Mineria

Què és la indústria minera?

La indústria minera engloba l'exploració, l'extracció i el processament de recursos minerals (com ara carbó, petroli, metalls, etc.) per satisfer les demandes d'energia, materials industrials i desenvolupament d'infraestructures.

La mineria implica l'extracció de minerals sòlids (per exemple, carbó i minerals), líquids (per exemple, petroli cru) o gasosos (per exemple, gas natural) que es produeixen de manera natural. Això inclou la mineria subterrània o a cel obert, l'explotació de la mina i totes les activitats auxiliars de processament que es duen a terme normalment al lloc de la mina o a prop d'aquesta, com ara la trituració, la mòlta, la beneficiació i el tractament, destinades a preparar matèries primeres. També cobreix el processament essencial per a productes comercialitzables. S'exclouen activitats com la recollida/purificació/distribució d'aigua, els estudis geològics i l'enginyeria de la construcció.

Classificació de la indústria (basada en GB/T4754-2017)

El sector miner es classifica de la següent manera:

•Mineria i rentat del carbó: Extracció i processament dels recursos de carbó.

•Extracció de petroli i gas natural: extracció terrestre i marítima de petroli cru i gas natural.

•Mineria de metalls ferrosos/no ferrosos: Extracció de metalls ferrosos (ferro, manganès, crom) i metalls no ferrosos (coure, plom, zinc, etc.).

•Mineria no metàl·lica: Extracció de minerals no metàl·lics com sorra, grava i minerals químics.

•Activitats de suport a la mineria: Prestació de serveis de suport tècnic i logístic per a l'extracció.

•Altres activitats mineres: Inclou recursos especialitzats com l'energia geotèrmica i l'aigua mineral.

Estructura de la cadena industrial

La cadena de valor de la mineria inclou l'exploració, l'extracció, el processament (per exemple, el tractament del mineral, la fosa) i el reciclatge de recursos, proporcionant matèries primeres fonamentals per als sistemes industrials.

Reptes operatius en la mineria

La mineria és una àrea d'aplicació principal per a vàlvules i canonades, on les dures condicions operatives afecten directament la selecció, el disseny i la vida útil de les canonades. A continuació es mostra una anàlisi sistemàtica dels reptes de la mineria per a les canonades en quatre dimensions, amb dades i exemples de suport:

I. Característiques del medi: Alta duresa, abrasió severa, flux multifàsic

•Duresa del material i mida de partícula:

Tipus de mineral:Els minerals metàl·lics (Fe, Cu, Pb-Zn) solen tenir una duresa Mohs elevada (6-8). Els minerals no metàl·lics (fosfat, fluorita) són més tous (Mohs 3-5), però els residus sovint contenen impureses d'alta duresa com el quars.

Distribució de partícules:Mineral triturat: 10-50 mm; Residus: 0,1-5 mm; Mineral mòlt: <0,074 mm (transport de pols).

Efecte d'impacte:Les partícules grans (>20 mm) causen "desgast per ranura" en fluxos d'alta velocitat; les partícules petites (<5 mm) causen "desgast per ranurat". Combinades, escurcen dràsticament la vida útil de la canonada.

•Estat dels mitjans de comunicació transmesos:

Flux sòlid-líquid (suspensió):En el processament humit, el contingut sòlid de la suspensió arriba al 30%-60% (per exemple, residus de flotació de coure). Els portadors líquids (aigua/productes químics) acceleren l'erosió de les partícules.

Flux de gas-sòlid:En el processament en sec/control de pols, les velocitats de l'aire de 15-30 m/s fan que les partícules fines (pols de carbó/mineral) siguin de 3 a 5 vegades més erosives que en els fangs.

Corrosivitat:Les suspensions que contenen sulfurs (per exemple, pirita) formen medis àcids (pH <4) en condicions humides, accelerant la corrosió dels metalls.

II. Entorn operatiu: condicions i complexitats extremes

•Temperatura i pressió:

Fluctuació de temperatura:Subterrani: 5-35 °C; Plantes de mòlta (calor mecànica): >50 °C; Dipòsits hidrotermals: >80 °C.

Impacte de la pressió:Capçals de bombament de 100-300 m (pressió d'1-3 MPa). Els canvis sobtats de pressió en els revolts intensifiquen l'impacte de les partícules.

•Vibració mecànica i restriccions d'instal·lació:

Fonts de vibració:Les trituradores, els molins de boles (freqüència de 10-50 Hz, amplitud de 2-10 mm) afluixen les connexions de les canonades i provoquen esquerdes per fatiga a les vores de la soldadura.

Limitacions d'espai:Els túnels subterranis estrets necessiten corbes tancades (radi R ≤ 5D), on les taxes de desgast són de 5 a 8 vegades més altes que les de les seccions rectes.

III. Condicions de l'equip: càrrega elevada i funcionament continu

•Paràmetres del sistema de transport:

Velocitat i taxa de flux:Mineral gruixut: 3-5 m/s; Suspensió fina: 1,5-3 m/s. Capacitat de línia única: 1000-3000 m³/h, alta resistència a la pressió i al desgast.

Distància de transport:A cel obert: diversos km; Subterrani: 500-2000 m. Les llargues distàncies provoquen desgast acumulatiu.

•Cicles d'arrencada i parada i manteniment:

Ciclisme freqüent:Els ajustaments del procés basats en la qualitat del mineral comporten entre 10 i 20 arrencades/aturades diàries. Les pujades de pressió transitòries (cop d'ariet) arriben a 2-3 vegades la pressió de treball.

Finestres de manteniment curtes:L'alta continuïtat de la producció limita les aturades anuals a <15 dies, cosa que requereix una substitució ràpida de les canonades.