Ашигт малтмалын боловсруулалтын процессын эрчим хүчний шаардлага
Ашигт малтмалын боловсруулалт гэдэг нь үнэ цэнэтэй эрдэс бодисыг хольцоос (ганг) ялгаж салгах, тэдгээрийн агууламжийг нэмэгдүүлэх, үйлдвэрлэлийн үзүүлэлтэд нийцсэн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг цуврал процесс юм. Эдгээр зорилтуудын цаана нэг тодорхойлох хүчин зүйл анхаарал татдаг: эрчим хүч. Ашигт малтмалын боловсруулалтын эрчим хүчний хэрэгцээ нь зөвхөн үйл ажиллагааны зардалд нөлөөлөхөөс гадна нүүрстөрөгчийн ул мөр, үйлдвэрийн зураг төсөл, үйлдвэрлэлийн найдвартай байдал, уурхайн тогтвортой байдалд нөлөөлдөг. Энэхүү нийтлэлд эрчим хүчийг хаана ашигладаг, түүний хэрэгцээнд нөлөөлдөг хүчин зүйлс, эрчим хүчний үр ашгийг сайжруулах стратегийн талаар авч үзэх болно.
1. Эрчим хүч яагаад ашигт малтмалын боловсруулалтын гол асуудал болдог вэ?
Ихэнх ашигт малтмалын боловсруулалтын үйл ажиллагаа нь их хэмжээний материалтай холбоотой бөгөөд ихэвчлэн бага агуулгатай үнэт эрдэс бодистой байдаг. Энэ нь бага хэмжээний баяжмал авахын тулд их хэмжээний чулуулгийг бутлах, нунтаглах, шахах, холих, ялгах шаардлагатай гэсэн үг юм. Алхам бүр механик, цахилгаан, дулааны болон химийн энерги шаарддаг. Олон үйлдвэрт эрчим хүчний зардал нь үйл ажиллагааны зардлын хамгийн том бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг байж болох бөгөөд ялангуяа цахилгаан, түлшний үнэ өсөх үед химийн болон хөдөлмөрийн зардлаас ч давж гардаг.
Байгаль орчны үүднээс авч үзвэл, чулуужсан түлш дээр суурилсан цахилгаан станцуудын эрчим хүч нь хүлэмжийн хийн ялгарлыг нэмэгдүүлэх болно. Тиймээс эрчим хүч нь зөвхөн "хэдэн киловатт-цаг ашигласан" тухай биш, харин уул уурхайн салбарын нүүрстөрөгчгүйжүүлэх стратегийн тухай юм.
2. Ашигт малтмалын боловсруулалтын эрчим хүчний хэлбэр ба эх үүсвэрүүд
Ашигт малтмалын боловсруулалтын энергийг хэд хэдэн үндсэн хэлбэрт хувааж болно.
1. Цахилгаан эрчим хүч: бутлуурын мотор, тээрэм, конвейер, зутан шахуурга, хөвүүлэн хутгагч, агаарын компрессор болон хяналтын багаж хэрэгсэлд ашиглагддаг.
2. Механик энерги: практикт энэ нь цахилгаан/дизель түлшнээс гардаг бөгөөд үүнийг механик ажилд хувиргадаг, жишээлбэл хэмжээг багасгахад ашигладаг.
3. Дулааны энерги (дулаан): хатаах, шатаах, уусмал халаах эсвэл тодорхой температур шаарддаг процесст ашигладаг.
4. Химийн энерги: түлш (дизель, хий, нүүрс) болон гидрометаллургийн процессын тодорхой урвалжуудаас гардаг.
Түгээмэл эрчим хүчний эх үүсвэрүүдэд PLN цахилгаан сүлжээ, дизель генератор, байгалийн хий, нүүрс, мөн нар, салхи, эсвэл тодорхой байгууламжуудад хаягдал дулааныг дахин боловсруулах зэрэг сэргээгдэх эрчим хүч орно.
