راه های صرفه جویی مصرف آب در معادن

نوشته شده در : 1396/3/8 0:42 (185 نمایش)

نقش آب در تولید سنگ ساختمانی

در فرآیندهای چندگانه استخراج و تولید سنگ ساختمانی، اغلب از آب به صورت جریان پیوسته استفاده می‌شود. در حقیقت، آب در تمام مراحل استخراج، برش و پرداخت محصولات سنگ ساختمانی و نیز در کنترل ذرات ریز معلق حاصل از عملیات روزانه کاربرد دارد. مطالعه انجام شده بر روی صنعت سنگ ساختمانی نشان داده است که معادن روباز استخراج سنگ ساختمانی، به‌طور متوسط تقریباً 21 گالن آب در روز برای هر فوت مکعب خالص سنگ تولیدشده مصرف می‌کنند؛ درحالی‌که مصرف آب واحدهای پرداخت، به‌طور متوسط حدود 100 گالن در روز برای هر فوت مکعب سنگ تولیدی است.

این واضح است که به دلیل نقش قابل‌توجه آب در تولید سنگ ساختمانی و نیز چالش­های موجود پیش روی دنیا در زمینه کمبود منابع آب، استفاده کارآمد از آب در صنعت سنگ ساختمانی حیاتی است.

 

استخراج

از آب به‌طور عمده در استخراج سنگ ساختمانی برای خنک کردن ابزار استفاده می‌شود. برای تیغه‌ها و سیم‌های برش (فولادی و الماسه), از آب به طور مستقیم در محل تماس با سنگ استفاده می‌شود تا ضمن ایجاد روان‌سازی، دمای ناشی از اصطکاک را کاهش دهد؛ چرا که دمای بالا می‌تواند باعث آسیب رسیدن به دستگاه و سنگ شود. آب پرفشار و شکاف دهنده ­های هیدرولیک نیز برای استخراج سنگ به کار می‌روند که با توجه به تأمین نیروی مورد نیاز آن‌ها برای جدایش سنگ از آب، مصرف آب در آن­ها بالاست.

 

برش

همانند فرآیند استخراج، آب می‌تواند نقش یک تیغه یا سیم بر را تکمیل کند یا برای انجام برش مورداستفاده قرار گیرد. به‌علاوه نرمه­ ها و سایر مواد انباشته‌شده، برای آماده‌سازی برای پرداخت بیشتر یا به عنوان تمیزکاری نهایی، در این زمان از سطح سنگ شسته می‌شوند.

 

پرداخت

در فرآیند پرداخت، آب می‌تواند برای شکل‌دهی و ساب پاشی استفاده شود؛ همچنین زمانی که ابزارهای خاصی مانند دستگاه CNC (کنترل عددی کامپیوتری) مورداستفاده است، برای خنک کردن ابزار، به کار گرفته شود. همچنین آب  به‌منظور پاک کردن ذرات ریز ضروری است.

 

کاهش گردوغبار

عملیات استخراج معادن سنگ ساختمانی درنتیجه فرآیندهای برش و عبور و مرور وسایل بارگیری و حمل می‌تواند مقدار قابل‌توجهی گردوغبار تولید کند. بر اساس ترکیب سنگ، سیلیس ممکن است به صورت ذرات ریز ایجاد شود که در صورت قرار گرفتن طولانی مدت انسان در معرض آن، باعث ابتلا به سیلیکوزیس می‌شود. به منظور کاهش ذرات معلق در هوا، موسسه ملی ایمنی و سلامت شغلی توصیه می‌کند حتی‌المقدور از فرآیندهای تر استفاده شود. برای عملیات استخراج سنگ ساختمانی، آب به صورت مه می‌تواند بر فراز محوطه برش و بر روی جاده‌های خاکی افشانده شود. با توجه به اقلیم منطقه، نم زدن جاده‌ها ممکن است چند بار در روز تکرار شود.

 

راه‌کارهای برتر

مدیریت آب، به دلایل اقتصادی و زیست‌محیطی، باید در معادن روباز و تأسیسات فرآوری سنگ ساختمانی به عنوان یک اولویت در نظر گرفته شود. هر محل باید یک استراتژی شامل چهار جنبه را به مورد اجرا بگذارد که شامل: حداقل سازی مصرف آب، جمع‌آوری فاضلاب و تصفیه آن، استفاده مجدد از آب و مدیریت لجن می باشند. روش­های موفقیت‌آمیز انجام این چهار مقوله به شرح زیر است:

 

حداقل سازی مصرف آب

روش­های متعددی برای ساده و مؤثر کردن مصرف آب در معادن سنگ ساختمانی و تأسیسات تولید وجود دارد که شامل اصلاح چشم‌انداز سایت و سرمایه‌گذاری در تجهیزات کارآمد است.

