Concentrateurs de minéraux et traitement des minéraux

Comment décider si une vanne ou une pompe n'est pas idéale et entrave les opérations ? La décision de changer est souvent difficile et coûteuse à prendre. Cependant, la décision de ne pas faire de changement peut être plus coûteuse en raison des dépenses d'exploitation élevées. Dans chaque pipeline, il existe de nombreuses options. Dans certaines circonstances, la décision est prise en faisant confiance au vendeur local qui a fourni un soutien et des solutions par le passé. Le produit n'est peut-être pas la meilleure technologie, mais il offre une assistance, aide à résoudre les problèmes et met le processus en marche.

Cet article aidera à montrer à quel point une mauvaise sélection de vannes ou de pompes peut entraîner des dépenses d'exploitation massives. À un moment donné, chaque opération prend la décision que ce qui est fait n'a pas de sens économique et opérationnel. Ces décisions sont difficiles et nécessitent des investissements.

Dans un cas, une installation de traitement de minerais a sélectionné une marque de vannes à manchon pour traiter une boue de minerais où les vannes fonctionnaient toutes les 45 secondes. Ils avaient deux usines de traitement, et entre les deux opérations, ils avaient installé 156 petites vannes à manchon.

Les vannes nécessitaient un entretien régulier et les manchons en caoutchouc étaient remplacés tous les quatre mois. Les deux usines ont demandé au fabricant de l'aide pour prolonger la durée de vie des manchons en caoutchouc. Certaines des recommandations du fabricant étaient de changer le matériau en caoutchouc, de former les gens pour changer les manchons en caoutchouc et de changer la pression nominale des vannes.

Même si la pression de fonctionnement n'était que de 60 livres par pouce carré (psig) et que la boue contenait 40% de solides, le fabricant a recommandé des manchons en caoutchouc à pression plus élevée. Malgré plusieurs visites du fabricant, peu de progrès ont été réalisés en trois ans pour prolonger la durée de vie du manchon de soupape.

Après avoir réglé ce problème, ces installations de traitement ont cherché de meilleures alternatives. La vanne d'essai d'un autre fabricant a fonctionné en continu pendant deux ans sans un seul changement de manchon en caoutchouc et sans entretien.

Après cela, l'usine a commencé à remplacer les vannes à manchon défaillantes par la nouvelle marque avec le même succès. Dans leurs deux usines, ils ont remplacé 156 vannes. La durée de vie moyenne rapportée par l'usine pour la meilleure vanne à manchon était de 27 mois avant que la vanne ne nécessite une réparation.

Certains avantages des vannes à manchon sont :

Les vannes à manchon sont des structures simples composées de trois composants principaux : le manchon de la vanne à manchon, le corps de la vanne et la méthode d'actionnement.

Les vannes à manchons sont des dispositifs simples qui dépendent du caoutchouc pour assurer la durée de vie d'une vanne et peuvent être réparés facilement et rapidement. Malheureusement, la qualité et les performances du caoutchouc peuvent varier d'une marque à l'autre.

Certains des composés de caoutchouc pouvant être disponibles dans les manchons de vanne à manchon sont le caoutchouc naturel (NR), le caoutchouc styrène butadiène (SBR), le caoutchouc styrène butadiène haute température (SBRT), le caoutchouc monomère éthylène propylène diène (EPDM), le caoutchouc nitrile (NBR), le caoutchouc nitrile hydrogéné (HNBR), le caoutchouc néoprène (CR), le caoutchouc butyle (IIR), le caoutchouc fluoré ou Viton (FPM), le caoutchouc polyéthylène chlorosulfoné (CSM) et certaines versions de polyuréthane (PU). Chacun des matériaux en caoutchouc et des matériaux en polyuréthane ci-dessus peut gérer des boues abrasives à haute teneur en solides, mais certains composés de caoutchouc sont meilleurs pour gérer divers produits chimiques. Dans certains cas, contre les produits chimiques agressifs, une vanne à manchon peut être une meilleure option que les vannes métalliques en matériau exotique.

