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Jun 16, 2023

Moins de déchets signifie plus de fiabilité

Le gaspillage d'eau est souvent considéré comme un sous-produit indésirable, mais inévitable, de l'exploitation minière

Le gaspillage d'eau est souvent considéré comme un sous-produit indésirable, mais inévitable, des processus miniers. Pourtant, il existe une technologie d'étanchéité de pompe moderne qui peut pratiquement éliminer ce gaspillage tout en économisant de l'énergie, en améliorant la fiabilité de la pompe et en réalisant des économies opérationnelles à long terme..

L'eau est l'une des ressources les plus vitales et de plus en plus menacées sur terre. Cela est compris et reconnu par les industries du monde entier.

Cependant, c'est aussi l'une des ressources les plus inutilement gaspillées dans les opérations minières. Et bien que l'industrie ait commencé à adopter des avancées axées sur l'efficacité et la durabilité telles que l'automatisation et les énergies renouvelables, elle reste fermement ancrée dans ses habitudes en ce qui concerne la technologie des pompes à lisier.

Trois approches sont couramment spécifiées par les fabricants de pompes pour étanchéifier les pompes à boues : les garnitures mécaniques, les expulseurs (également appelés joints « dynamiques ») et les joints mécaniques simples. Tous s'accompagnent de limitations importantes, notamment une fiabilité médiocre, des temps moyens entre pannes (MTBF) réduits, des exigences de maintenance intensives et des coûts d'exploitation plus élevés.

Ces facteurs à eux seuls devraient inciter les gestionnaires de mines à réévaluer les méthodes d'étanchéité utilisées sur les pompes à boues. Cependant, toute entreprise qui s'est engagée à respecter la norme ISO-14001 de l'Organisation internationale de normalisation pour les systèmes de gestion environnementale et la norme ISO-50001 pour les systèmes de gestion de l'énergie doit prêter attention au gaspillage excessif d'eau et à la consommation d'énergie élevée qui résultent de l'adoption de ces méthodes d'étanchéité traditionnelles. .

Étanchéité inefficaceLorsqu'ils sont utilisés pour sceller les pompes de traitement dans les circuits d'épuration et de flottaison d'une mine, les garnitures de presse-étoupe, les joints mécaniques simples et les joints d'expulseur exigent tous l'un des aspects les plus coûteux du traitement des boues, à savoir l'injection d'eau de rinçage.

Sur les pompes à presse-étoupe, il est essentiel que la garniture soit rincée avec de l'eau propre pour la maintenir fraîche et lubrifiée, tandis que les joints à boue unique et les expulseurs nécessitent une alimentation en eau de rinçage fraîche et propre à injecter dans le processus à haute pression, en maintenant un fluide stable. film entre les faces délicates du joint pour les garder froides et lubrifiées, tout en repoussant la boue nocive.

L'eau de rinçage requise dans les trois approches d'étanchéité est fournie par une source externe et injectée dans le procédé à une pression supérieure à la pression de la boîte à garniture, conformément à la norme industrielle American Petroleum Institute (API) Piping Plan 32. Les fuites sur le sol ou dans le procédé sont dirigées vers la digue à résidus. Cela a également un effet sur le bilan hydrique de la plante.

Cette approche constitue une perte d'eau propre s'élevant à des milliards de gallons par an dans le monde. Une grande pompe à boues conventionnelle consomme généralement 10 gallons américains (37,8 litres) par minute, soit 5,2 millions de gallons américains (19,6 millions de litres) d'eau chaque année - une statistique choquante à tous points de vue.

À une époque où l'on prévoit que l'approvisionnement mondial en eau sera inférieur à la demande d'environ 40 % d'ici 20301 , la suppression de l'utilisation inutile de cette ressource précieuse devrait sans doute être un élément central de tout programme de développement durable responsable. Pourtant, l'utilisation excessive d'eau et la consommation d'énergie plus élevée qu'elle implique restent ancrées dans les processus de nombreuses sociétés minières. Pire encore, il est juste de dire qu'il est souvent accepté comme simplement « normal » par les ingénieurs de fiabilité et la direction.