 

استراتژی­ های اصلاح سایت

کاشت علف‌های بومی، گیاهان بومی و مقاوم در برابر خشک‌سالی، نیاز برای فرونشانی گرد و غبار را کاهش می‌دهد؛ چرا که مقدار بیشتری آب در خاک­های زیر کشت گیاهان (که متراکم‌تر نیز هست) حفظ می­شود. مزیت دیگر این استراتژی، حفظ نشو و نمای گیاهی در حین فعالیت معدن است. با این کار، نیازهای آتی برای اختصاص بودجه در هنگام تعطیلی معدن و بازسازی محوطه جهت این جنبه مهم حذف می‌شود؛ درحالی‌که زندگی گیاهی موردنیاز برای حیات‌وحش را نیز تأمین می‌کند. همچنین تبخیر از طریق آبیاری برنامه‌ریزی‌شده و تحت کنترل در هنگام سپیده دم و غروب کاهش داده می‌شود.

سنگفرش کردن یا پوشاندن جاده‌های دسترسی به معدن با رسوبات، میزان ذرات ریز معلق در هوا را کاهش می‌دهد و در نتیجه مقدار آب مورد نیاز برای فرونشانی گردوغبار کاهش می‌یابد.

 

نصب ژئوتکستایل­ها در زیر لایه گیاهی، نه تنها زندگی گیاهی نیرومندتری را تضمین می‌کند، بلکه رطوبت خاک را نیز به‌طور قابل‌ملاحظه ای افزایش می‌دهد. افزایش در حفظ رطوبت خاک، منجر به گردوخاک کمتر شده و در نتیجه، آب مورد نیاز برای فرونشاندن گردوخاک کمتر می­شود.

 

احداث نوار آب‌بند، رسوب‌گیر و هره خاکریز به هدایت آب باران و روان آب کمک می‌کند. در واقع، روان آب می‌تواند به مناطق خشک‌تر (به‌منظور کاهش گردوغبار) یا به حوضچه های جمع‌آوری‌کننده آب به منظور استفاده در آینده، هدایت شود.

استفاده از سیستم های HVAC گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع

 

سرمایه‌گذاری در تجهیزات

روزآمد کردن تجهیزات به شدت می‌تواند مصرف آب را کاهش دهد. پمپ­ ها و لوله‌ها با گذشت زمان مستهلک می‌شوند که منجر به هدر رفت آب به دلیل ناکارآمدی مواد و مصالح می‌گردد. دستگاه‌های فرسوده مورد استفاده در برش و استخراج نیز به دلیل گرم شدن بیش‌ازحد و سریع یا با ایجاد گرد وغبار بیشتر در مقایسه با تکنولوژی های جدیدتر باعث هدر روی آب می‌شوند.

استفاده از سیستم‌های خودکار شامل پمپ‌های با سرعت متغیر منجر به استفاده از آب کمتر و با کار آیی بالاتر در تأسیسات می‌شود.

 

گزینه‌های تصفیه اولیه

تصفیه اولیه آب برای مثال، جداسازی مواد جامد و استفاده مجدد از آن در معدن یا تاسیسات فرآوری می‌تواند به چندین روش انجام شود. صافی­های فشاری، جداکننده‌های سیکلونی، سیستم‌های ته نشینی، حوضچه‌های نگهداری و ترکیبی از این سیستم‌ها، راه‌حل‌های قابل‌اجرا هستند. در انتخاب یک طرح مناسب برای یک معدن، فاکتورهای متعددی شامل میزان تقاضا برای آب، محدودیت‌های فیزیکی، زمان و آب‌وهوا باید در نظر گرفته شود.

در تأسیساتی که مصرف آب بالاتری دارند یا جریان آب خروجی آن‌ها زیاد است، حوضچه‌های ته‌نشینی احتمالاً کارآمدترین روش برای تأمین آب مورد نیاز و نیز ایجاد یک محل نگهداری مناسب برای جریان خارجی است. یک صافی فشاری یا جداکننده سیکلونی به تنهایی توانایی انجام چنین کاری خصوصاً در جریان‌های با سرعت بالا را ندارد.

اگر فضا محدود باشد یا سایر موانع جغرافیایی موجود باشد، پس از ذخیره ­سازی در یک تانک یا حوضچه، استفاده از صافی فشاری، زلال‌ساز با صفحه شیب‌دار یا جداکننده‌های سیکلونی هیدروسیکلون ها می‌تواند به عنوان بهترین گزینه برای فیلتر کردن ،تصفیه و زلال­سازی در نظر گرفته شود این دستگاه‌ها معمولاً در مقایسه با تعبیه یک سری از حوضچه‌ها، به مکان نسبتاً کوچک‌تری استفاده می‌کنند و به دلیل نصب شدن بر روی زمین، نیاز به حفاری در زمین ندارد.

