First Quantum melhora a confiabilidade da mina Kansanshi com fibra Accelovant

A Kansanshi Mining, uma empresa de propriedade da First Quantum localizada na Zâmbia, está aproveitando os sensores de fibra óptica da Accelovant para resolver seus problemas de falha eletrônica e de arco elétrico e sinalização na principal mina de cobre.

Kansanshi opera um dos maiores e mais produtivos locais de mineração e fundição de cobre do mundo. As operações de fundição usam precipitadores eletrostáticos úmidos (ESP) para limpar o gás de dióxido de enxofre, removendo névoa ácida (aerossóis) e partículas de poeira que podem resultar em um efluente de ácido sulfúrico concentrado tóxico. Embora os ESPs sejam considerados um dos depuradores de processo mais eficazes nesta aplicação, o controle de temperatura do processo tem sido um impedimento para um uso mais extensivo. O controle do ESP requer tecnologia de medição de temperatura que possa suportar simultaneamente alta tensão, alta faixa de temperatura e altos campos eletromagnéticos.

Na aplicação, o ESP úmido utiliza campos eletromagnéticos de alta voltagem para atrair ou impulsionar diferentes moléculas em um fluxo de gás para afetar a separação e a coleta. Possui um campo constituído por eletrodos de descarga no centro de eletrodos coletores tubulares. O gás é ionizado pela descarga corona dos eletrodos de descarga. As partículas contidas no gás são carregadas e migram sob a influência do campo eletrostático para os eletrodos aterrados.

No caso da fundição de cobre de Kansanshi, o gás dióxido de enxofre da fundição é movido através das plantas ESP úmidas para separar a névoa ácida e a poeira do fluxo de gás. A névoa ácida é altamente corrosiva e, se não for removida do gás, pode danificar equipamentos a jusante, como ventiladores de gás e dutos.

Para operar corretamente e evitar danos aos componentes elétricos e cerâmicos do ESP molhado, ele deve ser aquecido a uma temperatura consistente entre 325-340°C. Operar nesta faixa evitará a condensação da névoa. Se ocorrer condensação, aumenta substancialmente o risco de curto-circuito que pode levar a um mau desempenho da unidade.

Historicamente, os ESPs empregavam termopares in-stream convencionais e/ou detectores de temperatura de resistência (RTD), ambos altamente suscetíveis a ruído elétrico. Quando empregados, esses sensores não eram confiáveis ​​e representavam um risco de flashover devido ao ambiente de alta tensão.

Pieter Oosthuizen, Superintendente de Instrumentação de Controle, e Bodrick Mumba, Superintendente de Operações da Planta de Ácido Sulfúrico, trabalham para manter uma operação consistente e confiável da planta de fundição e ESPs. Os ESPs operam 24 horas por dia em conjuntos emparelhados, processando um fluxo constante de gás de fundição.

De acordo com Mumba, se um ESP estiver operando fora da faixa de temperatura adequada, o volume do gás de fundição deve ser reduzido cortando o tratamento de concentrado no forno de fundição primário até que a unidade retorne ao status operacional adequado.

"Se a temperatura cair abaixo do ponto de ajuste, há um grande risco de névoa ácida e condensação nos isoladores de cerâmica do ESP", disse Mumba. "Se a cerâmica estiver danificada, o possível tempo de inatividade para reparo certamente reduziria o rendimento e a produção da planta."

Em um ambiente operacional hostil em torno dos ESPs úmidos (alta tensão, ruído elétrico e alta temperatura), monitorar e gerenciar níveis precisos de temperatura por meio do uso de sensores no fluxo foi um exercício difícil e altamente imprevisível. As unidades ESP fornecidas pela Metso Outotec são projetadas para permitir o uso de vários sensores diferentes em conformidade com um fator de forma padronizado, permitindo que o operador instale o sensor mais eficaz para o caso de uso.

"As unidades ESP operam com uma carga típica de 45 kV em correntes na faixa de 500-600 miliamperes", disse Oosthuizen. "Nesse tipo de ambiente, há um tremendo ruído eletromagnético e correntes induzidas em qualquer coisa que seja condutora ou que utilize componentes eletrônicos. Isso inclui os termopares e RTDs que normalmente são empregados para monitorar altas temperaturas em ambientes industriais. Tentamos muitos tipos diferentes de dispositivos, mas em todos os casos os componentes eletrônicos iriam queimar e falhar devido aos campos eletromagnéticos dispersos."