لطالما عُرفت صناعة التعدين بتعقيدها وبيئاتها القاسية. فمن استخراج الخام إلى استخلاص المنتج النهائي، يواجه العملاء عملياتٍ مختلفة تتضمن عادةً استخدام مواد كاشطة، وتراكيز متفاوتة من المواد الصلبة، وبيئات كيميائية عدوانية. هذه الظروف تجعل استقرار العملية تحديًا مستمرًا، وقياساتها أداةً ضرورية. تُمكّن قياسات اللزوجة والكثافة في الوقت الفعلي من مراقبة سلوك المواد الكاشطة والتحكم فيه لتحسين عمليات استخلاص المنتج.
جدول المحتويات
لطالما عُرفت صناعة التعدين بتعقيدها وبيئاتها القاسية. فمن استخراج الخام إلى استخلاص المنتج النهائي، يواجه العملاء عملياتٍ مختلفة تتضمن عادةً موادًا كاشطة، وتركيزاتٍ متفاوتة من المواد الصلبة، وبيئاتٍ كيميائية عدوانية. هذه الظروف تجعل استقرار العملية تحديًا مستمرًا، وتتطلب تحسيناتٍ مستمرة. قياسات أداة ضرورية.
هذه الصناعة هو دائماً يبحث عن التحكم في خصائص التركيز والملمس والتركيب والسيولة لعملياتهم. يمكن أن تؤثر هذه المعايير على أداء المعدات، وكفاءة استخلاص المعادن، والاستخدام الأمثل للطاقة، وظروف السلامة. وغالبًا ما تُراقَب هذه الظروف المرغوبة أو تُتحكَّم بها بشكل غير مباشر باستخدام الكثافة واللزوجة كمؤشرات رئيسية.
عادةً ما تُستخدم أساليب أخذ العينات التقليدية في المختبر، لكنها لا توفر سوى معلومات متقطعة لا تستطيع رصد التغيرات الآنية. في المقابل، توفر القياسات المباشرة رؤية مستمرة وفورية للعملية، مما يسمح باستجابة أسرع.
Rheonics تقيس مستشعرات النوع SR (SRV وSRD) اللزوجة والكثافة ودرجة الحرارة في خط الإنتاج للتحكم في العمليات ومراقبتها. يقيس مستشعر SRV اللزوجة، بينما يقيس مستشعر SRD الكثافة واللزوجة.
تُعاير هذه الحساسات في المصنع ولا تحتاج إلى إعادة معايرة طوال فترة تشغيلها. مع ذلك، قد يطلب العملاء معايرة أو التحقق من الأجهزة المستخدمة في صناعتهم كجزء من إجراءات مراقبة الجودة. يمكن إجراء تعديلات اختيارية أو تصحيحات للإزاحة عند الحاجة لمطابقة مراجع محددة. لمزيد من التفاصيل، انظر معايرة مقياس لزوجة العملية المضمن SRV في الموقع والمصنع.
Rheonics تعتمد تقنية أجهزة الاستشعار على رنان التواء متوازن (BTR). تتميز هذه التقنية الحاصلة على براءة اختراع بميزة كبيرة على منافسيها، إذ تسمح لأجهزة الاستشعار بأن تكون صغيرة الحجم وخفيفة الوزن وغير متأثرة بالاهتزازات الخارجية.
Rheonics أثبتت تقنيتا SRV وSRD فعاليتهما في تطبيقات صناعة التعدين. على سبيل المثال، من الاستخدامات الشائعة مراقبة نقل طين الخام، والتعويم، وإدارة المياه، وطين الحفر (أيضًا في التعدين في الطبقات العميقة)، أو تثخين المراحل. تساعد المراقبة الدقيقة والمستمرة تحسين التحكم في التركيز، وكفاءة استخلاص المعادن، واستقرار العملية بشكل عام في البيئات الكاشطة والعدوانية كيميائياً.
تُستخدم قياسات اللزوجة والكثافة في صناعة التعدين لمراقبة العمليات، وكذلك لتتبع معايير أخرى ذات صلة ذات أهمية. وتشمل هذه المعايير ما يلي:
يُعد أحد أهم متغيرات التحكم في معالجة المعادن. فهو يؤثر بشكل مباشر على كفاءة الطحن، واستخلاص المعادن بالتعويم، وإدارة المخلفات.
يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية لضمان النقل والمعالجة السليمة. فإذا كان المعلق سميكًا جدًا أو رقيقًا جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى انسدادات أو تلف المضخة أو ضعف أداء الفصل.
وهو مؤشر رئيسي في عمليات الترشيح، والتعويم، والتحكم في درجة الحموضة، وجرعات الكواشف، والتلبد. تناقضات في هذه الخصائص قد يشير ذلك إلى ضعف الخلط، أو عدم اكتمال الذوبان، أو تكوّن طبقات، مما يؤثر على الاستخلاص ويزيد من استهلاك الكواشف.
