De mijnbouwsector staat al sinds jaar en dag bekend om zijn complexiteit en zware omstandigheden. Van ertswinning tot de winning van het eindproduct, klanten worden geconfronteerd met verschillende processen die doorgaans gepaard gaan met schurende slurries, wisselende concentraties vaste stoffen en chemisch agressieve omgevingen. Deze omstandigheden maken processtabiliteit een constante uitdaging en procesmetingen een onmisbaar hulpmiddel. Realtime viscositeits- en dichtheidsmetingen maken monitoring en controle van het slurrygedrag mogelijk voor geoptimaliseerde productwinningsprocessen.
Inhoudsopgave
- Introductie
- Rheonics Overzicht van Type-SR inline viscositeits- en dichtheidssensoren
- Relevante parameters
- Viscositeit en dichtheid als procesindicator
- Belangrijkste mijnbouwtoepassingen
- Procesomstandigheden en beste praktijken
- Referenties
Introductie
De mijnbouwsector staat al sinds jaar en dag bekend om zijn complexiteit en zware omstandigheden. Van ertswinning tot de winning van het eindproduct, klanten worden geconfronteerd met verschillende processen die doorgaans abrasieve slurries, wisselende concentraties vaste stoffen en chemisch agressieve omgevingen vereisen. Deze omstandigheden maken processtabiliteit een constante uitdaging, en proces maten een noodzakelijk hulpmiddel.
Deze industrie is altijd op zoek naar het beheersen van de concentratie, textuur, samenstelling en vloeibaarheidseigenschappen van hun processen. Deze parameters kunnen van invloed zijn op de prestaties van hun apparatuur, de efficiëntie van de metaalwinning, het slimme energieverbruik en de veiligheidsomstandigheden. Deze gewenste omstandigheden worden vaak indirect waargenomen of gecontroleerd met behulp van dichtheid en viscositeit als belangrijkste indicatoren.
Meestal wordt gebruikgemaakt van traditionele laboratoriumbemonstering, maar deze biedt incidenteel inzicht dat geen realtime veranderingen kan vastleggen. Inline metingen daarentegen bieden continu en realtime inzicht in het proces, waardoor sneller kan worden gereageerd.
Rheonics Overzicht van Type-SR inline viscositeits- en dichtheidssensoren
Rheonics Sensoren van het type SR (SRV en SRD) meten viscositeit, dichtheid en temperatuur in lijn voor procesbesturing en -bewaking. SRV meet de viscositeit, terwijl SRD de dichtheid en viscositeit meet.
Deze sensoren zijn in de fabriek gekalibreerd en hoeven gedurende hun operationele levensduur niet opnieuw gekalibreerd te worden. Klanten kunnen echter kalibratie of verificatie nodig hebben voor instrumenten die in hun sector worden gebruikt als onderdeel van hun kwaliteitscontrole. Indien nodig kunnen er optionele herafstellingen of offsetcorrecties worden uitgevoerd om aan specifieke referenties te voldoen. Zie voor meer informatie Kalibratie van de inline-procesviscositeitsmeter (SRV) in het veld en in de fabriek.
Rheonics Sensortechnologie is gebaseerd op een gebalanceerde torsieresonator (BTR). Deze gepatenteerde technologie heeft een aanzienlijk voordeel ten opzichte van concurrenten, omdat de sensoren hierdoor compact, licht en ongevoelig voor externe trillingen zijn.
Rheonics SRV en SRD hebben zich ruimschoots bewezen in toepassingen in de mijnbouw. Veelvoorkomende toepassingen zijn bijvoorbeeld het monitoren van ertsslibtransport, flotatie, waterbeheer, boorspoeling (ook in diepzeemijnbouw), of verdikking fasen. Nauwkeurige en continue monitoring helpt optimaliseer de concentratiecontrole, de efficiëntie van het metaalherstel en de algehele processtabiliteit in schurende en chemisch agressieve omgevingen.
Relevante parameters
Viscositeits- en dichtheidsmetingen worden in de mijnbouwsector gebruikt voor procesbewaking en om Andere relevante gerelateerde parameters. Deze omvatten:
Vastestofconcentratie (% w/w of % vaste stof)
Een van de meest kritische controlevariabelen in de mineraalverwerking. Het heeft een directe invloed op de maalefficiëntie, flotatiewinning en het beheer van mijnafval.
