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Jan 10, 2024

Solutions de vannes pour l'assèchement des mines

L'eau est une ressource essentielle dans toutes les opérations minières. L'eau est utilisée dans de nombreux

L'eau est une ressource essentielle dans toutes les opérations minières. L'eau est utilisée dans de nombreux processus, y compris l'hydrotransport, la lixiviation de la solution, le contrôle de la poussière, le criblage et la séparation, pour n'en nommer que quelques-uns. La réduction de la consommation d'eau est devenue une priorité de plus en plus importante pour l'industrie minière au cours des dernières décennies. Des technologies plus récentes telles que les résidus secs et le traitement en fosse sont évaluées en tant que méthodes supplémentaires pour conserver l'eau. Un élément essentiel au succès global de toute technologie d'assèchement est la performance des vannes.

La déshydratation commence une fois que le minerai est séparé des déchets ou des résidus. Chaque site minier présente des défis spécifiques et uniques dans les processus d'assèchement en raison des différents types de minerai. La sélection de la vanne optimale pour chaque processus aura un impact sur les performances globales du système et améliorera l'efficacité du retour de l'eau précieuse vers l'installation pour réutilisation.

De nombreux outils sont disponibles pour rechercher et comparer les options de vannes. Des fiches techniques d'application décrivant les conditions d'application (pression, température, viscosité, gravité spécifique, pourcentage de solides et pH) sont nécessaires pour sélectionner les bonnes vannes. Les normes et les spécifications, à la fois industrielles et internes, aident à définir plus précisément les exigences des vannes telles que les cotes de bride et de corps, les tests et les normes de matériaux. Les spécifications peuvent également définir les capacités d'arrêt, d'isolation et de fuite. Une spécification de vanne solide est un point de départ essentiel. La documentation des normes de l'industrie et des exigences minimales internes garantit des comparaisons éclairées des solutions de vannes proposées par plusieurs fournisseurs.

Lors de la sélection des vannes pour les applications d'assèchement, des facteurs tels que la corrosion, l'abrasion, l'entartrage, l'orientation de la vanne, la fréquence du cycle, la durée du cycle et la conception globale du système doivent être pris en compte pour éviter les problèmes potentiels.

Pour éviter la corrosion, les spécifications du support doivent définir à la fois les concentrations et les températures et inclure les conditions normales et perturbatrices. Les spécifications doivent également définir les produits chimiques ou les procédures utilisés pour rincer ou nettoyer les conduites afin de s'assurer que les matériaux de vanne sélectionnés sont compatibles. L'utilisation d'une jetée à vapeur pour nettoyer le tartre important dans le pipeline, par exemple, peut facilement couper ou détruire les sièges et les joints en élastomère.

Un problème courant dans les systèmes de résidus est l'abrasion. Les technologies de lutte contre l'abrasion comprennent les superpositions de soudure, les revêtements par pulvérisation, la céramique et les revêtements non métalliques tels que le caoutchouc et l'uréthane. Des études rhéologiques de matériaux abrasifs ont montré que, parallèlement au pourcentage de solides et à la vitesse, la taille et la forme des particules solides ont un impact considérable sur les technologies résistantes à l'abrasion. Dans certaines applications, la combinaison de la corrosion et de l'abrasion est un double problème, non seulement parce qu'elle limite les options, mais aussi parce que la sécurité devient une préoccupation majeure. Les matériaux abrasifs finiront par user les sièges, les joints ou même les corps de vanne. La minimisation du risque d'exposition aux médias pour le personnel et l'environnement doit être dûment prise en considération.

La mise à l'échelle est souvent une condition manquée dans les données d'application. L'accumulation de matière sur le composant de contrôle de débit et la surface d'appui peut endommager une vanne d'isolement et raccourcir sa durée de vie. Le tartre provoque le grippage ou le blocage des vannes, souvent en position partiellement ouverte. Une vanne grippée limite le débit et empêche l'isolement, ce qui nécessite des temps d'arrêt presque immédiats et imprévus. Les solutions pour les applications de mise à l'échelle incluent un actionnement surdimensionné, des revêtements ou des types de vannes alternatifs, mais chaque solution a ses propres limites.

L'orientation des vannes dans le pipeline peut souvent affecter les performances. Une variété d'orientations de vannes sont illustrées dans un séparateur hydraulique dans l'image 1. Lorsque le dessin est sorti pour l'appel d'offres, les vannes étaient représentées en position verticale sur des lignes horizontales, typiques des vannes à guillotine. Les fiches techniques d'application indiquaient qu'une usure excessive pouvait être attendue dans la partie inférieure de la tuyauterie en raison de la sédimentation et de l'entraînement de solides lourds le long du pipeline. Les vannes achetées pour le projet comprenaient un revêtement de soudure dans le tiers inférieur de l'orifice pour résister à l'usure due à la sédimentation des solides. La partie restante de l'orifice de la vanne a été laissée en acier au carbone standard, comme spécifié. Lors de l'installation, les limitations d'espace ont obligé les vannes à être installées dans diverses orientations au lieu d'être verticales. Cela signifiait que le revêtement conçu pour protéger l'orifice de soupape inférieur de l'usure par abrasion n'était pas correctement positionné et que les soupapes se sont rompues plus tôt que prévu.

