Введение
Горнодобывающая деятельность требует больших объемов кислорода для таких процессов, как выщелачивание золота и меди, очистка сточных вод, оптимизация флотации и контроль окружающей среды. Традиционно горнодобывающие компании полагались на поставку жидкого кислорода (LOX), поставляемого поставщиками промышленных газов. Однако в последние годы системы генерации кислорода с адсорбцией при переменном давлении (PSA) становятся все более жизнеспособной альтернативой на-объекте.
И генераторы кислорода PSA, и системы доставки жидкого кислорода служат одной и той же фундаментальной цели-поставка кислорода-, но они существенно различаются по структуре затрат, логистике, эксплуатационной гибкости, профилю безопасности и долгосрочной{2}}масштабируемости. Понимание этих различий важно для групп по закупкам в горнодобывающей промышленности, оценивающих стратегии подачи кислорода для удаленных или крупномасштабных-работ. В этой статье представлено подробное сравнение систем генерации кислорода PSA и подачи жидкого кислорода в горнодобывающей промышленности.
1. Обзор поставок жидкого кислорода (LOX) в горнодобывающей промышленности
Жидкий кислород производится на крупных промышленных установках разделения воздуха, где воздух криогенно охлаждается и разделяется на кислород, азот и аргон. Затем кислород хранится в изолированных криогенных резервуарах и транспортируется на горнодобывающие предприятия автоцистернами. На руднике LOX хранится в криогенных резервуарах с вакуумной-изоляцией и перед использованием испаряется в газообразный кислород.
Ключевые компоненты цепочки поставок LOX:
- Централизованная воздухоразделительная установка (ВРУ) и криогенная система сжижения
- Парк танкеров и криогенные резервуары для хранения-на площадке с системами испарения
LOX широко используется в горнодобывающей промышленности благодаря его высокой чистоте (обычно 99,5% или выше) и способности выдерживать очень большие скачки потребности в кислороде. Однако эта система во многом зависит от непрерывной логистики и внешних цепочек поставок.
2. Обзор систем генерации кислорода PSA
Генераторы кислорода с адсорбцией при переменном давлении (PSA) производят кислород на-объекте путем отделения кислорода от сжатого воздуха с помощью слоев молекулярных сит (обычно цеолитовых материалов).
Процесс включает в себя:
Системы PSA обычно генерируют кислород с уровнем чистоты от 90% до 95%, что подходит для большинства горнодобывающих и промышленных применений. В отличие от систем LOX, установки PSA устраняют необходимость во внешней логистике доставки кислорода.
3-8. Матрица технических и финансовых сравнений
Ниже представлена многомерная инженерная оценка, сравнивающая-системы PSA на объекте с традиционной жидкостной инфраструктурой с учетом моделей затрат, суровых условий окружающей среды, опасностей, масштабируемости и жизненного цикла.