3. Хамгийн их эрчим хүчний хэрэглээний үйл явцын үе шатууд ба цэгүүд
а. Бутлах: бутлах болон нунтаглах
Бутлах буюу хүдрийн хэмжээг багасгах нь олон ашигт малтмал боловсруулах үйлдвэрүүдийн хамгийн том эрчим хүчний хэрэглээ юм. Бутлах нь ихэвчлэн уурхайгаас том чулуулгийг тээрэмдэж болох хэмжээнд хүртэл бутладаг. Дараа нь нунтаглах нь үнэт эрдэс бодисууд нь чулуулгийн гангаас чөлөөлөгдөх хүртэл материалыг цэвэршүүлдэг.
Яагаад бутлах нь эрчим хүч их шаарддаг вэ? Учир нь чулуулгийг бутлахад маш их ажил шаардагддаг бөгөөд бүх энерги нь "хугарал үүсэх энерги" болж хувирдаггүй; ихэнх нь дулаан, дуу чимээ, чичиргээ хэлбэрээр алдагддаг. Бутлуурын төрөл (эрүү, мушгиралт, конус) болон тээрэм (SAG, бөмбөлөг тээрэм, HPGR)-ийн сонголт нь үр ашгийг ихээхэн хэмжээгээр тодорхойлно.
б. Зуурмагийн ангилал ба тээвэрлэлт
Нунтагласны дараа материалыг ихэвчлэн устай хольж зутан үүсгэж, гидроциклон эсвэл шигшүүр ашиглан ангилдаг. Энэ үе шатанд дараахь зүйлийг хийхийн тулд эрчим хүч шаардлагатай.
- том хүчин чадалтай шлам шахах насос,
– нягтралын хяналтын систем,
– үйл явцын усны эргэлт.
Нэгжийн ажиллагаанд зарцуулах эрчим хүч нь нунтаглахаас бага байж болох ч тасралтгүй ажиллах болон өндөр урсгалын хурд зэргээс шалтгаалан нийт эрчим хүчний хэрэгцээ ихээхэн байж болно.
в. Төвлөрөл: хөвөгч хүч, таталцал, соронзон
Ашигт малтмалыг ялгах (баяжуулах) аргууд нь өөр өөр энергийн профайлтай байдаг:
– Флотаци нь хутгах, агааржуулах (үлээгч/компрессор) болон эргэлтийн насосуудад эрчим хүч шаарддаг. Эрчим хүчний зарцуулалтад рН-ийн нөхцөл, урвалжийн хэрэглээ, хадгалах хугацаа нөлөөлдөг.
– Таталцлын хүчээр тусгаарлах (спираль, сэгсрэгч ширээ, жийп) нь эрчим хүчний хэмнэлттэй байх хандлагатай боловч хэмжээ болон нягтралын зөрүүнээс хамаарна.
– Соронзон ялгах нь соронзон орон үүсгэхэд энерги шаарддаг (ялангуяа өндөр эрчимтэй соронзон ялгагчдад).
d. Усгүйжүүлэх: өтгөрүүлэх, шүүх, хатаах
Баяжмал болон хаягдлын усны агууламжийг бууруулахын тулд дараах хэлбэрээр эрчим хүч шаардагдана:
– өтгөрүүлэгч дэх шахуурга болон холигчийн энерги,
– шүүлтүүрийн даралтын вакуум энерги эсвэл даралт,
– хатаах дулааны энерги (шаардлагатай бол).
Ус болон хаягдлын менежментийг чангатгах шаардлагын улмаас усгүйжүүлэх нь улам бүр чухал болж байна, жишээлбэл, эрчимтэй шүүлтүүр шаарддаг хуурай овоолсон хаягдлыг хэрэгжүүлэх.