- Verdikkingsmiddelen
- Hydrocyclonen
- Flotatiecellen
- SAG/kogelmolens
- Afvaltanks
Slibtextuur of vloeibaarheid
Belangrijk voor goed transport en verwerking. Een te dikke of te dunne slurry kan leiden tot verstoppingen, pompschade of een slechte scheiding.
- Slibtransportleidingen
- Slibpompen
- Molenvoeders
- Nat breken
- Mengtanks met roerwerken
Chemische samenstelling of menghomogeniteit
Het is een belangrijke indicator voor uitloging, flotatie, pH-regeling, reagensdosering en flocculatie. Inconsistenties in deze eigenschappen kan duiden op slechte menging, onvolledige oplossing of gelaagdheid, wat de terugwinning beïnvloedt en het reagensverbruik verhoogt
Voorbeelden:
- Uitloogtanks
- Flocculatie
- Reagens dosering
- Neutralisatie / pH-regeling
- Roeren in flotatiecellen
- Reagensbereidingstanks
Viscositeit en dichtheid als procesindicator
SRV Inline Viscositeitsmeter
Deze sensor meet real-time een groot bereik aan viscositeit en temperatuur en is geschikt voor installatie in tanks voor het bewaken van mengprocessen en in pijpleidingen voor continue meting van stromende vloeistof. Rheonics SRV is speciaal geschikt voor snelle mengprocessen en wordt niet beïnvloed door de aanwezigheid van bellen in de vloeistof of trillingen van buitenaf.
Viscositeit meet de stromingsweerstand van een vloeistof. In slurries wordt de viscositeit beïnvloed door:
- Vaste inhoud
- Deeltjesgrootteverdeling
- Vorm en chemische interactie van deeltjes
- Temperatuur
Naarmate de viscositeit toeneemt, wordt de slurry moeilijker te pompen, mengen of transporteren. Viscositeitsmetingen stellen operators in staat om:
- Detecteer wanneer slib te dik wordt en er risico bestaat op verstoppingen of overbelasting van de pomp.
- Controleer het schuifgedrag en identificeer problemen zoals agglomeratie of verdunning van deeltjes.
- Begrijp en beheers het algemene stromingsgedrag (reologie) onder verschillende procesomstandigheden.
SRD Inline dichtheids- en viscositeitsmeter
Deze sensor voegt realtime dichtheid toe aan viscositeits- en temperatuurmeting. Hij is het meest geschikt voor installatie in pijpleidingen en tanks met een constant en laag Mengsnelheid. Door dichtheid aan de metingen toe te voegen, kunnen verdere vloeistofconcentraties worden berekend. Deze heeft echter een smaller meetbereik voor de viscositeit vergeleken met de SRV, en hoge concentraties bellen kunnen ruis toevoegen aan de metingen als gevolg van de dichtheidsmeting. SRD wordt ook niet beïnvloed door externe trillingen.
Dichtheid verwijst naar de massa van een materiaal per volume-eenheid. In de context van slurries is het sterk gecorreleerd met het percentage aanwezige vaste stoffen. Naarmate de concentratie vaste stoffen toeneemt, neemt ook de dichtheid toe.y.
Met dichtheidsmetingen kunnen operators:
- Houd het vastestofgehalte continu bij.
- Problemen met verdunning of veranderingen in samenstelling detecteren.
- Beheer processen zoals verdikking, flotatie en vermaling met meer nauwkeurigheid.
Bovendien ondersteunt de SRD-elektronica aangepaste berekeningen van procesvariabelen op basis van realtime-invoer van dichtheid, viscositeit en temperatuur.
Belangrijkste mijnbouwtoepassingen
Boren en stralen
Boren en opblazen zijn de eerste stappen bij het winnen van mineralen, waarbij gesteente in hanteerbare formaten wordt gebroken
Slechte fragmentatie leidt tot een hoger energieverbruik bij het verdere breken en tot meer slijtage van de apparatuur.
- Hoge dichtheid in explosieve emulsies of slurries (watergels) kan de effectiviteit van de explosie verminderen
- Hoge viscositeit in explosieve emulsies of slurries (watergels) kunnen een goede doorstroming belemmeren.
