إعادة استخدام مياه المناجم لم تعد خيارا "لطيفا". في مناطق التعدين التي تعاني من ضغوط المياه، معدلات إعادة الاستخدام 60–85% أصبحت أكثر شيوعا، مدفوعة بالضغط التنظيمي وارتفاع تكاليف دخول المياه العذبة.
ومع ذلك، لا تزال العديد من العمليات تكافح للحفاظ على أداء مستقر لإعادة الاستخدام، حيث تتقلب التعترف وتحميل المواد الصلبة إلى ما يتجاوز الحدود المقبولة.
في معظم الحالات، السبب الجذري ليس الفشل الميكانيكي، بل عدم السيطرة الكافية على كيمياء المياه.
لماذا الثبات أهم من الحد الأقصى للإزالة
إزالة العكارة قصيرة الأجل قد تتجاوز غالبا 95% ومع ذلك، تفشل العديد من أنظمة إعادة الاستخدام في الحفاظ على هذا المستوى مع مرور الوقت. تظهر بيانات الحقل من دوائر معالجة المعادن أن:
- A ±انحراف رقم الهيدروجين 0.5 يمكن أن تزيد الطلب على المواد المخثرة بواسطة 15–30%
- قد يؤدي تكوين الكتلة غير المستقرة إلى مضاعفة أحداث نقل الحمأة
- يمكن أن تقلل اضطرابات أجهزة التصفية من توفر إعادة الاستخدام الفعال بواسطة 10–20% سنويا
بالنسبة للعمليات المستمرة، الاتساق—وليس الأداء الذروي—هو ما يحدد النجاح.
تعديل الرقم الهيدروجيني: أساس حلقة إعادة الاستخدام
يتحكم الرقم الهيدروجيني مباشرة في ذوبانية المعادن، وشحنة سطح الجسيمات، وكفاءة التخثر. في مياه المنجم غير المعالجة، يتقلب الرقم الهيدروجيني عادة بين 5.5 و8.5 ، اعتمادا على المعادن الخام وظروف الأكسدة.
بدون التثبيت، حتى أنظمة التوضيح المتقدمة تشهد تقلبات في الأداء.
تعريف نافذة الرقم الهيدروجيني الفعالة
بالنسبة لمعظم المواد الكيميائية المعتمدة على الألمنيوم، بما في ذلك PAC ، يحدث التوضيح الأمثل ضمن نطاق pH ل 6.0–7.5 . خارج هذه النافذة:
- يصبح تحلل الألمنيوم غير مكتمل
- انخفاض كثافة الكتلة
- قد تنخفض سرعة الترسيب 20–40%
الحفاظ على الرقم الهيدروجيني ضمن نطاق متحكم فيه ±وحدات 0.2–0.3 يحسن بشكل كبير استقرار التوضيح في المراحل النهائية.
استراتيجيات عملية لتعديل الرقم الهيدروجيني
توفر عوامل القلوية المختلفة مستويات تحكم مختلفة:
- بيكربونات الصوديوم: تخزين مؤقت دقيق، استجابة بطيئة، خطر تدرج بسيط
- رماد الصودا: تصحيح متوسط، استجابة سريعة، يستخدم على نطاق واسع في حلقات إعادة الاستخدام
- الجير: تعديل عالي السعة، لكن خطر زيادة التصحيح الزائد والتكبير
اختيار الكاشف الصحيح يمكن أن يقلل من استهلاك القلوية بواسطة 10–25% مع الحفاظ على ظروف تشغيل مستقرة.
من تحييد الشحنة إلى تكوين الكتلة
غالبا ما تحتوي مياه المنجم على مواد صلبة معلقة في نطاق 100–2000 ملغ/لتر ، مع جزء كبير أسفلها 10 ميكرومتر ، مما يجعل فصل الجاذبية صعبا بدون مساعدة كيميائية.
أداء كلوريد البولي ألمنيوم
يستخدم PAC على نطاق واسع في معالجة مياه المناجم بسبب بنيته المجهورة قبل التحلل وسرعة تعادلها للشحنة. تظهر النتائج النموذجية للميدان:
- تقليل العكارة من من 300–800 NTU إلى <5 NTU
- نطاقات الجرعات الفعالة 10–50 ملغ/لتر , حسب تحميل المواد الصلبة
- اختزالات حجم الحمأة ل 20–40% مقارنة بألوم
تجعل هذه الخصائص PAC مناسبة بشكل خاص لتيارات المياه المتغيرة في المناجم.
توضيح عالي الكفاءة: قياس الفوائد
عندما تكون الكيمياء العليا مستقرة، تظهر التوضيحات عالية الكفاءة:
- معدلات التجاوز في 2–4 م³/م²· بجودة مياه مياه متسقة
- عكارة الصرف العامل محفوظة أدناه 5–10 NTU
- ارتفع تركيز المواد الصلبة الحمأة إلى 2–5% ، تحسين كفاءة إزالة المياه
يقلل التوضيح المستقر من الحمل على المرشحات أو الأغشية، وغالبا ما يطيل فترات الغسل العكسي بواسطة 30–50% .
إغلاق الحلقة: مكاسب الأداء على مستوى النظام
يوفر التحكم الكيميائي المتكامل فوائد قابلة للقياس على مستوى النظام:
- كمية المياه العذبة التي تم تقليلها بواسطة 30–60%
- إجمالي تكلفة المواد الكيميائية مخفض بواسطة 10–20% من خلال استقرار الجرعة
- قلة الإغلاقات غير المخطط لها المتعلقة برحلات جودة المياه
تحول هذه المكاسب إعادة استخدام المياه من عامل خطر إلى أصل يمكن التحكم فيه.
الخاتمة
حلقة إعادة استخدام مياه المناجم المستقرة مبنية على التحكم الكيميائي، وليس فقط البنية التحتية.
من خلال الحفاظ على درجة الحموضة ضمن نطاق وظيفي ضيق ودمجه مع توضيح عالي الكفاءة، يمكن لعمليات التعدين تحقيق جودة مياه ثابتة، ومعدلات إعادة استخدام متوقعة، وتكاليف تشغيل إجمالية أقل.
في إدارة مياه المناجم، الاستقرار ليس هدفا مجردا — بل هو نتيجة أداء قابلة للقياس.