أمثلة:
يقيس هذا المستشعر نطاقًا واسعًا من اللزوجة ودرجة الحرارة في الوقت الحقيقي وهو مناسب للتركيب في الخزانات لمراقبة عمليات الخلط وفي خطوط الأنابيب للقياس المستمر للسوائل المتدفقة. Rheonics تُعد تقنية SRV مناسبة بشكل خاص لعمليات الخلط عالية السرعة ولا تتأثر بوجود الفقاعات في السائل أو الاهتزازات الخارجية.
تقيس اللزوجة مقاومة السائل للتدفق. في المواد المعلقة، تتأثر اللزوجة بما يلي:
مع ازدياد اللزوجة، يصبح ضخّ المادة المعلقة أو خلطها أو نقلها أكثر صعوبة. وتتيح قياسات اللزوجة للمشغلين ما يلي:
يُضيف هذا المستشعر قياس الكثافة إلى قياس اللزوجة ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي. وهو الأنسب للتركيب في الأنابيب والخزانات ذات ثابت ومنخفض سرعة الخلط. إضافة الكثافة إلى القياسات تسمح بإجراء حسابات إضافية لتركيز السائل؛ ومع ذلك، فإن نطاق قياس اللزوجة أضيق مقارنةً بجهاز قياس اللزوجة السطحي (SRV)، وقد تؤدي التركيزات العالية للفقاعات إلى تشويش القراءات بسبب قياس الكثافة. كما أن جهاز قياس اللزوجة السطحي (SRD) لا يتأثر بالاهتزازات الخارجية.
تشير الكثافة إلى كتلة المادة لكل وحدة حجم. وفي سياق المواد المعلقة، ترتبط الكثافة ارتباطًا وثيقًا بنسبة المواد الصلبة الموجودة. فكلما زاد تركيز المواد الصلبة، زادت الكثافة.y.
تتيح قياسات الكثافة للمشغلين ما يلي:
بالإضافة إلى ذلك، تدعم إلكترونيات SRD حسابات مخصصة لمتغيرات العملية، بناءً على مدخلات في الوقت الحقيقي للكثافة واللزوجة ودرجة الحرارة.
يُعدّ الحفر والتفجير الخطوتين الأوليين في استخراج المعادن، حيث يتم تفتيت الصخور إلى أحجام يمكن التعامل معها.
يؤدي ضعف التفتيت إلى زيادة استهلاك الطاقة في عمليات التكسير اللاحقة وزيادة تآكل المعدات.
Rheonics يُتيح تركيب أجهزة الاستشعار على خطوط خلط أو خزانات سوائل الحفر والمستحلبات المتفجرة ما يلي:
| مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الأهمية | التأثير مع Rheonics الأدوات |
|---|---|
| انحراف التماسك المتفجر (%) | يتم تقليلها عن طريق التحكم في الخلط والضخ |
| معدل اختراق الحفر (م/ساعة) | تم تحسينها من خلال الحفاظ على الخصائص المثلى لسائل الحفر |
| تجانس تفتت الصخور (المؤشر) | تم تحسينه بفضل الأداء المتفجر الأفضل |
| معدل تآكل رأس المثقاب (ساعات/رأس) | تم تقليلها من خلال تحسين التشحيم وتقليل الإجهاد الميكانيكي أثناء الحفر |
تعتبر عمليتا التكسير والطحن الخطوتين الأوليين في معالجة المعادن، حيث يتم تقليل حجم الخام لتسهيل عمليات الاستخراج اللاحقة.
هذه مراحل تؤثر الكفاءة بشكل مباشر على نجاح العمليات اللاحقة مثل التعويم والترشيح.
Rheonics يُتيح تركيب أجهزة الاستشعار على أنابيب تغذية وتفريغ المواد السائلة في المطاحن والفواصل الإعصارية في دوائر الطحن ما يلي:
| مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الأهمية | التأثير مع Rheonics الأدوات |
|---|---|
| الاستهلاك النوعي للطاقة (كيلوواط ساعة/طن) | يتم تقليلها من خلال ظروف الملاط المثلى |
| نسبة نجاح حجم المنتج المطلوب (%) | وقد زاد بسبب أداء الطحن المستقر |
| تفاوت حجم المنتج (النسبة) | انخفاض التباين، وتحكم أفضل في المراحل اللاحقة |
| معدل إنتاجية المطحنة (طن/ساعة) | وقد تحسنت هذه العملية من خلال تجنب عدم استقرار العمليات ووقت التوقف. |
يُعد التعويم خطوة فصل حيوية في معالجة المعادن، ويستخدم لاستخلاص المعادن الثمينة بشكل انتقائي.