д. Гидрометаллурги ба пирометаллурги (хэрэв нэгтгэсэн бол)
Зарим бараа бүтээгдэхүүний хувьд ашигт малтмалын боловсруулалт нь металл олборлолттой холбоотой байдаг:
– Гидрометаллурги (уусгах, уусгагч гаргаж авах, цахилгаан ялгаруулах) нь уусмалыг халаах, хутгах, агааржуулах/исэлдүүлэхэд эрчим хүч, мөн цахилгаан ялгаруулахад их хэмжээний цахилгаан шаарддаг.
– Пирометаллурги (хайлуулах, шатаах) нь ихэвчлэн түлш эсвэл цахилгаан (цахилгаан зуух) дээр суурилсан маш их дулааны энерги шаарддаг.
Хэрэв ашигт малтмал боловсруулах үйлдвэр нь хайлуулах үйлдвэртэй нэг хэлхээнд орвол нийт эрчим хүчний хэрэгцээ эрс нэмэгдэж, илүү нарийн төвөгтэй эрчим хүчний хангамжийн төлөвлөлт шаардагдана.
4. Эрчим хүчний хэрэгцээнд нөлөөлдөг хүчин зүйлс
Эрчим хүчний хэрэгцээ бүх үйлдвэрт "тогтмол" байдаггүй. Зарим гол хүчин зүйлүүд нь:
1. Хүдрийн шинж чанар
Хатуулаг, зүлгүүрийн чанар, эрдэс бодисын агууламж, бүтэц, мөхлөгийн хэмжээ нь хүдрийг бутлах, ялгахад хэр хэцүү болохыг тодорхойлдог. Илүү хатуу хүдэр нь илүү их нунтаглах энерги шаарддаг.
2. Байны хэмжээ (бүтээгдэхүүний хэмжээ) ба чөлөөлөлтийн зэрэг
Бай хэмжээ нь нарийн байх тусам нунтаглах энерги өндөр байдаг. Нарийн төвөгтэй хөвүүлэн баяжуулах өндөр цэвэрлэгээг эрэлхийлж буй тээрмүүд нь нөхөн сэргээлт болон эрчим хүчний зардлын хооронд буулт хийх нь элбэг байдаг.
3. Тэжээлийн зэрэглэл ба баяжуулалтын харьцаа
Бага агуулгатай хүдэр нь тээрмүүдийг ижил хэмжээний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхийн тулд илүү их тонн боловсруулахад хүргэдэг бөгөөд нийт эрчим хүчний хэрэглээ нэмэгддэг.
4. Тоног төхөөрөмжийн үр ашиг ба үйл ажиллагааны стратеги
Тээрмийн доторлогооны нөхцөл байдал, хэлхээний загвар, зутангийн нягтралын хяналт, мотор/насосны засвар үйлчилгээ нь эрчим хүчний үр ашигт нөлөөлдөг.
5. Усны хүртээмж ба усны эргэлтийн зураг төсөл
Хязгаарлагдмал ус нь илүү нарийн төвөгтэй шахуурга, ус цэвэршүүлэлт эсвэл дахин эргэлтийн эрчим хүчний хэрэгцээг нэмэгдүүлдэг.
5. Эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх стратегиуд
Эрчим хүчний үр ашгийг ихэвчлэн технологийн сайжруулалт, үйл ажиллагааны оновчлол, эрчим хүчний менежментийн хослолоор олж авдаг.
1. Комминутын оновчлол
– Зарим хэлхээнд HPGR (Өндөр даралттай нунтаглах ороомог) ашиглах нь уламжлалт нунтаглахтай харьцуулахад эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг.
– Урьдчилан баяжуулах (жишээ нь мэдрэгч дээр суурилсан ялгах) нь тээрэм рүү тээвэрлэх даацыг бууруулж, гангийг эрт арилгаж чадна.
– Хэт нунтаглахыг багасгахын тулд тэжээлийн хэмжээ болон ангиллын хэлхээний зөв тохиргоо.
