Introduzione

La lavorazione del minerale, la gestione degli scarti e il deflusso del sito generano acque reflue cariche di particolato fine e, in molti casi, di metalli disciolti o precipitati. Le miniere devono chiarificare queste acque in modo rapido e affidabile, sia per rispettare i limiti di scarico sia per riciclarne il più possibile nel processo, poiché l'acqua è spesso la risorsa più scarsa in un sito remoto. I chiarificatori a gravità convenzionali possono svolgere il lavoro, ma le grandi vasche poco profonde che richiedono sono difficili da giustificare in una miniera dove ogni metro quadrato di spazio e ogni metro di tubazione aggiunge costi. I chiarificatori a lamelle, chiamati anche Decantatore a piastre inclinates, risolvono il problema dello spazio riprogettando il modo in cui viene creata l'area di sedimentazione all'interno del serbatoio, e questo li rende naturalmente adatti ai siti di estrazione mineraria e di lavorazione dei minerali.

Un impianto di chiarificazione a lamelle (piastre inclinate)

Come funzionano i chiarificatori a lamelle

Il principio di funzionamento di un chiarificatore a lamelle si basa sulla teoria della sedimentazione a bassa profondità: la velocità di rimozione di una particella in sedimentazione dipende dalla superficie di sedimentazione orizzontale a sua disposizione, non dalla profondità della vasca. Un chiarificatore convenzionale offre una sola superficie di sedimentazione, il fondo della vasca. Un'unità a lamelle è costituita da decine di piastre inclinate o canali tubolari corrugati, angolati tra circa 45° e 60° rispetto all'orizzontale, disposti uno sopra l'altro all'interno dello stesso ingombro. Ogni spazio tra due piastre funge da piccolo bacino di sedimentazione.

• Distribuzione: L'acqua pretrattata o flocculata entra al di sotto del pacco di piastre e viene distribuita uniformemente nella zona di ingresso per evitare cortocircuiti.
• Flusso laminare ascendente: L'acqua sale lentamente e uniformemente tra le placche, mantenendo condizioni sufficientemente calme da permettere alle particelle di depositarsi anziché rimanere in sospensione.
• Assestamento e scivolamento: I solidi si depositano sulla parte inferiore della piastra sovrastante e scivolano per gravità in una tramoggia di raccolta fanghi alla base dell'unità, dove vengono scaricati periodicamente o in modo continuo.
• Chiarimenti sul contenuto in eccesso: L'acqua fuoriesce dalla parte superiore del pacco di piastre tramite uno sfioratore o attraverso delle canaline di raccolta e passa alla fase di trattamento successiva oppure viene riutilizzata/scaricata.

Poiché le piastre sono inclinate anziché orizzontali, i solidi depositati si autopuliscono dalla superficie delle piastre invece di accumularsi su di essa, il che consente a un'unità a lamelle di funzionare ininterrottamente con solo una rimozione periodica dei fanghi dalla tramoggia.

Lamella contro chiarificatori convenzionali

La validità pratica della tecnologia a lamelle nel settore minerario si basa sull'ingombro e sulla resistenza alle fluttuazioni di carico, entrambi fattori più importanti in un sito minerario che in un impianto municipale con flussi stabili e prevedibili.

Applicazioni nell'industria mineraria

• Chiarimenti sui residui di lavorazione: Sedimentazione dei solidi fini provenienti dal troppo pieno dei bacini di decantazione o degli addensatori per produrre acqua più limpida da riciclare e un sottoprodotto più denso da smaltire.
• Processo e trattamento delle acque di lavaggio: Chiarificazione dell'acqua proveniente dai circuiti di lavaggio, flottazione e lisciviazione dei minerali prima del suo riutilizzo o scarico.
• precipitazione di metalli: Abbinato alla regolazione del pH e al dosaggio di coagulanti/flocculanti, consente di rimuovere metalli precipitati come ferro, rame e arsenico dai flussi di processo.
• Drenaggio acido dalle miniere: Sedimentazione dei solidi neutralizzati dopo il trattamento con calce o soda caustica del drenaggio acido.
• Pre-trattamento: Proteggere i filtri, le membrane o i sistemi di trattamento biologico a valle da carichi di solidi per i quali non sono stati progettati.

Insieme alla vite di Kintep Disidratazione dei fanghi Grazie all'utilizzo di macchine o filtri pressa, il sottoprodotto di un chiarificatore VMC può essere disidratato in loco e trasformato in una torta impilabile, riducendo il volume che deve essere trasportato tramite camion o pompaggio a un impianto di smaltimento dei residui.