در صورتی که مدت زمان تصفیه یک عامل کلیدی باشد، صافی‌های فشاری، زلال‌ساز با صفحه شیب‌دار یا هیدروسیکلون ها باید در برابر حوضچه ترسیب انتخاب شود؛ چراکه استفاده از مورد اخیر ممکن است مستلزم یک فرآیند فیلتراسیون نسبتاً طولانی باشد. با این وجود، اگر آب کافی در حوضچه نگهداری نهایی باقی بماند، زمان ممکن است مسئله‌ساز نباشد.

زمانی که معدن در منطقه مستعد باران سنگین قرار دارد، آب‌وهوا یک عامل مهم محسوب می‌شود. در این شرایط، با ورود یک جریان عظیم از روان آب آشفته، کار یک سیستم ته‌نشینی ممکن است معکوس شود. با این وجود، احداث یکسری حوضچه همراه با یک شبکه زهکش متناسب و استراتژیک می‌تواند این تأثیرات را در اولین حوضه محدود کند

 

.

تکنولوژی برتر: سیستم‌های حوضچه ته‌نشینی

حوضچه‌های ته‌نشینی از این جهت در این گزارش پررنگ شده که در معادن کواری و تأسیسات فرآوری به عنوان متداول‌ترین روش برای تصفیه آب در محل معدن، گزارش‌شده است. به‌علاوه، بیش از نیمی از این معادن، اعلام کرده‌اند که بخش عمده آب مصرفی آن‌ها پس از عبور از طریق سیستم ته‌نشینی، دوباره مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد.

سیستم‌های ته‌نشینی، در یک معدن سنگ یا تأسیسات فرآوری، یک روش نسبتاً آسان و مؤثر برای جمع‌آوری، تصفیه و استفاده مجدد از آب فراهم می‌کند. بخشی از این مسئله، به دلیل این واقعیت است که عملیات سنگ ساختمانی نیاز کمی به آب تصفیه‌شده دارد و با توجه به کاربرد، تنها ممکن است به حذف رسوبات موجود در آب نیاز باشد. ازاین‌رو، روان آب ناشی از بارندگی، آب حاصل از آب کشی و آب مورداستفاده در فرآوری می‌تواند برای تصفیه و استفاده مجدد جمع‌آوری شود.

شکل  زیر، یک سیستم ساده حوضچه ته‌نشینی را نشان می‌دهد. آب مصرف­ شده از سمت چپ وارد می‌شود و به‌آرامی از طریق حوضچه یا یک سری از حوضچه‌ها معمولاً با حداکثر سرعت 1 فوت بر ثانیه جریان می‌یابد و درنهایت برای استفاده مجدد، از انتهای سیستم پمپاژ می‌شود. با عبور آب از طریق حوضچه‌ها، ذرات در کف حوضچه‌ها با سرعتی که تابع جرم هر ذره است، ته‌نشین می‌شوند. سیستم‌های به خوبی طراحی‌شده، توانایی حذف تا 90 درصد ذرات معلق را دارند.

 

راه های صرفه جویی در مصرف  آب در صنعت سنگ

 

گزینه‌های تکمیلی تصفیه

به سازی بیشتر آب می‌تواند از طریق یک سیستم تزریق خودکار فلوکولان انجام داد. فلوکولاسیون، فرآیندی است که توسط آن نرمه‌ها ذرات نسبتاً ریز از طریق افزودن یک محلول شیمیایی مناسب به یکدیگر متصل می‌شوند. این مواد ریز تجمع یافته، به صورت دستی یا مکانیکی از آب جدا می‌شوند که منجر به ایجاد یک سیستم کارآمد برای حذف ذرات ریز خصوصاً ذرات با قطر بسیار کم، می‌شود. سایر روش‌های فیلترسازی، شامل ژئوتکستایل ها و نصب فیلتر در یکسری از نقاط تخلیه در مسیر جریان آب است.

مدیریت لجن

لجن تجمع یافته در سیستم ته نشینی، هیدروسیکلون، صافی فشاری یا زلال‌ساز با صفحه شیب‌دار باید همچنین به درستی تخلیه شود. در مورد یک سیستم حوضچه، مواد باید ابتدا استخراج و آبگیری شود. مورد اول می‌تواند به کمک دراگ لاین، سیستم خلاء/ پمپاژ یا ماشین‌آلاتی مانند کج بیل انجام شود. گزینه‌های متعددی برای آبگیری از لجن حوضچه وجود دارد. به این منظور، دستگاه سانتریفوژ یا صافی فشاری می‌تواند تعبیه شود؛ اما برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی استفاده از جاذبه توصیه می‌شود. در ارتباط با استفاده از جاذبه، لجن می‌تواند تا زمان خشک شدن، در یک لجن گیر یا حتی یک حفره معدنی غیرفعال ریخته شود. آب زهکش شده باید به سیستم ته‌نشینی بازگردانده شود.

