First Quantum migliora l'affidabilità della miniera di Kansanshi con la fibra Accelovant

Kansanshi Mining, una società di proprietà di First Quantum con sede in Zambia, sta sfruttando i sensori in fibra ottica di Accelovant per risolvere i problemi legati ad archi elettrici e guasti elettronici e di segnalazione nella principale miniera di rame.

Kansanshi gestisce uno dei siti di estrazione e fusione del rame più grandi e produttivi al mondo. Le operazioni di fusione utilizzano precipitatori elettrostatici a umido (ESP) per pulire il gas di anidride solforosa rimuovendo la nebbia acida (aerosol) e le particelle di polvere che possono provocare un effluente di acido solforico concentrato tossico. Sebbene gli ESP siano considerati uno degli scrubber di processo più efficaci in questa applicazione, il controllo della temperatura di processo è stato a lungo un ostacolo a un utilizzo più ampio. Il controllo dell'ESP richiede una tecnologia di misurazione della temperatura in grado di resistere contemporaneamente ad alta tensione, intervallo di temperature elevate e campi elettromagnetici elevati.

Nell'applicazione, l'ESP umido utilizza campi elettromagnetici ad alta tensione per attrarre o spingere diverse molecole in un flusso di gas per influenzare la separazione e la raccolta. Ha un campo costituito da elettrodi di scarica al centro degli elettrodi di raccolta tubolari. Il gas viene ionizzato dalla scarica corona degli elettrodi di scarica. Le particelle contenute nel gas vengono caricate e migrano sotto l'influenza del campo elettrostatico verso gli elettrodi messi a terra.

Nel caso della fonderia di rame di Kansanshi, il gas di anidride solforosa proveniente dalla fonderia viene spostato attraverso gli impianti ESP a umido per separare la nebbia acida e la polvere dal flusso di gas. La nebbia acida è altamente corrosiva e, se non rimossa dal gas, è in grado di danneggiare le apparecchiature a valle come i ventilatori del gas e le condutture.

Per funzionare correttamente e prevenire danni ai componenti elettrici e ceramici dell'ESP a umido, è necessario riscaldarlo a una temperatura costante compresa tra 325-340°C. Il funzionamento in questo intervallo impedirà la formazione di condensa. Se si verifica della condensa, aumenta sostanzialmente il rischio di cortocircuiti che possono portare a scarse prestazioni dell'unità.

Storicamente gli ESP utilizzavano termocoppie convenzionali in-stream e/o rilevatori di temperatura a resistenza (RTD), entrambi altamente sensibili al rumore elettrico. Quando utilizzati, questi sensori erano inaffidabili e rappresentavano un rischio di scarica elettrica a causa dell'ambiente ad alta tensione.

Pieter Oosthuizen, sovrintendente alla strumentazione di controllo, e Bodrick Mumba, sovrintendente alle operazioni dell'impianto di acido solforico, lavorano entrambi per mantenere un funzionamento coerente e affidabile dell'impianto di fusione e degli ESP. Gli ESP operano 24 ore su 24 in gruppi accoppiati, elaborando un flusso costante di gas di fonderia.

Secondo Mumba, se un ESP funziona al di fuori dell'intervallo di temperatura adeguato, il volume del gas di fonderia deve essere ridotto riducendo il trattamento del concentrato nel forno di fusione primario fino a quando l'unità non viene riportata allo stato operativo corretto.

"Se la temperatura scende al di sotto del setpoint c'è un grande rischio di formazione di nebbia acida e di condensa sugli isolanti ceramici dell'ESP", ha detto Mumba. "Se le ceramiche vengono danneggiate, i potenziali tempi di inattività per la riparazione ridurrebbero sicuramente la produttività e la produzione dell'impianto."

In un ambiente operativo difficile che circondava gli ESP umidi (alta tensione, rumore elettrico e alta temperatura), monitorare e gestire livelli di temperatura precisi attraverso l'uso di sensori in-stream era un esercizio difficile e altamente imprevedibile. Le unità ESP fornite da Metso Outotec sono progettate per consentire l'uso di più sensori diversi conformi a un fattore di forma standardizzato, consentendo all'operatore di installare il sensore più efficace per il caso d'uso.

"Le unità ESP funzionano con una carica tipica di 45 kV e correnti comprese tra 500 e 600 milliampere", ha affermato Oosthuizen. "In questo tipo di ambiente, c'è un enorme rumore elettromagnetico e correnti indotte in tutto ciò che è conduttivo o che utilizza l'elettronica. Ciò include le termocoppie e gli RTD che vengono generalmente utilizzati per monitorare le alte temperature in ambienti industriali. Abbiamo provato molti tipi diversi di dispositivi, ma in ogni caso l'elettronica si brucerebbe e fallirebbe a causa dei campi elettromagnetici vaganti."