La fréquence des cycles peut avoir un impact appréciable sur les performances d'une vanne d'isolement. Selon le type de vanne, les fabricants recommandent au moins un cycle partiel d'une vanne tous les trois à six mois. Lorsqu'une vanne est actionnée moins fréquemment, elle peut se bloquer à cause du tartre ou de la corrosion (interne ou externe). De plus, les sièges et les joints souples des soupapes peuvent devenir moins résistants et endommager d'autres composants. Les applications à cycle élevé dans les services abrasifs peuvent entraîner une usure prématurée des sièges souples - il est important de faire attention à la sélection des matériaux.

Des surtensions ou des claquements hydrauliques indésirables dans le système de tuyauterie se produisent lors de l'utilisation trop rapide d'une vanne. Certains systèmes nécessitent une vanne à fermeture rapide pour empêcher l'écoulement inverse, normalement un clapet anti-retour. Occasionnellement, une vanne à guillotine à action rapide sera utilisée en conjonction avec un signal d'arrêt de la pompe pour empêcher l'écoulement inverse en raison de la concentration élevée de solides avec des particules de sédimentation. Par exemple, une vanne de 30 pouces peut devoir se fermer en cinq à six secondes. Un robinet-vanne à guillotine à revêtement en caoutchouc de type push-through ne serait pas un bon choix, même s'il répond à tous les autres critères de traitement des boues. La vanne de type push-through a une vitesse de fermeture d'environ 1 pouce par seconde pour une bonne performance de la vanne/du revêtement, ce qui signifie que la vanne prendrait 30 secondes pour se fermer. La fermeture à une vitesse plus élevée endommagerait la vanne de type push-through, fermant la conduite de résidus. Un autre style de vanne doit être envisagé.

Une fois qu'un nouveau système ou une reconstruction est terminé, l'opération est confiée à l'utilisateur final. Les procédures de démarrage, d'arrêt et de fonctionnement peuvent être différentes des conditions de conception d'origine. Lorsqu'un problème de vanne survient, les données d'origine sont examinées et le processus de sélection de la vanne se répète. Tenir compte de ces variations lorsque vous essayez de résoudre un problème de valve peut être bénéfique. Le suivi des performances de l'équipement pour normaliser les meilleures pratiques peut être bénéfique pour réduire l'usure et l'entretien de l'équipement.

Ces questions discutées s'appliquent à la technologie d'assèchement couramment utilisée aujourd'hui sur les sites miniers. Cependant, il est important d'examiner deux nouvelles technologies conçues pour capturer plus d'eau rapidement et comment ces technologies auront un impact sur la conception et la sélection des vannes.

Les résidus en pile sèche sont utilisés dans les petites et moyennes exploitations minières, en particulier là où l'eau est rare et coûteuse. Les filtres-presses sont utilisés pour déshydrater les résidus jusqu'à une teneur en humidité d'environ 5 à 6 % avant qu'ils ne soient déplacés vers une pile sèche. Cela élimine les pertes d'eau par évaporation et augmente l'efficacité de la filtration et de la réutilisation par rapport aux bassins de résidus traditionnels. Les défis des vannes sont dus aux pressions plus élevées et aux cycles fréquents requis par les systèmes de filtre-presse. Les systèmes de filtre-presse ont généralement des chutes de pression élevées à travers les vannes d'entrée/d'alimentation de la boue à haute teneur en solides, ce qui crée une application de vanne difficile.

Une technologie en développement dans l'exploitation des sables bitumineux est le traitement d'extraction dans la fosse. Ce procédé utilise une usine d'extraction modulaire qui peut être déplacée avec l'exploitation minière dans la fosse. La technologie extrait le bitume à proximité de l'exploitation minière et produit des résidus secs empilables, minimisant l'eau utilisée dans l'hydrotransport. Les défis des vannes devraient être l'augmentation de l'usure et du cycle des vannes, ainsi que les défis du fonctionnement à distance et de l'exposition aux éléments.

La conservation, le captage et la réutilisation de l'eau sont d'une importance vitale pour l'avenir de l'exploitation minière. Les performances fiables des vannes garantissent un fonctionnement efficace des processus de déshydratation essentiels. Des ingénieurs commerciaux expérimentés auprès de fabricants réputés qui comprennent les processus et les exigences miniers individuels peuvent fournir de précieux conseils lors de la sélection de vannes pour des applications difficiles.

Bruce Brabant est responsable du marketing technique pour DeZURIK, Inc. Il peut être contacté à [email protected]. Pour plus d'informations, visitez www.dezurik.com.