کاربردهای متعددی برای لجن در محل معدن و خارج از آن وجود دارد. لجن آبگیری شده در محل معدن، ممکن است برای احداث جاده‌های سبک، همراه با پوشش گیاهی برای ایجاد کانال یا هره خاکریز برای جمع‌آوری و هدایت روان آب مورداستفاده واقع شود؛ یا به عنوان آستر برای ایجاد حوضچه‌های ته‌نشینی جدید تعبیه شود. همچنین، لجن در عملیات کشاورزی ممکن است به عنوان نوعی کود و در جاده‌سازی به عنوان ملاط شن و ماسه به کار رود. در هر شرایط، این ماده کاربردهایی دارد که از ضرورت دفن آن در زمین جلوگیری به عمل می‌آورد.

 

استفاده مجدد از آب

زمانی که آب مورد تصفیه قرار گرفت، می‌تواند برای عملیات شستشو، فرونشاندن گردوغبار، استخراج و برش، پرداخت و آبیاری استفاده شود.

همچنین امکان دارد این آب، در سیستم فاضلاب تصفیه‌شده مانند سرویس‌های بهداشتی استفاده شود.

 

مزایای مدیریت آب

بهترین راه‌کارهای مشخص شده در بالا، مزیت‌های متعددی در معدن یا تأسیسات فرآوری سنگ ایجاد می‌کنند.

ایجاد درآمد: لجن جمع‌آوری‌شده می‌تواند برای استفاده در راه‌سازی و کاربردهای کشاورزی فروخته شود که درنتیجه، شکل جدیدی از درآمد برای معدن، ایجاد می‌شود.

کاهش هزینه‌های آب: جمع‌آوری، تصفیه و نیز استفاده مجدد از آب باران و روان آب، باعث کاهش هزینه قبوض آب مصرفی و فاضلاب می‌شود.

اجتناب از هزینه‌های چاه: از پرداخت هزینه‌های نگهداری و بهسازی چاه اجتناب می‌شود.

کاهش در هزینه‌های انرژی: حوضچه‌های نگهداری، با ایجاد یک منبع آب سطحی، هزینه‌های پمپاژ از یک چاه عمیق آب زیرزمینی را حذف می‌کنند.

سادگی پایش: حوضچه‌های ته‌نشینی و نگهداری، پایش آب را تسهیل می‌کنند که به خصوص به تأسیسات مجاز سیستم ملی حذف تخلیه مواد آلاینده در آب کمک می‌کند.

اطمینان از منبع آب: حوضچه‌های نگهداری می‌توانند به عنوان یک مکان برای نگهداری آب حاصل از آب کشی معدن، آب باران و روان آب عمل کند.

رفع تنش بر منبع آب محلی: با جمع‌آوری و نگهداری آب، از تنش‌های وارده بر سفره آب محلی و منبع آب شرب اجتناب می‌شود.

ارتقای شهرت شرکت: اتخاذ مدیریت فعال در مسئله آب از نظر مردم مثبت انگاشته می‌شود.

 

 

ملاحظات نهایی

آب یک منبع محدود است و به دلیل نیاز محصولات صنعت سنگ ساختمانی به این منبع طبیعی، مدیریت درست آب به منظور انجام عملیات پایدار سنگ ساختمانی حیاتی است.

بهترین راه‌کارهای ارائه‌شده در این مطلب، گزینه‌هایی برای کاهش میزان مصرف آب یک معدن استخراج سنگ ساختمانی می باشند. اتخاذ تعداد کمی از این پیشنهادها می‌تواند به طور بالقوه منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌ها، همچنین ارتقای شرایط محیط زیستی شوند.

 

 

 

 

 

مطالعه موارد زیر را به شما پیشنهاد می کنیم:

 

 

 

تاثیر استفاده از سنگ تولید داخل بر محیط زیست

جدیدترین تکنولوژی های اکتشاف معدن سنگ ساختمانی

نظام حقوقی حفاظت از محیط زیست در معادن

سنگ، هدیه طبیعت به ایرانیان

بررسی های زمین ­شناسی و خاستگاه سنگ­های تزئینی در اکتشاف

نیاز مبرم صنعت سنگ به تجارت الکترونیک

تجاری سازی ایده راه اندازی کسب و کار دیجیتال در بازار سنگ

موانع ورود سرمایه گذاران خارجی به معدن داری

چهارمین تولید کننده سنگ ساختمانی جایگاه بیستم را در صادرات دارد

علت رکود در صنعت معدن داری

تنوع معادن سنگ ساختمانی در ایران
 

 

 

 

 

با ارائه انتقادات و پیشنهادات خود ما را در بهبود عملکردمان راهنمایی کنید

کلیدواژه ها: راه هاي صرفه جويي مصرف آب در معادن