2. Өгөгдөлд суурилсан үйл явцын хяналт
Дэвшилтэт процессын хяналтын системүүд нь тээрэм болон хөвүүлэн баяжуулах үйл ажиллагааг тогтворжуулж чадна: нягтрал, бөөмийн хэмжээ, агаарын урсгал, урвалжийн тунг хадгалж, эрчим хүчний хэрэглээг багасгах боломжтой.
3. Тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээ
– Насос болон сэнснүүдэд зориулсан өндөр үр ашигтай мотор, хувьсах хурдны хөтлөгч (VSD) ашиглах.
– Элэгдэл, эвдрэлээс үүдэлтэй үр ашиг буурахаас урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээний хөтөлбөр.
4. Усны менежмент ба эргэлт
Усны алдагдлыг багасгах нь шахах хэрэгцээг бууруулдаг. Өтгөрүүлэгчийг оновчтой ажиллуулах нь усыг дахин боловсруулж, ус цэвэршүүлэх системийн эрчим хүчний зардлыг бууруулахад тусалдаг.
5. Сэргээгдэх эрчим хүч болон эрчим хүч сэргээхийг нэгтгэх
Тодорхой ачаалалд PLTS/PLTB хэрэглэх, мөн хаягдал дулааныг ашиглах (хэрэв дулааны төхөөрөмж байгаа бол) нь чулуужсан эрчим хүчнээс хамаарлыг бууруулж чадна.
6. Эдийн засгийн нөлөөлөл ба тогтвортой байдал
Эрчим хүчний хэмнэлт нь боловсруулсан хүдрийн нэг тонн өртгийг бууруулснаар санхүүгийн шууд нөлөө үзүүлдэг. Цаашилбал, эрчим хүчний үр ашиг нь цахилгаан/түлшний үнийн хэлбэлзэлд үйл ажиллагааны уян хатан байдлыг нэмэгдүүлдэг. Тогтвортой байдлын үүднээс авч үзвэл эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах буюу нүүрстөрөгчийн бага ялгаруулалттай эх үүсвэр рүү шилжих нь компаниудад ялгарлыг бууруулах зорилтуудыг биелүүлэх, нийгмийн эрхээ нэмэгдүүлэх, ESG стандартыг дагаж мөрдөхөд тусалдаг.
Дүгнэлт
Ашигт малтмалын боловсруулалтын эрчим хүчний хэрэгцээ нь зардал, үйлдвэрлэлийн гүйцэтгэл, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөлд нөлөөлдөг гол элемент юм. Бутлах үе шат нь ихэвчлэн хамгийн том эрчим хүчний хэрэглэгч бөгөөд дараа нь зутан тээвэрлэх, баяжуулах, усгүйжүүлэх үе шат ордог. Эрчим хүчний шаардлагын хэмжээ нь хүдрийн шинж чанар, зорилтот бүтээгдэхүүний хэмжээ, тоног төхөөрөмжийн үр ашиг, үйл ажиллагааны стратегиас ихээхэн хамаардаг. Бутлах оновчлол, үйл явцын хяналт, тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээ, усны менежмент, сэргээгдэх эрчим хүчийг нэгтгэснээр ашигт малтмалын боловсруулалтын үйлдвэрлэл нь үнэ цэнэтэй ашигт малтмалын олборлолтыг алдагдуулахгүйгээр эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж чадна. Эцсийн эцэст ухаалаг эрчим хүчний менежмент нь зөвхөн эдийн засгийн хувьд ашигтай төдийгүй илүү тогтвортой ашигт малтмалын боловсруулалтын чухал үндэс суурь болдог.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг илүү техникийн хувьд тохируулан өөрчилж болно (жишээлбэл, кВт.ц/тонн тооцооллын жишээ, бондын индекс эсвэл никель, алт, зэс зэрэг тодорхой бараа бүтээгдэхүүний тохиолдлын судалгааг нэмэх).
