شود. سپس اکسیژن در مخازن برودتی عایق شده ذخیره می شود و از طریق کامیون های تانکر به سایت های معدن منتقل می شود. در محل معدن، LOX در مخازن برودتی عایق شده در خلاء ذخیره می شود و قبل از استفاده به اکسیژن گاز تبخیر می شود.
اجزای کلیدی زنجیره تامین LOX:
- واحد جداسازی هوای متمرکز (ASU) و سیستم روانگرایی برودتی
- ناوگان حمل و نقل تانکر و مخازن ذخیره سازی برودتی در سایت-با سیستم های تبخیر
LOX به دلیل خلوص بالا (معمولاً 99.5٪ یا بالاتر) و توانایی پشتیبانی از افزایش تقاضای اکسیژن بسیار زیاد، به طور گسترده در معدن استفاده می شود. با این حال، این سیستم به شدت به تدارکات پیوسته و زنجیره تامین خارجی بستگی دارد.
2. مروری بر سیستم های تولید اکسیژن PSA
ژنراتورهای اکسیژن جذب نوسان فشار (PSA) با جداسازی اکسیژن از هوای فشرده با استفاده از بسترهای غربال مولکولی (معمولاً مواد زئولیت) در محل- اکسیژن تولید می کنند.
فرآیند شامل:
سیستمهای PSA معمولاً اکسیژن را با سطوح خلوص بین 90 تا 95 درصد تولید میکنند که برای اکثر کاربردهای معدنی و صنعتی مناسب است. برخلاف سیستمهای LOX، واحدهای PSA نیاز به تدارکات اکسیژن رسانی خارجی را از بین میبرند.
3-8. ماتریس مقایسه فنی و مالی
در زیر ارزیابی مهندسی چند بعدی-در-سیستمهای PSA سایت با زیرساختهای مایع سنتی در بین مدلهای هزینه، محیطهای سخت، خطرات، مقیاسپذیری و ردپای چرخه حیات مقایسه شده است.
| رکن ارزشیابی | تحویل اکسیژن مایع (LOX) | در{0}}سایت PSA Oxygen Generation |
|---|---|---|
| 3. مدل هزینه و OPEX | شامل پردازش ASU، انرژی روانسازی برودتی، تدارکات سوخت کامیون، اجاره مخزن، و تلفات ذخیرهسازی جوش-. حمل و نقل نشان دهنده سربار عمده است. | سرمایه گذاری اولیه تجهیزات (CAPEX) با حداقل OPEX مستقیم (برق مصرف شده توسط کمپرسورها و تعمیرات جزئی معمول) جبران می شود. کمترین هزینه-به ازای-تن بلند مدت. |
| 4. قابلیت اطمینان عملیاتی | آسیب پذیر به تاخیرهای زنجیره زیرساخت حمل و نقل، انسداد جاده از راه دور، تاخیرهای شدید آب و هوا و محدودیت های تدارکات تامین کننده. | خودکفایی عملیاتی-بالا. تنظیمات مدولار به راحتی در برابر گرد و غبار / شوک قابل نگهداری هستند. فقط به توان پایدار شبکه محلی یا ریزشبکه نیاز دارد. |
| 5. مشخصات ایمنی | خطرات برودتی در -183 درجه (سوختگی شدید ناگهانی)، خطرات آتش سوزی شدید ناشی از غنی سازی گاز، افزایش فشار مخزن، و خطرات حمل و نقل جاده ای سنگین. | در دمای محیط کار می کند. پروتکلهای استاندارد آتش-با خلوص بالا و ایمنی کمپرسور مکانیکی اعمال میشوند. دستکاری برودتی را از بین می برد. |
| 6. انعطاف پذیری و مقیاس | مقیاس بندی مستلزم گسترش ابعاد مخزن سایت فیزیکی، ترافیک بیشتر کامیون ها و متکی بر تنظیمات ظرفیت تامین کننده است. | بسط بلوک های بسیار مدولار. پوسته پوسته شدن با انداختن بلوکهای موازی PSA که کاملاً با مراحل توسعه مرحلهای معدن مطابقت دارند به دست میآید. |