يمكن أن يؤدي ضعف الفصل وتكوين المواد الوسيطة إلى زيادة استخدام الكواشف وانخفاض معدل الاستخلاص.
Rheonics يُتيح تركيب أجهزة الاستشعار في خطوط تغذية التعويم، أو داخل خلايا التعويم، أو في تصريف المخلفات في دوائر التعويم ما يلي:
| مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الأهمية | التأثير مع Rheonics الأدوات |
|---|---|
| نسبة استخلاص المعادن القيّمة (%) | تزداد من خلال تعزيز التفاعلات بين الفقاعات والجسيمات |
| استهلاك الكواشف (كجم/طن) | انخفضت النسبة بسبب تحسين الجرعات |
| نسبة تركيز المركز (%) | تحسنت بفضل انتقائية الفصل الأفضل |
| نسبة الخسائر في المخلفات (%) | انخفضت عن طريق تقليل انتقال المعادن الثمينة |
يُعدّ الترشيح تقنية حيوية في مجال المعالجة المائية للمعادن، حيث يتم استخلاص المعادن الثمينة من الخام عن طريق إذابتها في محلول كيميائي.
إذا لم يتم التحكم في محلول الترشيح بشكل صحيح، فإن استخلاص المعادن ينخفض.
Rheonics يُتيح تركيب أجهزة الاستشعار في أنابيب الطين أو مباشرة في خزانات الترشيح ما يلي:
| مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الأهمية | التأثير مع Rheonics الأدوات |
|---|---|
| معدل استخلاص المعدن المستهدف (%) | وقد زاد ذلك نتيجة لتحسين تلامس الكاشف وانحلاله |
| مدة دورة الترشيح (بالساعات) | يتم تقليل ذلك عن طريق السماح بإتمام تفاعل الترشيح بشكل أسرع |
| استهلاك عامل الترشيح (كجم/طن) | انخفضت النسبة نتيجة للجرعات المُحسّنة |
يُعد التكثيف والتجفيف من الأمور الأساسية في معالجة المعادن، حيث يقللان من حجم الملاط عن طريق إزالة الماء الزائد.
قد يؤدي ضعف الرقابة إلى عدم كفاءة استعادة المياه وعدم استقرار المخلفات المراد التخلص منها.
Rheonics يُتيح تركيب أجهزة الاستشعار في خطوط تغذية المواد السائلة، وخزانات التكثيف، ومسارات التدفق السفلي والعلوي ما يلي:
| مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الأهمية | التأثير مع Rheonics الأدوات |
|---|---|
| تركيز المواد الصلبة في التدفق السفلي (%) | تحسينات تؤدي إلى نقل وتخلص أكثر كفاءة من مخلفات التعدين |
| معدل استرداد الماء (%) | تمت الزيادة من خلال تحسين الترسيب وتعزيز كفاءة الفصل |
تُعد إدارة المخلفات أمرًا ضروريًا، لضمان التعامل الآمن والمسؤول بيئيًا مع النفايات المتولدة أثناء معالجة المعادن.
إذا لم يتم التحكم في خصائص الطين بشكل صحيح، فإن المخاطر التشغيلية والتكاليف تزداد.
Rheonics يُتيح تركيب أجهزة الاستشعار في أنابيب أو أحواض مخلفات التعدين ما يلي:
| مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الأهمية | التأثير مع Rheonics الأدوات |
|---|---|
| معدل تكرار انسداد خط أنابيب مخلفات التعدين (حوادث/سنة) | انخفضت نسبة حدوث الانسدادات بفضل المراقبة الاستباقية لمنع حدوثها |
| استهلاك الطاقة المحدد للضخ (كيلوواط ساعة/طن) | انخفضت النسبة من خلال تحسين معايير الضخ |
| تباين كثافة مخلفات التعدين (%) | تم تقليلها من خلال تحسين استقرار منشأة تخزين المخلفات (TSF) واتساق الترسيب |
| كفاءة استعادة المياه (%) | تم تحسين ذلك من خلال مراقبة مستويات الترسيب |
تضمن إدارة التشحيم التشغيل المستمر لمعدات التعدين الثقيلة، بما في ذلك شاحنات النقل والجرافات والحفارات.
