矿山可持续发展的密码,竟藏在这些水处理技术里?
矿山可持续发展的密码,竟藏在这些水处理技术里?
以下文章来源于InMi硬米 ,作者InMi硬米
在矿业领域,水的身影无处不在,从矿石加工到尾矿处理,从保障工人生活用水到维护周边生态平衡,水的合理管理与处理至关重要。随着环保意识增强和法规日益严格,矿业水处理成为行业可持续发展的关键环节。众多科技企业纷纷发力,带来创新解决方案,为矿业水处理注入新活力。
矿业作为资源开采行业,对水资源的依赖和影响深远。力拓集团指出,水是维系生物多样性、人类生存和经济繁荣的关键资源。在气候变化的大背景下,极端天气频发,水资源愈发紧张,高效管理水资源的重要性愈发凸显。矿业公司必须平衡自身运营需求与当地社区、生态系统对水的需求,避免对水资源造成永久性破坏。
国际采矿与金属理事会(ICMM)在 2017 年推出水管理框架,督促矿业公司提升水管理实践,提高水的循环利用率、减少取水、尽可能使用低质量水源。这一框架得到众多成员的响应,可持续发展报告显示,各公司在提高水效率方面做出诸多努力。然而,不同矿山因地理位置、地质条件和运营需求各异,面临的水管理挑战也不尽相同。因此,精准评估和改进水处理实践成为矿业公司的重要任务。
Clean TeQ Water:多领域突破,引领行业变革
Clean TeQ Water 在矿业水处理技术创新方面成果丰硕。其 ATA® Rapid Tailings Dewatering 技术为尾矿脱水提供新途径。过去一年,该公司为必和必拓、英美资源集团等矿业巨头展示这一技术,通过真空过滤,经 ATA® 处理的固体能达到 90% w/w *的固体含量,有望使一些原本因成本过高而无法实现的干堆尾矿处理变得可行。目前,该技术已在南非的 Harmony Gold 进行首次全规模商业示范,为行业尾矿管理的可持续发展迈出重要一步。
在营养物质去除领域,Clean TeQ Water 同样表现出色。其首个 PHOSPHIX® 工厂已在为爱尔兰的一家大型工业公司设计,旨在去除磷酸盐,满足当地严格的超低浓度排放标准。此外,该公司还针对硝酸盐污染问题,在澳大利亚调试硝酸铵修复工厂,在中国运营大规模硝酸盐抛光系统,有效解决了煤矿废水的硝酸盐污染问题。
CLEAN - IX® 技术则聚焦于金属提取过程中的水资源和试剂消耗问题。位于南澳大利亚的 Heathgate Resources 的首个全规模 CLEAN - IX 工厂已进入调试阶段,该技术可使产品浓度提高 50%,用水量减少 20%,同时有效去除杂质,简化下游加工流程,降低成本,为缺水地区的矿山带来显著优势。
Weeefiner:模块化创新,提升资源回收率
芬兰的 Weeefiner 针对矿业需求,推出基于模块化 4D Scavenger® 技术的选择性回收和水处理系统。该技术可集成在集装箱内,便于运输和在户外、偏远地区使用,也有适用于室内的 Skid 解决方案,其模块化设计能与现有基础设施无缝集成。
4D Scavenger® 技术具备 7 ×24小时自主运行能力,减少人力监督需求,支持远程控制,可实时监控和调整,确保金属回收过程高效进行。该技术能选择性地提取水中的有价值金属,提高原料产量,降低金属回收成本,同时实现净化水的循环利用,减少水资源消耗和废弃物排放。目前,该技术已获得力拓、埃赫曼等行业巨头的认可和应用。
Gradiant:全生命周期解决方案,应对复杂难题
总部位于美国波士顿的 Gradiant 提供涵盖矿业全生命周期的水处理解决方案。其 RO Infinity 平台结合专利逆流反渗透(CFRO)技术和创新反渗透膜工艺,可实现海水淡化、盐水浓缩、盐卤开采等功能,帮助矿山客户实现可持续发展目标。
Carrier Gas Extraction(CGE)热蒸发器专利技术,通过模拟自然降雨循环,在低成本下实现加湿和除湿,有效减少污垢和结垢,适用于处理高盐度、高污染且难以用反渗透系统处理的废水,能将高盐和受污染的废水转化为淡水,降低下游零液体排放(ZLD)系统的成本。
Bio Infinity(Bio - I)平台利用高速生物处理工艺,去除废水中的营养物质和可生物降解有机物,满足严格的排放限制,降低成本。SmartOps AI 数字生态系统则通过机器学习算法,优化和预测工厂运营,提高生产力,降低碳足迹和水足迹。此外,Gradiant 与内华达州的锂矿客户合作,开发出可持续的锂提取工艺,提高锂浓缩倍数,减少碳排放和能源消耗。