Rheonics De installatie van sensoren op menglijnen of tanks met boorvloeistoffen en explosieve emulsies maakt het mogelijk om:
- Behoud optimale explosieve emulsie- of slurry-eigenschappen
- Verbeter explosieve prestaties en explosiekwaliteit
| KPI's van belang | Impact met Rheonics Instrumenten |
|---|---|
| Explosieve consistentieafwijking (%) | Verminderd door controle over mengen en pompen |
| Boorpenetratiesnelheid (m/uur) | Verbeterd door het behoud van optimale eigenschappen van de boorvloeistof |
| Uniformiteit van gesteentefragmentatie (index) | Verbeterd door betere explosieve prestaties |
| Slijtagesnelheid van de boor (uren/bit) | Verminderd door betere smering en lagere mechanische belasting tijdens het boren |
Slijpen en classificeren
Breken en vermalen zijn de eerste stappen in de verwerking van mineralen. Hierbij wordt het erts verkleind om verdere extractie mogelijk te maken.
In deze podium Efficiëntie heeft een directe invloed op het succes van downstream-operaties zoals flotatie en uitloging.
- Hoge dichtheid kunnen de molen overbelasten en energie verspillen.
- Lage dichtheid leidt tot slechte vermaling en een niet-optimale deeltjesgrootte.
- Hoge viscositeit vermindert de beweging van de media en dempt het slijpen.
Rheonics De installatie van sensoren op de toevoer- en afvoerleidingen van molens en cyclonen in maalcircuits maakt het mogelijk om:
- Pas de watertoevoeging of de toevoersnelheid aan.
- Voorkom overbelasting van de molen
- Optimaliseer het energieverbruik
| KPI's van belang | Impact met Rheonics Instrumenten |
|---|---|
| Specifiek energieverbruik (kWh/ton) | Verminderd door optimale slibcondities |
| Voldoen aan de gewenste productgrootte (%) | Verhoogd door stabiele slijpprestaties |
| Productgroottevariatie (verhouding) | Lagere variabiliteit, betere downstream controle |
| Doorvoersnelheid van de molen (ton/uur) | Verhoogd door het vermijden van procesinstabiliteit en downtime |
Flotatie en scheiding
Flotatie is een belangrijke scheidingsstap in de verwerking van mineralen. Het wordt gebruikt om waardevolle mineralen selectief terug te winnen.
Slechte scheiding en de vorming van tussenproducten kunnen resulteren in een hoger reagensverbruik en een lagere opbrengst.
- Hoge dichtheid beïnvloedt de verspreiding in de lucht en de effectiviteit van het reagens.
- Hoge viscositeit kan de hechting van bellendeeltjes beperken.
Rheonics De installatie van sensoren in flotatietoevoerleidingen, binnen flotatiecellen of bij de afvoer van afvalslib in flotatiecircuits maakt het mogelijk om:
- Pas de dosering van water, lucht en reagens aan.
- Zorg voor pulpacondities voor selectieve flotatie.
- Verbeter de schuimstabiliteit en het mineraalherstel.
- Voorkom overmatig gebruik van reagentia en beperk verliezen via mijnafval.
| KPI's van belang | Impact met Rheonics Instrumenten |
|---|---|
| Winning van waardevolle mineralen (%) | Verhoogd door verbeterde interacties tussen bellen en deeltjes |
| Reagensverbruik (kg/ton) | Verminderd door geoptimaliseerde dosering |
| Concentraatgehalte (%) | Verbeterd door betere scheidingsselectiviteit |
| Verliezen naar reststoffen (%) | Verminderd door het minimaliseren van waardevolle minerale overdracht |
Uitloging en zuurbeheer
Uitloging is een belangrijke hydrometallurgische techniek waarbij waardevolle metalen uit erts worden gewonnen door ze op te lossen in een chemische oplossing.
Als de uitloogoplossing niet goed wordt beheerd, daalt de metaalwinning.
- Hoge dichtheid kan de retentietijd verkorten, waardoor de oplosbaarheid van mineralen wordt beperkt.
- Overmatige viscositeit kan de diffusie van reagentia en het transport van metalen vertragen.
