حلول معالجة المياه لصناعة التعدين

1. الخلفية

في العقود الأخيرة، ازدادت صرامة اللوائح البيئية حول العالم مع تزايد الوعي بالآثار البيئية وندرة المياه. وقد استجابت صناعة التعدين العالمية لذلك.

تُعدّ استراتيجيات إدارة المياه جوهر أنشطة تطوير المناجم وتشغيلها وإعادة تأهيلها، وتُستخدم حاليًا للحد من الأثر البيئي لعمليات التعدين. بدءًا من إنتاج مياه الشرب، ومعدات التبريد، وفصل النفايات عن المعادن الثمينة، وصولًا إلى مكافحة الغبار، تُستخدم المياه في عمليات التعدين، مما يُشكّل خطرًا على الطلب الكبير على المياه.

تهتم شركة نيووتر بمشكلة تلوث البيئة، وتتقبل تحديات التنمية المستدامة. ونشهد تطبيقات لمعالجة المياه في قطاع التعدين، بما في ذلك معالجة مياه الشرب في مواقع المناجم، ومعالجة مياه العمليات، واستعادة المنتجات، وأنظمة معالجة المياه المعاد تدويرها، وإدارة المخلفات، وتقنيات معالجة أخرى متنوعة.

2. مبدأ تقنية التناضح العكسي

تقنية التناضح العكسي هي التقنية الأكثر استخدامًا وتطورًا في مجال فصل الأغشية. تقوم فكرتها على تطبيق ضغط أعلى من الضغط الأسموزي الطبيعي على المياه المالحة (مثل المياه الخام)، بحيث تتحرك عملية التناضح في الاتجاه المعاكس، مما يدفع جزيئات الماء في المياه الخام إلى الجانب الآخر من الغشاء، ويحولها إلى مياه نقية، وبالتالي تحقيق هدف إزالة الشوائب والأملاح من الماء.

تتميز خصائص فصل غشاء التناضح العكسي بقدرتها على إزالة الأملاح الذائبة، والغرويات، والمواد العضوية، والبكتيريا، والكائنات الدقيقة، وغيرها من الشوائب من الماء بفعالية. وحتى الآن، تشمل تقنية فصل الأغشية بشكل رئيسي التناضح العكسي (RO)، والترشيح الغشائي الدقيق المسام (MF). الترشيح الفائق (UF)، و تقنية التحليل الكهربائي (EDI)ومن بينها، تُستخدم RO وUF وEDI بشكل أساسي في التطبيقات الصناعية.

3. مبدأ عمل تقنية الترشيح النانوي

الترشيح النانوي هي عملية فصل غشائي مدفوعة بالضغط بين التناضح العكسي والترشيح الفائق، ويتراوح حجم مسام أغشية الترشيح النانوي من بضعة نانومترات تقريبًا. معظم أغشية الترشيح النانوية مشتقة من أغشية التناضح العكسي، مثل أغشية CA، وأغشية CTA، وأغشية البولي أميد العطرية المركبة، وأغشية البولي إيثر سلفون المسلفنة.

لذلك، فإن الترشيح النانوي، المعروف أيضًا باسم التناضح العكسي منخفض الضغط، هو مجال ناشئ في تكنولوجيا فصل الأغشية، حيث يكون أداء الفصل بين التناضح العكسي والترشيح الفائق، مما يسمح لبعض الأملاح غير العضوية وبعض المذيبات بالمرور عبر الغشاء، وبالتالي تحقيق الفصل.

بفضل معدل احتباسه الممتاز، يتميز غشاء NF بقدرة جيدة على إزالة المعادن الثقيلة، ولا يُسبب مشاكل تلوث الغشاء. علاوة على ذلك، فإن تكلفة تشغيله أقل من تكلفة تقنية التناضح العكسي، ويتميز بمعدل إزالة جيد للجزيئات العضوية الصغيرة، مما يجعله يُستخدم على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصناعي والكيميائي.