Encore une fois, gardez à l'esprit qu'avec les vannes à manchon, le manchon en caoutchouc est le seul composant en contact avec le fluide. Cela signifie que le corps de vanne ne doit pas nécessairement être en alliages exotiques. SBR, SBRT, NR et PU sont tous bons contre les milieux abrasifs. L'EPDM et le FPM sont idéaux pour les acides de force moyenne et forte (vérifiez auprès du fabricant pour la meilleure recommandation). Le NBR et le HNBR sont idéaux pour les huiles, les graisses et le bitume. CR, CSM et IIR ont tous des milieux spécifiques dans lesquels ils sont résistants.

Comme pour les vannes à manchon, la fabrication du caoutchouc a un impact sur la durée de vie des flexibles de pompe péristaltique. Le péristaltisme dérive d'un terme médical qui fait référence à la façon dont la constriction et la relaxation d'un canal peuvent créer des mouvements ondulatoires qui poussent le contenu du canal vers l'avant.

Le principe de fonctionnement de la pompe péristaltique repose sur cette même compression d'un tuyau en caoutchouc. Lorsque le mécanisme de compression est retiré ou déplacé vers l'avant, le tuyau en caoutchouc non comprimé rebondit et revient en position ouverte. Cette réouverture du tuyau en caoutchouc attire de nouveaux matériaux en raison de l'aspiration créée, et le processus recommence.

Les pompes péristaltiques ont les attributs positifs suivants :

Certains des points ci-dessus sont importants pour les utilisateurs. Par exemple, si vous pompez des floculants, des réactifs ou des polymères, la pompe péristaltique ne cisaillera pas le milieu comme certains styles de pompes, ce qui peut souvent réduire la consommation de produits chimiques. De plus, des accidents se produisent et parfois les pompes fonctionnent à sec.

Avec certains styles de pompes, cela signifie un désastre et des réparations coûteuses. Une pompe péristaltique peut fonctionner à sec pendant de longues périodes sans endommager la pompe. Une eau de joint de presse-étoupe propre dans les environnements miniers peut ne pas être possible, ce qui, dans des périodes plus courtes, peut entraîner la destruction de joints de presse-étoupe coûteux. Les pompes péristaltiques n'ont pas de presse-étoupe. Lorsqu'elle est arrêtée, une pompe péristaltique obstrue complètement l'écoulement, là où d'autres pompes peuvent fuir lorsqu'elles sont arrêtées et assécher la boue en amont. Enfin, certains types de pompes centrifuges sont excellents pour le pompage de solides. Cependant, lorsque la teneur en solides commence à dépasser 35 %, le taux d'usure des garnitures, des roues et des autres pièces exposées augmente. Ainsi, une pompe centrifuge qui fonctionne bien à 35 % de solides peut avoir deux à trois fois les coûts de réparation lorsque la teneur en solides est augmentée à 50 % à 55 %. À l'inverse, une pompe péristaltique aura des taux d'usure et des calendriers de réparation similaires, que la pompe pompe 35 % de solides ou 80 % de solides.

Un tuyau en caoutchouc de qualité est essentiel à la durée de vie d'une pompe péristaltique, mais la méthode de fermeture mécanique du tuyau en caoutchouc affecte également les performances et la durée de vie du tuyau. Le principal facteur déterminant la durée de vie d'un tuyau dans une pompe péristaltique est le nombre de fois où le tuyau est comprimé. Il y a une idée fausse commune selon laquelle l'abrasivité de la boue ou le pourcentage de solides détermine la durée de vie du tuyau. Généralement, c'est combien de compressions sont mises sur le tuyau. Un autre facteur important est à la fois la chaleur du tuyau résultant de l'action de compression et la température moyenne à l'intérieur du tuyau. À mesure que la température du tuyau augmente en raison de la méthode de compression et de la température moyenne, la durée de vie du tuyau peut être décuplée lorsqu'elle atteint la température nominale du tuyau.

Il existe trois types de méthodes de compression dans les pompes péristaltiques d'aujourd'hui. L'un implique deux bosses ou chaussures métalliques qui tournent à 360 degrés pour comprimer le tuyau. Les pompes à tuyau conçues pour les chaussures génèrent de la friction et de la chaleur pendant le processus de compression. Pour cette raison, les vitesses de rotation de la pompe à chaussures doivent être maintenues à une rotation lente par minute (tr/min) et le boîtier de la pompe doit être rempli d'une grande quantité de glycérine pour aider à dissiper la chaleur que l'action de frottement créera.