Mais le fait est que le gaspillage d'eau à n'importe quelle échelle est une caractéristique totalement inutile des opérations de lisier car il peut être presque totalement éliminé simplement en utilisant des doubles joints mécaniques avancés et des systèmes modernes de support de gestion de l'eau.

Améliorer la fiabilitéLe type de joint sélectionné, l'environnement dans lequel il fonctionne et, surtout, le système de support du réservoir qui fournit l'eau pour maximiser la durée de vie du joint, se combinent pour fournir la solution au gaspillage excessif d'eau et à la consommation d'énergie.

Les garnitures mécaniques doubles modernes ont deux ensembles de faces, l'une étanche au fluide de procédé et l'autre à l'atmosphère, avec un espace barrière entre les deux. Ils sont conçus pour répondre aux exigences ardues des applications de boues lourdes, avec des pièces métalliques renforcées qui sont très résistantes à la corrosion et à l'érosion. De grands orifices et des jeux radiaux accrus signifient que la lubrification qui est essentielle pour optimiser la durée de vie du joint est maintenue constante et cohérente.

Un système de réservoir barrière sous pression est essentiel à la durabilité environnementale de cette solution. Il utilise un processus de thermosiphon qui fournit de l'eau propre et fraîche à l'espace de barrière entre les doubles joints à une pression supérieure à la pression du produit, assurant un film fluide constant, stable et propre pour garder les faces du joint froides et lubrifiées.

Au fur et à mesure que les joints mécaniques génèrent de la chaleur, l'eau chaude dans l'espace de barrière monte vers le réservoir et est rayonnée dans l'atmosphère, permettant à l'eau plus froide et plus dense de redescendre pour fournir une lubrification froide aux faces du joint. Plus important encore, l'eau de rinçage est constamment recyclée, s'écoulant à travers les faces du joint dans une boucle continue et réduisant les fuites au minimum absolu, environ une cuillerée à thé par jour.

Bien que l'API Plan 32 ne soit pas adaptée à l'entretien de plusieurs pompes à boues dans un «train en série» sans qu'il soit nécessaire d'installer des systèmes de pompes spéciaux, les réservoirs à barrière sous pression offrent des valeurs nominales allant jusqu'à 435 psi (30 bars), ce qui les rend idéaux pour ces applications. Auto-remplissage et auto-pressurisation, ils sont également presque sans entretien.

Lorsqu'aucune alimentation en eau de l'usine n'est disponible pour remplir les systèmes de réservoir, ou que l'alimentation a une pression insuffisante, des unités de distribution de fluide peuvent être sélectionnées pour fournir le fluide de barrière aux faces d'étanchéité. Ceux-ci ont l'avantage supplémentaire de pouvoir fournir un mélange eau/glycol ou de l'huile pour fournir une protection contre le gel dans les climats extrêmement froids.

De nombreux avantages Les avantages de la mise à niveau vers des solutions d'étanchéité et des systèmes de support modernes ont été ressentis par une mine de charbon en Pologne utilisant une pompe à boue pour fournir de la boue de charbon à 9 bars (135 psi) au filtre-presse. L'emballage rincé a entraîné une énorme dilution du produit, ce qui a entraîné une augmentation considérable des temps et des coûts de filtration. La pompe a été scellée avec une double garniture mécanique conçue pour répondre aux exigences ardues du processus.

Le système de réservoir d'étanchéité de support a réduit les fuites et la dilution du produit à pratiquement zéro. Le retour sur investissement a été rapide et les économies réalisées sur le long terme. Les avantages en termes de conservation de l'eau ont été tout aussi durables et la réputation de l'entreprise s'est renforcée.

L'industrie minière doit faire face à un défi difficile et coûteux en matière d'entretien des équipements rotatifs. Mais la planification, le traitement et l'évacuation des eaux de chasse constituent une charge opérationnelle et financière entièrement évitable.

Et lorsqu'une entreprise peut éliminer le gaspillage d'eau tout en augmentant la fiabilité et en réduisant les coûts opérationnels à long terme, la décision de passer à des systèmes modernes devrait certainement être un impératif moral ainsi qu'un bon sens commercial.

12030 Water Resources Group – 'Charting Our Water Future, 2009'.