 

4. تطبيق معالجة مياه NEWater في صناعة التعدين

4.1 تصريف مياه المناجم الحمضية

مياه الصرف الصحي للمناجم، ومياه العمليات، ومياه الأمطار المرتبطة بالأنشطة الصناعية هي الأنواع الرئيسية للمياه المُنتَجة في عمليات التعدين. الهدفان الرئيسيان لمعالجة مياه المناجم الملوثة هما معادلة الحموضة وإزالة المعادن. تتكون مياه المناجم الملوثة عند ملامسة الصخور المحتوية على الكبريتيدات للماء والأكسجين.

تتعرض الصخور المحتوية على الكبريتيد للماء والأكسجين، مما يؤدي إلى حموضة وتركيزات عالية من المعادن والكبريتات في الماء، ولذلك عادةً ما تكون مياه الصرف الصحي من المناجم حمضية. ويلزم إضافة الجير أو الحجر الجيري أو الصودا الكاوية لرفع درجة الحموضة (الترسيب الكيميائي) خلال عملية معالجة المياه.

تستخدم NEWater عملية غشائية ثلاثية المراحل. يتم تشغيل أنظمة غشائية متعددة للترشيح الفائق والتناضح العكسي بالتتابع لتوفير استعادة مياه تصل إلى 97%. يتم الجمع بين عمليتين من CSIR، وهما معادلة الحجر الجيري/الجير، وتبلور الجبس، للمعالجة الأولية، تليها مرشحات رملية رطبة لإزالة المنغنيز المتبقي. بعد هذه الخطوة من المعالجة، تُعالَج المياه بـ غشاء الترشيح الفائق (UF) عنصر لإزالة الكائنات الحية الدقيقة والمواد الصلبة العالقة.

وأخيرًا، تُستخدم أغشية التناضح العكسي (RO) للمعالجة اللاحقة. يُعالَج محلول ملحي مشبع بأملاح الجبس (الأملاح الذائبة التي تُزال بواسطة أغشية التناضح العكسي) بالجير لإزالة التشبع الزائد. أُجريت الدورة النهائية ثلاث مرات لتحسين استخلاص المياه، وزيادة إزالة المواد الصلبة، وتقليل حجم المحلول الملحي.

 

والنتيجة هي مياه نقية عالية الجودة، قابلة لإعادة الاستخدام في عمليات أخرى أو تصريفها بأمان في البيئة. تتم إزالة الكبريتات والشوائب الذائبة الأخرى من المياه الملوثة للحصول على مياه عالية الجودة، والتي كانت تُصرف في السابق في البيئة، ويُعاد استخدامها الآن في العمليات التشغيلية.

اعتمادًا على جودة المياه النهائية المطلوبة، يتم استخدام عدد من التقنيات لإزالة المعادن المذابة، مثل التناضح العكسي والترشيح الغشائي الآخر، مما يؤدي إلى: تبادل الأيونات، إزالة الأيونات الكهربائية، وسائط الامتزاز، إلخ. وبالتالي، تُستغل مياه الصرف الصحي بكامل طاقتها، وتوفر للمشغل حلاً خاليًا من تصريف السوائل. بدءًا من توفير مياه تغذية التناضح العكسي بجودة ثابتة، وصولًا إلى تقليل حجم تصميم المحطة بشكل كبير، وتحسين الأداء، وخفض النفقات الرأسمالية.

 

4.2 معالجة مياه مناجم الفحم

مع التطور المستمر للاقتصاد الاجتماعي، يتزايد الطلب البشري على موارد المياه. ومع التطور السريع لصناعة الفحم في السنوات الأخيرة، تُصرّف كميات كبيرة من المياه الجوفية إلى السطح، مما يؤدي إلى تناقص موارد المياه العذبة المتاحة للبشر. وقد أصبح الاستخدام الفعال لمياه المناجم المتدفقة، وتقليل تصريف مياه الصرف السطحية، وتوفير المياه العذبة المتاحة، مشكلةً ملحةً في صناعة الفحم.

بفضل استهلاكها المنخفض للطاقة، وتكاليف التشغيل المنخفضة، والهيكل المعقول، والبصمة الصغيرة، ومعدل استخدام المياه العالي، ودرجة الأتمتة العالية، سيتم استخدام تقنية التناضح العكسي على نطاق واسع في صناعة الفحم.