La deuxième option est celle qui intègre deux rouleaux pour comprimer le tuyau en caoutchouc. Ce style ne génère pas la chaleur des chaussures de frottement, ce qui augmentera probablement la durée de vie du tuyau, en particulier à des débits plus élevés et à un régime plus élevé. De plus, cette conception ne nécessite pas de quantités massives de glycérine pour aider à dissiper la chaleur. La durée de vie et les frais d'exploitation des tuyaux en caoutchouc devraient être inférieurs à ceux d'une chaussure si l'ensemble est composé de composants et d'une construction de haute qualité.

La troisième option est la plus récente et intègre un arbre excentrique et un rouleau robuste qui roule sur le tuyau une fois par rotation de 360 ​​degrés. Cette conception élimine une compression à chaque rotation. Le nombre de compressions de tuyau étant le principal facteur déterminant de la durée de vie du tuyau, cette conception aura environ deux fois la durée de vie du tuyau que les options alternatives ci-dessus.

Cela est également dû à la conception ne générant pratiquement aucune chaleur. Ce style ne nécessite également qu'une petite quantité de glycérine pour une légère lubrification du tuyau en caoutchouc.

Les pompes péristaltiques conçues pour les chaussures limitent leur vitesse de fonctionnement en raison de la chaleur qu'elles génèrent dans la conception de compression. L'action de frottement génère une accumulation de chaleur, de sorte qu'ils ne peuvent pas fonctionner à un régime plus élevé. Pour cette raison, si vous utilisez une pompe à chaussures, les utilisateurs peuvent être obligés d'utiliser une pompe plus grande qui peut fonctionner plus lentement pour éliminer la chaleur.

Les conceptions à double rouleau ou à rouleau unique excentrique peuvent fonctionner à un régime plus élevé et ne pas générer cette chaleur. Par exemple, une pompe à sabot de 4 pouces peut avoir un débit maximal de 200 gallons par minute (gpm) si la pompe fonctionne en continu. Cependant, les conceptions à double rouleau ou à rouleau unique excentrique peuvent produire 440 gallons par minute lorsqu'elles fonctionnent en continu.

Dans la plupart des cas impliquant des pompes péristaltiques de plus grand diamètre, une taille plus petite peut être utilisée à moindre coût lors de la comparaison d'une conception de roulement par rapport à une conception de chaussure. Ainsi, si le débit requis est de 150 gpm en continu, il faudrait probablement une pompe à sabot de 4 pouces, alors qu'une conception à compression unique à roulement excentrique peut produire de manière fiable 150 gpm en continu avec une pompe péristaltique de 3 pouces.

La technologie et les capacités du caoutchouc se sont améliorées au cours des 20 à 25 dernières années. Il existe de nombreux mélanges dans presque tous les types de caoutchouc. Les vannes à manchon et les pompes péristaltiques fournissent des produits plus fiables et plus durables grâce à ces avancées.

Le caoutchouc peut également lutter contre les matériaux abrasifs, et certains mélanges de caoutchouc sont idéaux pour les produits chimiques agressifs. L'utilisation de pompes et de vannes en caoutchouc plutôt qu'en alliage peut fournir un service durable, ainsi que des économies de coûts impressionnantes pour les pompes et vannes en alliage. Avec les pompes péristaltiques, la méthode de compression peut jouer un rôle majeur dans les dépenses d'exploitation.

Gardez à l'esprit que le coût de la pompe ne représente généralement qu'environ 1/10 du coût total de la pompe sur une période de 7 ans. 90 % du coût total de possession de la pompe provient des sept prochaines années de dépenses opérationnelles. Une conception à rouleau unique excentrique fournira deux à cinq fois la durée de vie d'un tuyau par rapport à d'autres conceptions de compression, et ces économies de coûts opérationnels peuvent être massives.

Todd Loudin est responsable de l'activité Flowrox chez Valmet Flow Control, responsable des ventes et du service Amérique du Nord et du Sud et responsable des mines et métaux chez Valmet Flow Control. Il peut être joint à [email protected]. Pour plus d'informations, rendez-vous sur valmet.com.