数据管理:精准把控,实时合规
管理水相关数据对矿业公司来说至关重要却充满挑战。环境数据管理解决方案 EnviroSys 的负责人表示,水处理涉及大量数据点的收集和管理,而环境管理团队往往资源有限、时间紧张。若不能有效管理水数据,会对环境、健康和安全产生严重影响,还可能导致运营合规风险和声誉受损。
EnviroSys是acQuire的环境数据管理解决方案EnviroSys 能让公司从任何地方实时加载环境数据,实时评估和报告各类环境数据的合规情况,确保数据的有效性、完整性和可审计性,帮助企业及时了解自身的合规状态,为矿业公司的水处理决策提供有力支持。
风险评估:量化风险,科学应对
WSP 为澳大利亚的一家大型矿业客户提供创新的自动化、基于 GIS 的风险评估服务。由于矿山多位于水资源稀缺地区,且所在流域复杂多变,传统方法难以证明其对水质风险的有效管理。
WSP 的解决方案整合多学科服务,通过定制 Python 脚本计算水质浓度和风险,并创建空间地图展示流域风险及缓解措施的效果。这一方法可扩展性强,能帮助客户识别高风险区域,分析改进方案,满足监管要求,助力矿业公司实现可持续水管理,提升行业的社会和环境绩效。
Fluence:集装箱式解决方案,高效便捷
Fluence 公司为美国新墨西哥州卡尔斯巴德的远程矿区工人营地提供定制化 Ecobox™解决方案,将生活污水处理后回用于冲厕、降尘、设备清洗等,甚至用于采矿作业,有效减少水资源消耗。
在南美洲,Fluence 为埃赫曼集团的阿根廷子公司提供集装箱式超滤和双级反渗透水处理厂,生产不同质量的水,满足矿区生产和生活需求。该工厂设计灵活,可适应不同流量和水质,减少现场施工量和碳排放,实现了水资源的高效回收利用。
WEC Water:因地制宜,解决实际难题
WEC Water 为布基纳法索的一座金矿设计并建造了废水处理厂。该金矿原有的污水运输方式存在成本高、交通隐患、污染风险和水资源浪费等问题。
WEC Water 的解决方案包括收集和泵送系统、生物处理系统以及储水湖。通过采用改良的 Ludzack - Ettinger 处理工艺,利用活性污泥系统降低污水中的化学需氧量和氮含量,并通过投加药剂确保符合当地磷酸盐和消毒标准。处理后的水用于降尘和灌溉,减少了对饮用水和雨水储备的依赖。尽管项目面临远程运输的挑战,但通过标准化集装箱设计,成功完成了工厂的交付和调试。
Sykes Group:高效节能,应对多样需求
Sykes Group 专注于矿业排水泵的设计与制造,其先进设计的关键在于独特的湿端结构,通过可调节的垫片和垫圈,能精准调整叶轮与耐磨板之间的间隙,减少大修需求,快速恢复泵的效率,降低能耗。随着矿业公司对环保要求的提高,节能成为选择排水泵的重要标准,Sykes Group 的产品正好满足这一需求。
面对极端天气带来的洪水风险,Sykes 泵具备宽泛的流量和扬程调节范围,可配备备用泵,并根据水位自动启动。对于位于多雨地区的矿山,还可将泵安装在浮筒上,确保其在水位变化时正常运行。此外,针对矿山开采深度增加带来的排水需求,Sykes 提供高扬程和超高扬程泵,可根据实际需求选择不同流量和安装方式,满足矿山多样化的排水需求。
随着露天矿坑越挖越深,Sykes的超高扬程泵正满足采矿业日益增长的需求BQE Water:攻克难题,保障环境安全
BQE Water 致力于解决矿业废水中的氰化物和硒污染问题。针对传统氰化物处理方式的局限性,BQE Water 开发离子交换系统,可将尾矿中的氰化物浓度降低至 10 ppb 以下,并实现大部分氰化物的回收利用。在应对紧急情况时,虽也能提供临时处理方案,但成本高昂,这凸显了提前规划处理系统的重要性。
在硒去除方面,BQE Water 的 Selen - IX™技术已被广泛应用,可将硒含量降低至 1 ppb 以下,并产生稳定的固体残渣,适用于再利用。相比之下,半被动生物系统存在长期稳定性的问题,BQE Water 通过研究和发表论文,为矿业公司在选择硒处理方案时提供科学依据。
矿业水处理领域正借助科技创新不断发展,从先进的处理技术到智能的数据管理和风险评估,再到因地制宜的实际解决方案,这些成果不仅助力矿业公司实现可持续发展,也为保护全球水资源做出贡献。未来,随着技术的不断进步,矿业水处理将迎来更多突破,推动矿业与环境的和谐共生。
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