Considerazioni e sfide principali

• Carico di solidi variabile: La composizione delle acque reflue di miniera può variare rapidamente in seguito a un evento piovoso o a un'anomalia del processo; il pacco di piastre deve essere dimensionato tenendo conto di tale variabilità, e non solo della portata media.
• Incrostazioni e depositi sulle piastre: Nel tempo, solidi appiccicosi o incrostanti possono accumularsi sulle piastre, riducendo la superficie di sedimentazione effettiva se non vengono ispezionate periodicamente.
• Climi freddi: Nelle regioni fredde, gli impianti esterni necessitano di isolamento, riscaldamento a traccia o involucro per evitare il congelamento del pacco piastre o delle linee di alimentazione.
• Elevate concentrazioni di solidi: Le sospensioni molto dense, come ad esempio i residui minerari grezzi prima dell'ispessimento, generalmente necessitano di una fase di pre-ispessimento prima dell'unità a lamelle, anziché essere alimentate direttamente.

Soluzioni e raccomandazioni

• Condizionamento chimico: Il dosaggio di coagulanti e flocculanti a monte del chiarificatore migliora la sedimentazione delle particelle fini e a lenta sedimentazione, tipiche dei minerali fini e dei metalli precipitati.
• Selezione dei materiali: Rivestimenti resistenti alla corrosione o struttura in acciaio inossidabile per acque di drenaggio acide o acque di processo saline, adattate alla composizione chimica effettiva dell'acqua del sito.
• Design modulare su skid: Unità preassemblate che possono essere trasportate in loco tramite camion e messe in funzione rapidamente, ed espandibili aggiungendo unità in parallelo man mano che l'attività cresce.
• Integrazione con il processo di disidratazione: Abbinare il chiarificatore a una pressa a vite o a una pressa filtrante permette di ottenere fanghi che fuoriescono dal sito sotto forma di una massa compatta e gestibile, anziché di una sospensione diluita.

Poiché la composizione chimica dell'acqua e la configurazione di ogni miniera sono diverse, Kintep si basa sui dati del sito, sulla portata, sulle caratteristiche dei solidi e su qualsiasi norma applicabile in materia di scarico o riutilizzo, per dimensionare il pacco di piastre, selezionare i materiali e configurare il dosaggio prima della costruzione dell'unità.

Conclusione

Per le miniere che devono conciliare spazi ristretti, posizioni remote e scarsità d'acqua, i chiarificatori a lamelle offrono una soluzione collaudata per raggiungere gli obiettivi di chiarificazione senza le opere civili necessarie per una vasca convenzionale. La tolleranza di questa tecnologia a carichi di solidi variabili, combinata con una struttura modulare che consente di aggiungere unità anziché gettare ulteriore calcestruzzo, è il motivo per cui è diventata la scelta predefinita per la chiarificazione degli sterili e il recupero delle acque di processo nel settore minerario. La serie VMC di Kintep integra questa tecnologia in un pacchetto completamente automatizzato e pronto per l'uso in loco, e può essere progettata insieme alle nostre apparecchiature di disidratazione dei fanghi per una soluzione completa di gestione dei solidi.

Per discutere di un chiarificatore a lamelle per uno specifico sito minerario, contatta il team di ingegneri di Kintep fornendo la portata, la composizione chimica dell'acqua e la qualità desiderata dell'effluente.

Glossario

• Chiarificatore a lamelle: Un decantatore a piastre inclinate che utilizza piastre sovrapposte e angolate per moltiplicare la superficie di sedimentazione all'interno di una vasca compatta.
• Residui di scarto: La poltiglia di scarto derivante dalla lavorazione del minerale, contenente solidi fini sospesi in acqua.
• Flocculazione: Dosaggio di sostanze chimiche che inducono le particelle fini ad aggregarsi in fiocchi più grandi e a sedimentazione più rapida.
• Portata di carico idraulico: Il volume d'acqua trattato da un chiarificatore per unità di superficie di sedimentazione e per unità di tempo.
• Tramoggia per fanghi: La camera di raccolta alla base di un chiarificatore, dove si accumulano i solidi depositati prima di essere rimossi.

FAQ

• Quanto è più piccolo un chiarificatore a lamelle rispetto a uno convenzionale? Ingombro ridotto di circa l'80-90% a parità di capacità idraulica, poiché il pacco di piastre moltiplica la superficie di sedimentazione all'interno dello stesso serbatoio.
• Un chiarificatore a lamelle è in grado di rimuovere i metalli pesanti disciolti? I metalli, da soli, devono prima precipitare mediante la regolazione del pH o il dosaggio di sostanze chimiche. Una volta precipitati allo stato solido, il chiarificatore li rimuove efficacemente.
• Un chiarificatore a lamelle è adatto per un sito minerario remoto? Sì. Il design compatto e modulare, la prefabbricazione e la spedizione semplificata lo rendono particolarmente adatto a cantieri in cui lo spazio, l'accesso con gru o i tempi di costruzione sono limitati.
• Quanta manutenzione richiede un chiarificatore VMC? Ispezione di routine delle piastre, controlli della tramoggia dei fanghi e pulizia periodica. Nella zona di sedimentazione non sono presenti rastrelli o raschiatori meccanici da manutenere.
• È possibile aumentare la portata in un secondo momento, qualora l'attività si espandesse? Sì, è possibile installare unità VMC aggiuntive in parallelo anziché sostituire il chiarificatore esistente.