Kerntoepassingsscenario's in mijnen
Continue mengers komen tegemoet aan uiteenlopende materiaalverwerkingsbehoeften in de waardeketens van de mijnbouw, van ertsvoorbehandeling tot afvalbeheer. Dit zijn de meest voorkomende gebruiksscenario's:
1.1 Ertsverrijking: verbetering van de scheiding van mineralen
Ertsverrijking (het proces waarbij waardevolle mineralen uit ruw erts worden gewonnen) is sterk afhankelijk van een uniforme materiaalmenging om een efficiënte scheiding te garanderen. Continue mengers worden in twee belangrijke fasen gebruikt:
Flotatiereagens mengen
Flotatie is de meest gebruikte verrijkingsmethode voor sulfide-ertsen (bijvoorbeeld koper, lood-zink) en steenkool. Het vereist een nauwkeurige menging van ertspulp (gemalen erts + water) met chemische reagentia (collectoren, opschuimers, modificatoren) om de doelmineralen hydrofoob (water-afstotend) te maken en zich aan luchtbellen te hechten.
Rol van continue mengers: Ertspulp (met een vastestofgehalte van 20-40%) en reagentia continu mengen in een gecontroleerde verhouding. In tegenstelling tot batchmengers elimineren ze "batch- tot- batch" variaties in de reagensconcentratie, waardoor elk ertsdeeltje wordt blootgesteld aan dezelfde reagensdosering. Dit verbetert de flotatieherstelpercentages (in typische gevallen met 3-5%) en vermindert de verspilling van reagentia.
Voorbeeld: In kopermijnen verwerkt een horizontale continumenger met spiraalvormige roerwerken 500–2.000 m³ ertspulp per uur, die rechtstreeks en zonder onderbrekingen in de flotatiecellen wordt gevoerd.
Mengen van uitloogmiddelen (voor hydrometallurgie)
Hydrometallurgie (gebruikt voor goud-, nikkel- en uraniumertsen) maakt gebruik van zure/alkalische uitloogmiddelen (bijvoorbeeld cyanide voor goud, zwavelzuur voor nikkel) om waardevolle metalen uit erts op te lossen. Continumengers zorgen voor:
Uniform contact tussen uitloogmiddelen en gemalen erts (vaak fijn-korrelig,<1 mm), avoiding "dead zones" where ore is not fully leached.
Stabiele pH- en temperatuurregeling (cruciaal voor de uitlogingsefficiëntie) door de toevoeging van reagentia voortdurend aan te passen.
Toepassingsvoorbeeld: Goudmijnen gebruiken verticale continue mengers om cyanideoplossingen te mengen met ertsslurry, waarbij een uitlogingsefficiëntie van meer dan 90% wordt bereikt (vs. 85% bij inconsistent batchmengen).
1.2 Opvullen van mijnen: zorgen voor ondergrondse veiligheid
Het opvullen van mijnen is het proces waarbij ondergrondse uitgravingen (stopes) worden opgevuld met afvalmaterialen (bijvoorbeeld residuen, afvalgesteente) om instorting van de grond te voorkomen, verzakkingen onder controle te houden en mijnafval te hergebruiken. Continue mengers vormen het 'hart' van opvulsystemen, omdat ze opvulling produceren met een consistente dichtheid en vloeibaarheid-de sleutel tot structurele stabiliteit.
Voorbereiding van gecementeerde Tailings Backfill (CTB).
CTB (tailings + cement + water) is het meest voorkomende opvulmateriaal. Continue mengers:
Doseer voortdurend residuen (van flotatieafval), cement (bindmiddel) en water in de mengkamer.
Zorg voor een homogene menging om cementsegregatie te voorkomen (wat zwakke plekken in de opvulling veroorzaakt).
Behoud een stabiel gehalte aan vaste stoffen (65–75%) en een inzinking (15–25 cm) voor een soepel transport via pijpleidingen naar stopplaatsen.
Voordeel: Vermindert het opslagvolume van residuen (een groot milieurisico) en elimineert de noodzaak voor dure grondondersteuningsstructuren.
Pasta-opvulling mengen
Paste backfill (high-solids tailings + cement, solids content >75%) is stabieler dan CTB, maar vereist intensief mengen om verstoppingen te voorkomen. Gespecialiseerde continue mengers (bijv. mengers met dubbele-schroef of planetaire mengers) maken gebruik van roerwerk met hoge- afschuiving om agglomeraten uit de staart te breken, waardoor de pasta gelijkmatig door pijpleidingen stroomt zonder watersegregatie.
1.3 Steenkoolvoorbereiding: verbetering van de brandstofkwaliteit
In kolenmijnen optimaliseren continue mengers de steenkoolverwerking voor energieopwekking of industrieel gebruik door twee belangrijke uitdagingen aan te pakken:
Kolenslurry mengen voor natte reiniging
Natte reiniging (bijv. middelmatig cyclonen met hoge dichtheid) scheidt steenkool van gangsteen (onzuiverheden in het gesteente) met behulp van een dichte slurry (bijv. magnetiet + water). Continue mengers:
Handhaaf een consistente dichtheid (1,2–1,5 g/cm³) van de dichte mediumslurry, waardoor een nauwkeurige scheiding van steenkool (lagere dichtheid) en ganggesteente (hogere dichtheid) wordt gegarandeerd.
Voorkom het bezinken van magnetietdeeltjes (wat de scheidingsefficiëntie verslechtert) via continu roeren.
Stofonderdrukking en bevochtiging van steenkool
Gebroken steenkool genereert grote hoeveelheden stof, wat een bedreiging vormt voor de gezondheid (ademhalingsrisico's) en de veiligheid (explosiegevaar). Continue mengers spuiten water of stof-onderdrukkende chemicaliën op steenkool tijdens transport (bijvoorbeeld op transportbanden), waardoor een uniforme vochtcoating wordt gegarandeerd (vochtgehalte 8-12%) om stof te onderdrukken zonder overmatig waterverspilling.
1.4 Tailings en afvalbeheer
Mijnen produceren enorme hoeveelheden residuen (fijn{0}}korrelig afval van verrijking) en afvalgesteente. Continumengers ondersteunen milieuvriendelijke afvalverwerking:
Tailings Verdikkingshulpmiddel Mengen
Voordat residuen in vijvers worden opgeslagen, worden ze verdikt om het watergehalte te verminderen. Continue mengers voegen vlokmiddelen (polymeerchemicaliën) toe aan de slurry van residuen, waardoor de aggregatie van deeltjes wordt bevorderd en de sedimentatie wordt versneld. Door het gelijkmatig mengen van vlokmiddelen wordt het gebruik van chemicaliën met 10–15% verminderd en wordt de indikkingstijd verkort.
Stabilisatie van afvalgesteenten
Voor afvalgesteentepalen aan het oppervlak mengen continue mixers afvalgesteente met bindmiddelen (bijv. kalk, cement) om de stapel te stabiliseren, waardoor erosie en uitloging van zware metalen in grond/water wordt voorkomen.