قد يؤدي سوء حالة مواد التشحيم إلى زيادة تآكل المحرك أو حتى تعطل المعدات، مما يؤدي إلى:
Rheonics يسمح تركيب أجهزة الاستشعار في أنظمة التشحيم أو تجهيزات تحليل الزيوت للمراقبة المستمرة بما يلي:
| مؤشرات الأداء الرئيسية ذات الأهمية | التأثير مع Rheonics الأدوات |
|---|---|
| وقت توقف المعدات بسبب أعطال التشحيم (ساعات/شهر) | يتم تقليلها من خلال الكشف المبكر عن تدهور مواد التشحيم |
| استهلاك مواد التشحيم (لتر/شهرياً) | انخفاض من خلال فترات تغيير مُحسَّنة |
| معدل استبدال المكونات (النسبة) | يؤدي التشحيم المناسب إلى إطالة عمر الأجزاء وتقليل التآكل. |
التآكل الناتج عن التعرية
في عمليات التعدين، قد تتسبب المواد الكاشطة في تآكل مجسات الاستشعار بمرور الوقت. في هذه الحالة، يُنصح باستبدال مجس الاستشعار فقط، بينما يمكن ترك الدوائر الإلكترونية والكابل في مكانهما. يعتمد العمر الافتراضي على حجم الجسيمات وسرعة التدفق وتركيب المادة الكاشطة. Rheonics تتضمن المجسات أيضًا ميزة مراقبة التآكل، حيث تنبه المستخدمين قبل حدوث العطل لضمان استمرار التشغيل.
حد سرعة التدفق
Rheonics مجسات SRV وSRD عموما متوافق بسرعات تدفق تصل إلى 10 م/ث، منذ يمكن ضخ مخلفات التعدين قرب هذه السرعات العالية لمنع الترسيبيوصى بتثبيت يتم وضع المسبار موازياً لاتجاه التدفق في الأكواع، حيث يمكن أن يقلل ذلك من التأثير الميكانيكي. ومع ذلك، قد تُضيف السرعات ضمن هذا النطاق الكثير من التشويش إلى القراءات. لمزيد من التفاصيل، انظر Rheonics مستشعرات من النوع SR لتطبيقات التدفق العالي واللزوجة العالية
الجسيمات في السائل
Rheonics تستطيع المستشعرات التعامل مع الجسيمات اللينة متناهية الصغر دون التأثير بشكل ملحوظ على الدقة، ويمكن للدوائر الإلكترونية تصفية أي تشويش إضافي في الإشارة. مع ذلك، قد تتسبب المواد المعلقة التي تحتوي على جسيمات كبيرة (بحجم المليمتر أو أكبر) في عدم استقرار القراءة وتلف المستشعر ميكانيكيًا. لذا، يُنصح بإجراء فحص مسبق أو تركيب المستشعر بعيدًا عن هذه الجسيمات.
[1] ميتسو. "دليل المبتدئين للمواد المُكثِّفة. https://www.metso.com/insights/blog/mining-and-metals/beginners-guide-to-thickeners/
[2] فلويد فلو. "أنظمة أنابيب نقل المواد السائلة في صناعات التعدين ومعالجة المعادن. https://blog.fluidflowinfo.com/slurry-piping-systems-in-mining-mineral-processing-industries/
[3] إيمرسون. "تحسين السلامة والأداء التشغيلي في عمليات التعدين بالترشيح الركامي. https://www.emerson.com/sv-se/automation/measurement-instrumentation/common-applications/enhancing-safety-and-operational-performance-in-heap-leach-mining-operations
[4] مينسر. "الحفر والتفجير. https://mineser.de/eng/page/33/drilling-and-blasting/
[5] شركة AT Minerals. "اتجاهات صناعة التعدين. https://www.at-minerals.com/en/artikel/at_Trends_in_der_Minenindustrie-3596021.html
[6] MiningDoc. “تحسين أداء التعويم عن طريق ضبط توزيع حجم الجسيمات. https://www.miningdoc.tech/2025/06/03/optimize-flotation-performance-by-adjusting-particle-size-distribution/
[7] تكنولوجيا التعدين. "رواد الابتكار في مجال الاستخراج عن طريق الترشيح.https://www.mining-technology.com/data-insights/innovators-extraction-by-leaching-mining-2/
[8] التعدين الأسترالي. "تطوير المُكثِّف: حيث تتداخل الجوانب المالية والاستدامة.. https://www.australianmining.com.au/thickener-upgrade-where-financial-and-sustainability-overlap/
[9] جواف. "مراقبة مخلفات التعدين باستخدام الطائرات بدون طيار. https://www.jouav.com/blog/mine-tailings.html
[10] تزييت الآلات. "تزييت التروس المكشوفة. https://www.machinerylubrication.com/Read/242/open-gear-lubrication
يشكل الغبار القابل للاشتعال خطراً كبيراً لحدوث انفجارات في مختلف الصناعات مثل صناعة الأغذية والمواد الكيميائية والتعدين...
تُعد كثافة ولزوجة طين الحفر من المعايير الحاسمة التي تؤثر بشكل مباشر على أداء الحفر، واستقرار البئر،...
تُعد الكثافة والتركيز من المعايير الحاسمة في عملية استخلاص الليثيوم من المحلول الملحي لأغراض المراقبة والتحكم...
تُعدّ القدرة على مراقبة لزوجة الملاط والتحكم بها أمرًا أساسيًا في عملية الصب الاستثماري. أجهزة قياس العمليات...