Rheonics De installatie van sensoren in slibleidingen of direct in uitloogtanks maakt het mogelijk om:
- Optimaliseer de retentietijd en de reagensconcentratie
- Verbeter het metaalherstel
- Verkort de duur van de uitloogcyclus
| KPI's van belang | Impact met Rheonics Instrumenten |
|---|---|
| Doelmetaalextractiepercentage (%) | Verhoogd door geoptimaliseerd reagenscontact en oplosbaarheid |
| Duur van de uitloogcyclus (uren) | Verminderd door een snellere voltooiing van de uitloogreactie |
| Verbruik van uitloogreagentia (kg/ton) | Afgenomen door geoptimaliseerde dosering |
Verdikking en ontwatering
Indikking en ontwatering zijn essentieel bij de verwerking van mineralen. Het zorgt ervoor dat het volume van de slib wordt verminderd door overtollig water te verwijderen.
Slechte controle kan leiden tot inefficiënte waterwinning en onstabiele afvalstoffen voor verwijdering.
- Slurrydichtheid kan duiden op goede verdikkingsprestaties
- Overmatige viscositeit kan de sedimentatie vertragen, waardoor waterafscheiding moeilijk wordt
Rheonics De installatie van sensoren in mesttoevoerleidingen, indiktanks, onder- en overloopstromen maakt het mogelijk om:
- Optimaliseer de slibtoevoer en de dosering van vlokmiddelen
- Zorg ervoor dat de onderstroomslurry de gewenste vastestofconcentratie bereikt
- Maximaliseer waterwinning
| KPI's van belang | Impact met Rheonics Instrumenten |
|---|---|
| Concentratie vaste stoffen onder de stroming (%) | Verbeterd, wat leidt tot efficiënter afvaltransport en -verwerking |
| Waterherstelpercentage (%) | Verhoogd door geoptimaliseerde bezinking en verbeterde scheidingsefficiëntie |
Afvalbeheer
Het beheer van mijnafval is van essentieel belang om een veilige en milieuverantwoorde verwerking van het afval dat tijdens de verwerking van mineralen ontstaat, te garanderen.
Als de eigenschappen van slib niet goed worden beheerst, nemen de operationele risico's en kosten toe.
- Hoge dichtheid Variaties kunnen de stabiliteit van de mijnafval en de veiligheid op lange termijn beïnvloeden.
- Hoge viscositeit verhoogt het energieverbruik voor het pompen en kan verstoppingen in de pijpleiding veroorzaken.
Rheonics De installatie van sensoren in mijnafvalpijpleidingen of -vijvers maakt het mogelijk om:
- Detecteer vroegtijdig problemen met de stroming en voorkom verstoppingen in de pijpleiding
- Ondersteuning van geotechnische monitoring van de afzetting van mijnafval
- Optimaliseer het pompenergieverbruik
- Effectieve waterwinning uit slibvijvers door identificatie van sedimentatieniveaus
| KPI's van belang | Impact met Rheonics Instrumenten |
|---|---|
| Frequentie van blokkades in de slibpijpleiding (incidenten/jaar) | Verminderd door proactieve monitoring om blokkades te voorkomen |
| Specifiek energieverbruik voor pompen (kWh/ton) | Verminderd door optimalisatie van de pompparameters |
| Variatie in de dichtheid van slibresten (%) | Verminderd door verbetering van de stabiliteit en de consistentie van de afzetting van de Tailing Storage Facility (TSF) |
| Waterherstelrendement (%) | Verbeterd door monitoring van sedimentatieniveaus |
Smeringsbeheer
Met smeerbeheer wordt de continue werking van zwaar mijnbouwmaterieel, zoals vrachtwagens, graafmachines en boren, gewaarborgd.
