先进密封技术如何推动采矿业可持续发展
先进密封技术如何推动采矿业可持续发展
以下文章来源于InMi硬米 ，作者InMi硬米
仅一次密封失败就可能导致矿石加工中断 8 至 24 小时，不仅会造成生产力损失和高昂的维修费用，过去五年里，采矿公司因此损失的总额已高达 670 亿美元。
往往是那些被忽视的技术，如先进的密封系统，默默地带来了一些最显著的收益。下一代更智能的密封技术是节约用水、引领生态友好型采矿新时代的关键。
采矿行业正处于十字路口。随着气候变化加剧和可持续发展法规收紧，采矿企业面临着越来越大的压力，需要实现脱碳、节约用水并提高运营韧性。与此同时，极端天气事件如今已成为常态，扰乱着运营活动，使得韧性成为必备条件。
然而，尽管人们将大量注意力放在大规模数字化和自动化项目上，但往往是那些被忽视的技术，如先进的密封系统，默默地带来了一些最显著的收益。
采矿作业严重依赖旋转设备，而密封件对于保持这些设备的平稳运行至关重要。
然而，在现代采矿的恶劣条件下，密封填料系统和机械密封也是泥浆泵故障的主要原因；高温会加速磨损，而冰冻条件则会导致密封件变脆和效率下降。
密封件失效的后果代价高昂。事实上，仅一次密封失败就可能导致矿石加工中断 8 至 24 小时，造成生产力损失和昂贵的维修费用。过去五年中，此类故障已使采矿公司损失了 670 亿美元。
不过，机械密封已经有了巨大的改进，能够应对这些挑战。螺旋槽技术、金刚石涂层密封面以及物联网（IoT）支持的预测性维护等创新，为那些寻求减少排放和节约用水的矿山提供了一种低门槛、高影响的升级方案。
根据麦肯锡公司的数据，领先的采矿企业通过卓越运营和设备可靠性，每年将单位成本降低了 3% 至 6%，产量提高了高达 40%。因此，升级到现代化的机械密封是矿山可以采取的最简单、最节能的措施之一。
现代机械密封是多年技术改进、精密工程和严格测试的成果。
监管压力是一个关键驱动因素，美国的《清洁空气法》和欧盟的《工业排放指令》迫使企业采用双密封和气体润滑设计，以减少流体泄漏。同时，在干旱的采矿地区，水资源法规推动了闭环密封系统的发展，与传统的填料密封相比，这种系统大大减少了水的损失。
其他近期的创新包括耐磨材料，如双相钢和镍铬合金，以及用于优化润滑的激光蚀刻槽和用于极端耐久性的纳米晶金刚石涂层。
这些发展使密封件能够承受最恶劣的矿浆和气候条件，使其成为可持续采矿的战略性推动因素。
以秘鲁南部的一座铜矿为例，该矿位于水资源稀缺地区，面临着平衡铜矿开采这一耗水需求与为当地社区节约用水之间的挑战。
传统的填料密封系统仅用于冷却和润滑，通常每分钟就要消耗约 68 升水。这是一个不可持续的数字，特别是在智利的阿塔卡马盐沼等地区，采矿已经消耗了当地超过 65% 的水资源。
通过改用具有金刚石涂层密封面的先进机械泥浆密封件，矿山能够实现完全干式运行，消除了对外部冷却水的需求。这表明，曾经被认为不适合采矿的机械密封件，如今已成为可持续运营的关键，为脱碳提供了切实可行、立竿见影的措施。
在澳大利亚产量最高的煤炭产区之一 —— 昆士兰州的鲍文盆地，一座大型煤矿面临着高温、磨蚀性矿浆以及日益增长的节水压力。该矿的泥浆输送系统采用三级配置的多台泵运行，处理高固体含量的物料，且工作压力较大、温度超过 30 ℃ —— 这些条件使传统密封件难以承受。
通过安装为高性能泥浆应用设计的机械密封件，并辅以低压水管线，该矿显著减少了水资源消耗，简化了管道系统。水资源消耗降至每天仅 6.3 升，对于如此恶劣的条件来说，这是一个极低的数字。
每台密封件预计可使用 12 至 18 个月，停机时间和维护工作大幅减少，直接转化为成本节约和运营可预测性。在类似应用中，采矿作业报告称每台泵可节省高达 120 升 / 分钟的水，实现了更精益、更高效的采矿。
机械密封件如今正处于采矿行业数字化转型的前沿。通过集成物联网传感器（无论是内置还是后装到泵上），密封件成为运营洞察的主动来源。
操作员可以实时监控压力、温度和振动，并将数据输入中央分析平台，以实现更智能的基于状态的维护。
这一点至关重要，因为超过 80% 的矿山缺乏准确量化停机成本的系统，这往往是由于运营可见性差所致。将传感器直接嵌入干气密封件中，可以提供实时的健康数据，并实现预防性维护。