| 7. ردپای کربن | ردپای فشرده کربن با کار روانسازی متمرکز همراه با ناوگان حمل و نقل از راه دور. | تولید صرفاً الکتریکی در-سایت. بسیار سازگار با تاسیسات شبکه معدن از راه دور تمیز (در-سیستم های تولید خورشیدی یا بادی سایت). |
| 8. محدوده نگهداری | بر بررسی های تخریب عایق خلاء، بازرسی دریچه های برودتی، ورود به سیستم تبخیر و هماهنگی تامین کننده تمرکز دارد. | برنامه مکانیکی استاندارد در محل: روغن/فیلترهای معمولی کمپرسور، بررسی آب بند دریچه و تعویض بستر زئولیت هر چند سال یکبار. کاملا مستقل از تکنسین های خارجی. |
9. مناسب برای عملیات استخراج از راه دور
معادن از راه دور اغلب با دسترسی محدود به جاده، زنجیره تامین ناپایدار، شرایط آب و هوایی شدید و هزینه های لجستیکی بالا مواجه هستند. در چنین محیطهایی، سیستمهای LOX در برابر وقفههای تامین آسیبپذیر هستند، در حالی که سیستمهای PSA تولید اکسیژن مستقل را فراهم میکنند. برای-پروژههای استخراج از راه دور بلندمدت، سیستمهای PSA به دلیل خودکفایی به طور فزایندهای ترجیح داده میشوند.
10. استراتژی های تامین اکسیژن هیبریدی
برخی از عملیات معدنی یک رویکرد ترکیبی برای به دست آوردن کفایت مالی-استحصال گاز در سایت و در عین حال حفظ شبکه های ایمنی برای افزایش شدید متالورژی اتخاذ می کنند. این رویکرد قابلیت اطمینان سیستمهای PSA و{3}}پشتیبانی با ظرفیت بالای تحویل LOX را ترکیب میکند و اغلب در کارخانههای فرآوری مواد معدنی در مقیاس بزرگ استفاده میشود.
نتیجه گیری
هم ژنراتورهای اکسیژن PSA و هم سیستم های تحویل اکسیژن مایع نقش مهمی در کاربردهای معدن دارند. اکسیژن مایع خلوص بسیار بالا و{1}}تامین ظرفیت بالا را ارائه میکند، اما به شدت به لجستیک و زیرساختهای خارجی بستگی دارد. سیستمهای اکسیژن PSA تولید-در سایت، کاهش وابستگی زنجیره تامین و بهبود انعطافپذیری عملیاتی بلندمدت را فراهم میکنند. برای عملیات استخراج از راه دور، سیستمهای PSA اغلب راهحلی مقرون به صرفهتر و انعطافپذیرتر ارائه میدهند. با این حال، LOX برای برنامههای{8} تقاضای بالا یا موقتی که زیرساخت از قبل ایجاد شده است، ارزشمند باقی میماند. در نهایت، استراتژی تامین اکسیژن بهینه به مقیاس پروژه، مکان، در دسترس بودن نیرو و برنامهریزی عملیاتی بلندمدت بستگی دارد.
درخواست حسابرسی معدن
NEWTEK نیروگاههای اکسیژن سنگین-وظیفه- را که بهطور خاص برای شناورسازی از راه دور و تختهای شستشو از راه دور طراحی شدهاند، فراهم میکند. پارامترهای آسیاب خود را ارسال کنید:
- تناژ فرآوری روزانه سنگ معدن
- حجم مخزن لیچینگ هدف
- آمار ارتفاع معدن و دما
- هزینه عرضه مایع فعلی / تن
سیستم های پردازش سنگین
گیاهان O2 سنگین VPSA
کارخانه های بهینه سازی لیچینگ کم هزینه با جریان بالا.
ماژول های معدن کانتینری
پناهگاههای زرهی مقاوم در برابر آب و هوا برای گرد و غبار بالا.
اسکیدهای حل کننده هوشمند
پانلهای کنترل تزریق هوادهی حلقه بسته-.