Slechte smeermiddelen kunnen leiden tot meer motorslijtage of zelfs tot apparatuurstoringen, wat kan leiden tot:
- Verminderde levensduur van apparatuur
- Onverwachte downtime en kostbare reparaties
Rheonics Installatie van sensoren in smeersystemen of olieanalyse-opstellingen voor continue bewaking maakt het mogelijk om:
- Schakel conditiegebaseerd onderhoud in
- Vroegtijdige detectie van smeermiddeldegradatie
- Verbeter de betrouwbaarheid van apparatuur en verlaag onderhoudskosten
| KPI's van belang | Impact met Rheonics Instrumenten |
|---|---|
| Uitvaltijd van apparatuur vanwege smeringsstoringen (uren/maand) | Verminderd door vroegtijdige detectie van smeermiddelstoringen |
| Smeermiddelverbruik (liter/maand) | Afname door geoptimaliseerde veranderingsintervallen |
| Vervangingsfrequentie van componenten (verhouding) | Verminderd omdat goede smering de levensduur van het onderdeel verlengt en slijtage vermindert |
Procesomstandigheden en beste praktijken
Slijtage door erosie
Bij mijnbouwactiviteiten kunnen abrasieve slurries de sensorsondes na verloop van tijd aantasten. In dat geval moet er rekening mee worden gehouden dat alleen de sensorsonde vervangen hoeft te worden; de elektronica en de kabel kunnen gewoon blijven zitten. De levensduur is afhankelijk van de deeltjesgrootte, de stroomsnelheid en de samenstelling van de slurry. Rheonics De sondes beschikken bovendien over een functie voor slijtagebewaking, die gebruikers waarschuwt voordat er een storing optreedt, zodat een continue werking wordt gewaarborgd.
Stroomsnelheidslimiet
Rheonics SRV- en SRD-sondes zijn over het algemeen verenigbaar met stroomsnelheden tot 10 m/saangezien mijnbouwslib kan worden gepompt in de buurt zulke hoge snelheden om verzakking te voorkomen, het wordt aanbevolen om te installeren de sonde parallel aan de stromingsrichting in de ellebogen, omdat dit de mechanische impact kan verminderen, echter Snelheden in dit bereik kunnen nog steeds te veel ruis toevoegen aan de metingen. Zie voor meer informatie Rheonics Type-SR-sensoren voor toepassingen met hoge stroomsnelheden en hoge viscositeit
Deeltjes in vloeistof
Rheonics Sensoren kunnen microngrote zachte deeltjes verwerken met minimale impact op de nauwkeurigheid, en eventuele extra signaalruis kan door de elektronica worden gefilterd. Slurries met grote deeltjes (millimetergroot of groter) kunnen echter instabiliteit van de meting en mechanische schade aan de sensor veroorzaken. Daarom is het raadzaam om vooraf te screenen of de sensor uit de buurt van deze deeltjes te installeren.
Referenties
[1] Metso.Beginnersgids voor verdikkingsmiddelen. https://www.metso.com/insights/blog/mining-and-metals/beginners-guide-to-thickeners/
[2] Vloeistofstroom.Slibleidingsystemen in de mijnbouw- en mineraalverwerkende industrie. https://blog.fluidflowinfo.com/slurry-piping-systems-in-mining-mineral-processing-industries/
[3] Emerson.Verbetering van de veiligheid en operationele prestaties bij heap-leach-mijnactiviteiten. https://www.emerson.com/sv-se/automation/measurement-instrumentation/common-applications/enhancing-safety-and-operational-performance-in-heap-leach-mining-operations
[4] Mijnwerker.Boren en springen”. https://mineser.de/eng/page/33/drilling-and-blasting/
[5] AT Mineralen.Trends in de mijnbouwsector. https://www.at-minerals.com/en/artikel/at_Trends_in_der_Minenindustrie-3596021.html
[6] MijnbouwDoc.Optimaliseer de flotatieprestaties door de deeltjesgrootteverdeling aan te passen. https://www.miningdoc.tech/2025/06/03/optimize-flotation-performance-by-adjusting-particle-size-distribution/
[7] Mijnbouwtechnologie.Vernieuwers in extractie door uitloging.https://www.mining-technology.com/data-insights/innovators-extraction-by-leaching-mining-2/
[8] Australische mijnbouw.Verdikkingsmiddelupgrade: waar financiën en duurzaamheid elkaar overlappen. https://www.australianmining.com.au/thickener-upgrade-where-financial-and-sustainability-overlap/
[9] JOUAV.Monitoring van mijnafval met drones. https://www.jouav.com/blog/mine-tailings.html
[10] Smering van machines.“Open tandwielsmering”. https://www.machinerylubrication.com/Read/242/open-gear-lubrication
