نظام قياس تهوية خلايا التعويم في بروكوتو التابعة لفالي يستخدم تقنية التشتت الحراري

أخبار ar.wedoany.com، طوّر فريق فالي (Vale) في منجم بروكوتو (Brucutu) ونصب نظامًا لقياس معدل تهوية خلايا التعويم ذاتية الشفط، يعتمد على مبدأ التشتت الحراري وتقنيات الذكاء الاصطناعي، مما يتيح مراقبة كمية الهواء في الوقت الفعلي وتجنب خسائر استرداد المعادن الناتجة عن الاضطرابات في إمداد الهواء.

تُعد عملية التعويم من أهم التقنيات في معالجة الخامات، حيث تُستخدم لتركيز المعادن عالية القيمة وفصل المعادن الأقل قيمة اقتصاديًا. في خلايا التعويم ذاتية الشفط، يعتمد إمداد الهواء على قوة الشفط الناتجة عن منطقة الضغط المنخفض التي يُحدثها دوران الدوار. ومع ذلك، تفتقر هذه المعدات إلى معلومات حول كمية الهواء الداخل، والتي تُعد متغيرًا حاسمًا للتشغيل الطبيعي لعملية التعويم ومعدل استرداد المعادن. لمواجهة هذا التحدي، اكتشف فريق بروكوتو، من خلال البحث، أن مستشعرات التدفق القياسية الحرارية المستخدمة في أنظمة التبريد لا تحتوي على أجزاء متحركة معرضة للانسداد، مما يجعلها مناسبة للمراقبة المستمرة داخل الأنابيب. وبالتعاون مع مجموعة "إل تي" (Grupo LT)، بدأ الفريق في تصنيع النموذج الأولي واختباره. تمثلت الخطوة الأولى لتحقيق المفهوم في بناء قاعدة للمستشعر تمكن من تركيبه على أنبوب التهوية دون الحاجة إلى مسامير، مما يسهل إزالته للتنظيف عند حدوث انسداد. استقر الفريق في النهاية على حل حامل مشبكي يلتف حول الأنبوب ويُحدث تداخلًا طفيفًا في القطر، مما يسمح بفكه وإعادة تركيبه بسرعة.

يتم تثبيت عنصر الاستشعار القياسي الحراري عموديًا على محور مدخل تدفق الهواء لضمان أفضل حساسية للتغيرات في كمية الهواء. يتم بعد ذلك تحويل الإشارة التناظرية 4-20 مللي أمبير إلى المعيار الرقمي Profibus، للتكامل مع أنظمة أتمتة المصنع (مثل نظام المراقبة ومنصة PI Vision). تُظهر تسجيلات PI Vision أن أي اضطراب في إمداد الهواء لخلايا التعويم يمكن اكتشافه في الوقت الفعلي. وبمساعدة الذكاء الاصطناعي، أنشأ الفريق خوارزميات قادرة على اكتشاف الانحرافات عن السلوك الطبيعي المتوقع. أثناء مراقبة تشغيل النظام، تسبب انسداد ناتج عن فيضان في تقليل تدفق الهواء إلى الصفر تقريبًا، واكتشف النظام هذا الانخفاض في الوقت المناسب.

لا يتطلب تركيب هذا النظام إجراء أي تعديلات هيكلية على مجموعة خلايا التعويم، ويمكن فكه بسرعة للتنظيف وإزالة الانسدادات دون الحاجة إلى أدوات. تتيح هذه التقنية إصدار إنذارات مبكرة للمشغلين وغرفة التحكم المركزية عند انخفاض أو انقطاع كمية التهوية، مما يمنع خسائر إنتاج المركزات عالية القيمة.

دخل مشروع بروكوتو حيز الإنتاج في 5 أكتوبر 2006، ويُعتبر أكبر مشروع متكامل لمنجم ومصنع معالجة من حيث الطاقة الإنتاجية الأولية في العالم، باستثمارات بلغت حوالي 1.1 مليار دولار أمريكي. يقع المشروع في بلدية ساو غونسالو دو ريو أبايكسو، على بعد 93 كيلومترًا من بيلو هوريزونتي. بعد بدء الإنتاج، عمل حوالي 2500 موظف في وظائف تشغيلية ثابتة. بلغ إنتاج المرحلة الأولى من بروكوتو 12.2 مليون طن من خام الحديد سنويًا؛ وبدأت المرحلة الثانية في عام 2007، لترفع الطاقة الإنتاجية إلى 23 مليون طن سنويًا؛ ووصلت إلى طاقة إنتاجية مركبة تبلغ 30 مليون طن في عام 2016. في عام 2025، أنتجت فالي إجمالي 327.7 مليون طن من خام الحديد، وهو أعلى مستوى منذ عام 2018، حيث زاد إنتاج النظام الجنوبي الشرقي بمقدار 3.6 مليون طن، وذلك بفضل استعادة ثلاث خطوط معالجة رطبة في بروكوتو وتشغيل خط رابع. يعمل مصنع المعالجة ونظام التحميل بالسكك الحديدية في بروكوتو بشكل مؤتمت بالكامل، مما يحقق إعادة تدوير 80% من المياه اللازمة للعمليات الصناعية، ويستخدم المخلفات لإنتاج الرمل.