| Основа оценки | Доставка жидкого кислорода (LOX) | Производство кислорода на-PSA на объекте |
|---|---|---|
| 3. Модель затрат и эксплуатационные расходы | Включает переработку ВСУ, энергию криогенного сжижения, логистику автомобильного топлива, аренду резервуаров и потери при хранении-выпарных газов. Транспортные перевозки представляют собой основные накладные расходы. | Первоначальные инвестиции в оборудование (CAPEX) компенсируются минимальными прямыми OPEX (электричество, потребляемое компрессорами, и текущее мелкое техническое обслуживание). Самая низкая стоимость-за-тонну в долгосрочной перспективе. |
| 4. Эксплуатационная надежность | Уязвимы к задержкам в транспортной инфраструктуре, блокировкам удаленных дорог, задержкам из-за экстремальных погодных условий и ограничениям логистики поставщиков. | Высокая операционная-самообеспеченность. Модульные установки легко помещаются в контейнеры для защиты от пыли и ударов. Требуется только стабильное питание от локализованной сети или микросети. |
| 5. Профиль безопасности | Криогенная опасность при -183 градусах (сильные ожоги), риск чрезвычайного пожара при обогащении газа, повышение давления в резервуарах и опасности при транспортировке тяжелых грузов. | Работает при температуре окружающей среды. Применяются стандартные протоколы пожарной безопасности высокой-чистоты и механическая безопасность компрессора. Исключает криогенную обработку. |
| 6. Гибкость и масштаб | Масштабирование требует увеличения размеров резервуаров на физической площадке, более частого движения грузовых автомобилей и зависит от корректировки мощностей поставщиков. | Высокомодульное блочное расширение. Масштабирование достигается за счет установки дополнительных параллельных блоков PSA, идеально соответствующих поэтапным этапам разработки рудника. |
| 7. Углеродный след | Высокие выбросы углекислого газа обусловлены централизованными работами по сжижению газа в сочетании с парком-перевозок на дальние расстояния. | Чисто электрическая генерация-на месте. Высокая совместимость с чистыми удаленными установками шахтных сетей (солнечными или ветровыми системами на территории-). |
| 8. Объем технического обслуживания | Основное внимание уделяется проверкам деградации вакуумной изоляции, проверке криогенных клапанов, регистрации испарения и координации поставщиков. | Стандартный график работы механиков на месте: регулярные проверки масла и фильтров компрессора, проверка уплотнений клапанов и замена слоя цеолита каждые несколько лет. Полная независимость от внешних технических специалистов. |
9. Пригодность для удаленных операций по добыче полезных ископаемых
Удаленные шахты часто сталкиваются с ограниченным доступом к дорогам, нестабильными цепочками поставок, экстремальными погодными условиями и высокими затратами на логистику. В таких условиях системы LOX уязвимы к перебоям в подаче, тогда как системы PSA обеспечивают независимое производство кислорода. Для долгосрочных-проектов удаленной добычи полезных ископаемых системы PSA становятся все более предпочтительными из-за-самообеспеченности.
10. Гибридные стратегии подачи кислорода
Некоторые горнодобывающие предприятия применяют гибридный подход, чтобы добиться финансовой-самообеспеченности добычи газа на-площадке, сохраняя при этом систему защиты на случай резкого роста металлургической промышленности. Этот подход сочетает в себе надежность систем PSA и высокую-поддержку поставок LOX и часто используется на крупных-перерабатывающих заводах.
Заключение
Генераторы кислорода PSA и системы подачи жидкого кислорода играют важную роль в горнодобывающей промышленности. Жидкий кислород обеспечивает чрезвычайно высокую чистоту и высокую-производительность, но сильно зависит от логистики и внешней инфраструктуры. Кислородные системы PSA обеспечивают-генерацию электроэнергии на месте, снижая зависимость от цепочки поставок и повышая долгосрочную-операционную гибкость. Для удаленных операций по добыче полезных ископаемых системы PSA часто представляют собой более экономичное-эффективное и отказоустойчивое решение. Однако LOX остается ценным для приложений с высоким-высоким спросом или временных приложений, где инфраструктура уже создана. В конечном итоге оптимальная стратегия подачи кислорода зависит от масштаба проекта, местоположения, наличия электроэнергии и долгосрочного-операционного планирования.
Запросить горный аудит
Компания NEWTEK поставляет-настраиваемые-кислородные установки, предназначенные специально для удаленных пластов флотации и выщелачивания. Отправьте параметры фрезерования:
- Ежедневный тоннаж переработки руды
- Целевой объем резервуара для выщелачивания
- Статистика высоты и температуры шахты
- Текущая стоимость поставки жидкости/тонна
Тяжелые технологические системы
Установки O2 для тяжелых условий эксплуатации VPSA
Высокопроизводительные и недорогие установки оптимизации выщелачивания.
Контейнерные минные модули
Бронированные укрытия-защищенные от сильной запыленности.
Умные растворяющиеся салазки
Панели управления впрыском аэрации с замкнутым-контуром.