 

في معالجة مياه المناجم، تُحلى مياه المناجم المالحة المُعالجة بتقنية التناضح العكسي لتلبية معايير مياه الشرب. ونظرًا للخصائص المميزة للغشاء، فإن وحدة التناضح العكسي تفرض متطلبات صارمة للغاية على جودة مياه التغذية. قد تحتوي مياه التغذية على كمية كبيرة من الأملاح الذائبة، ولكن لا ينبغي أن تكون متطلبات المواد الغروانية، والكلور المتبقي، والمواد العالقة، وأيونات الحديد، والمحتوى الميكروبي في الماء عالية جدًا.

جودة مياه المناجم جيدة بشكل عام، أما المناطق الفردية من المياه العسيرة، إذا كنت ترغب في إعادة استخدامها لمياه الشرب، فيجب تليينها من خلال معالجة تحلية المياهطالما أن معالجة المياه الخام تتم بشكل مسبق، بحيث تحقق جودة المياه متطلبات جودة مياه التغذية بجهاز التناضح العكسي، يمكنك تطبيق تقنية التناضح العكسي لإنتاج مياه الشرب.

 

جودة مياه التغذية التي تدخل وحدة التناضح العكسي بعد نظام المعالجة المسبقة يتم التحكم فيه على النحو التالي: الرقم الهيدروجيني = 6 ~ 9، p (الكلور الحر)

يجب إجراء المعالجة اللازمة لمكافحة التآكل ومكافحة الترسبات قبل جهاز التناضح العكسي، أي المعالجة المسبقة، وهي ضمانة مهمة للتشغيل المستقر طويل الأمد لنظام التناضح العكسي. تم اختيار معدات المعالجة المسبقة لمياه مناجم الفحم من NEWater. مرشح الوسائط المتعددة وفلتر الكربون المنشط، المادة هي الفولاذ المقاوم للصدأ.

ال مرشح الوسائط المتعددة يمكن أن يزيل بفعالية كمية صغيرة من الرواسب والصدأ الموجودة في المياه الجوفية. فلتر الكربون المنشط يستخدم بشكل أساسي مساحة السطح الكبيرة النوعية ومساحة المسام للكربون المنشط لامتصاص المواد العضوية في الماء، وفي حين إزالة المواد العضوية، فإنه يمكن أيضًا إزالة الكلور والدهون والسيليكا الغروية والمواد العالقة في الماء، بحيث تتم معالجة مياه المناجم بعمق وتحويلها إلى مياه صالحة للشرب.

 

وحدات التناضح العكسي من NEWater مُجهزة أيضًا بمضخات غسيل عكسي أوتوماتيكية أو أجهزة غسيل عكسي مؤقتة. عند تشغيل وحدة التناضح العكسي لفترة زمنية، أو عند تغير جودة مياه التغذية، قد يصبح سطح غشاء التناضح العكسي متقشرًا أو مسدودًا أو ملوثًا بالكائنات الدقيقة.

في هذه المرحلة، يرتفع ضغط مياه التغذية وضغط الماء المركز بشكل ملحوظ، ويزداد فرق الضغط عبر الغشاء، وينخفض إنتاج الماء. يمكن لمضخة الغسيل العكسي الأوتوماتيكية أو جهاز الغسيل العكسي المؤقت تنظيف الغشاء أو تعقيمه فورًا، مما يقلل من هدر الغشاء وتكلفة المشروع، ويقلل الهدر غير الضروري.

4.3 معالجة مياه مناجم الفحم

يُعدّ تعدين الذهب ومعالجة الخامات من الأنشطة المهمة اقتصاديًا. ومع ذلك، يرتبطان بإنتاج مياه صرف صحي شديدة التلوث، تحتوي على تركيزات عالية من المعادن الثقيلة وقيم pH منخفضة. يُستخدم الذهب في تطبيقات متنوعة، بدءًا من المواد الخام المستخدمة في صناعة المجوهرات واحتياطيات العملات، وصولًا إلى التطبيقات الأكثر تقنية، مثل إنتاج المحفزات والجسيمات النانوية. من ناحية أخرى، تتراوح المخاطر البيئية المرتبطة بتعدين الذهب ومعالجته بين تدمير الموائل الطبيعية وتصريف مياه صرف صحي شديدة التلوث، مما قد يُلوث البيئة.

 

تتميز مياه الصرف الناتجة عن معالجة الخامات بانخفاض درجة الحموضة (pH) وتركيزات عالية من المعادن الثقيلة وشبه الثقيلة، مثل الكادميوم والكروم والزئبق والزرنيخ، وغيرها، حيث ترتبط هذه العناصر عادةً بالمكونات القيّمة في الخامات والمركزات. تحتوي مياه الصرف الناتجة عن تعدين الذهب على تركيزات عالية من الكبريتات والكالسيوم والمغنيسيوم، والملوثات الرئيسية هي الأيونات ثنائية التكافؤ، والتي تُعالَج بفعالية أكبر باستخدام أغشية الترشيح النانوي مقارنةً بأغشية التناضح العكسي.

 

كأداة فعالة للتعليم الثانوي أو الثالثي نظام معالجة مياه الصرف الصحييستخدم NF على نطاق واسع لتنقية المياه للاستخدام الصناعي والزراعي و/أو إعادة الاستخدام غير المباشر كمياه شرب نظرًا لسهولة تشغيله وموثوقيته واستهلاكه المنخفض للطاقة وكفاءته العالية ويمكنه الاحتفاظ بتوافق الكفاءة. يوفر الرقم الهيدروجيني للتغذية البالغ 5.0 تدفق نفاذية أكبر وكفاءة احتفاظ أعلى.

 

نستنتج أن معدل تدفق النفاذية يُظهر انخفاضًا خطيًا مع زيادة معدل استردادها. بالإضافة إلى ذلك، تزداد الموصلية بشكل ملحوظ عندما يكون معدل النفاذية أعلى من 40%. لذلك، تم اختيار معدل نفاذية 40% كقيمة مثالية لهذه العملية. قدّمت شركة NEWater نظام معالجة يعمل في ظروف مثالية، وقد وفّرت تكلفة المشروع معالجة نهائية عالية الجودة بتكلفة تقارب $ (0.81/م3).

5. تقدم شركة NEWater حلولاً مستدامة وكاملة لمعالجة المياه لصناعة التعدين

5.1 الحلول التي يمكننا أن نقدمها لك.

• إزالة الكبريتات.
• إزالة المعادن الثقيلة.
• تحلية المياه / إزالة الملوحة.
• صفر تفريغ سائل (ZLD).
• إعادة استخدام/إعادة تدوير مياه الصرف الصحي.

 

5.2 مزايا نيوتر.

(1) توفير احتياجات فريدة من المياه والمعدات من خلال توفير حلول هندسية ومخصصة.

(2) الحلول الجاهزة، بما في ذلك التصميم والهندسة والتصنيع والأتمتة.

(3) استخدام أحدث تقنيات معالجة المياه لإعادة استخدام المياه ومياه الصرف الصحي بشكل فعال.

(4) فريق من المهندسين المحترفين بمتوسط خبرة 15 عامًا لتقديم المساعدة المثالية عبر الإنترنت والخدمة والدعم في الموقع.

(5) العمليات العالمية والمساعدة في كافة القدرات اللغوية لدعم المشاريع المحلية.

 

تقنية فصل الأغشية بالتناضح العكسي من NEWater، وهي تقنية تنقية جديدة وصديقة للبيئة، لا تُسبب أي تلوث ثانوي، وتتميز بكفاءة معالجة عالية، وإنتاجية مياه جيدة، وتُستخدم بشكل متزايد في عمليات التعدين. تتميز هذه الطريقة بأنها أكثر اقتصادية وسهولة في الاستخدام، وتكاليفها منخفضة، وتلبي احتياجات عمليات التعدين. إذا كنت بحاجة إلى هذه المشورة أو أي استشارة فنية أخرى، تواصل مع مهندسينا. يُمكننا تقديم دعم فني احترافي وفعال، بالإضافة إلى دعم المعدات.