Геологические пробы, отобранные на удалённом участке, нередко приходится перевозить за десятки или сотни километров до стационарной лаборатории. Материал накапливается партиями, зависит от графика транспорта, несколько раз передаётся между ответственными сотрудниками. В результате увеличивается время между отбором пробы и получением данных, необходимых геологам и производственным подразделениям.
Мобильные комплексы «ЛИДЕР-ОБОГАЩЕНИЕ» позволяют перенести основные операции пробоподготовки непосредственно на месторождение или производственную площадку. Решение разработано ГК «Лидер» совместно с компанией «СВИТИЧ», специализирующейся на оборудовании для подготовки минерального сырья.
Комплекс представляет собой утеплённое модульное здание с технологическим оборудованием, инженерными коммуникациями и организованными рабочими зонами. Внутри можно выполнять сушку, дробление, деление, измельчение и другие операции, необходимые для получения подготовленной лабораторной пробы.
При включении в комплектацию соответствующих приборов мобильная лаборатория также может использоваться для проведения отдельных аналитических исследований непосредственно на объекте.
Зачем переносить пробоподготовку на месторождение
При централизованной схеме крупные или влажные пробы сначала перевозятся в удалённую лабораторию. До отправки материал необходимо упаковать, промаркировать и временно разместить на объекте. Нередко приходится ждать формирования партии или подходящего транспорта.
Чем длиннее этот маршрут, тем больше времени проходит до получения результатов. Дополнительные операции также повышают риск повреждения упаковки, нарушения маркировки, смешивания материала или потери информации о пробе.
Мобильная лаборатория размещается ближе к точке отбора и встраивается в производственный маршрут предприятия. Пробы можно принимать, регистрировать и последовательно обрабатывать на одной площадке, без лишних перегрузок и продолжительного промежуточного хранения.
Подготовленный материал занимает значительно меньше места, чем исходная проба, поэтому при необходимости его проще передать в стационарную аналитическую лабораторию. Если комплекс оснащён собственными аналитическими приборами, часть исследований может выполняться на месте.
Что представляет собой мобильная лаборатория пробоподготовки
«ЛИДЕР-ОБОГАЩЕНИЕ» — это не просто контейнер, внутри которого установлены отдельные станки. Комплекс проектируется вокруг технологического процесса заказчика.
При разработке учитываются:
- характеристики поступающего материала;
- исходная и требуемая крупность проб;
- влажность, твёрдость и абразивность сырья;
- масса одной пробы;
- количество поступающих проб;
- допустимый риск загрязнения материала;
- последовательность технологических операций;
- размеры и мощность оборудования;
- необходимость разделения чистых и пыльных зон;
- условия эксплуатации на конкретной площадке.
На основании этих данных подбираются размеры здания, оборудование, расположение рабочих мест, вентиляция, электроснабжение и другие инженерные системы.
Комплекс может быть выполнен на базе 20-футового или 40-футового контейнера, а также в виде здания из нескольких соединённых модулей. Формат выбирается не только по количеству оборудования, но и по требованиям к производительности, обслуживанию и перемещению персонала.
Шесть основных этапов пробоподготовки
Технологическая последовательность определяется методикой предприятия. В общем виде маршрут пробы может включать шесть основных этапов.
1. Приёмка и маркировка
Поступившую пробу регистрируют, проверяют состояние упаковки и присваивают ей идентификатор. На этом же этапе могут фиксироваться масса материала, время поступления, место отбора и ответственный сотрудник.
Единая маркировка помогает проследить движение пробы на всех последующих этапах и снизить риск её ошибочной идентификации.
2. Сушка
Влажный материал может потребовать предварительной сушки. Для этого в мобильной лаборатории предусматриваются сушильные шкафы, вытяжка, рабочие поверхности и места для размещения проб.
Температура и продолжительность сушки определяются свойствами сырья и принятой методикой. Универсального режима для всех видов геологических проб не существует.
3. Дробление
Первичное уменьшение крупности выполняется на лабораторной щековой дробилке. В составе комплекса может применяться дробилка «СВИТИЧ-3» с делителем либо другое оборудование, соответствующее техническому заданию.
По данным производителя, лабораторная щековая дробилка «СВИТИЧ-3» рассчитана на работу с пробами массой до 10 кг и получение материала крупностью до 2 мм. Конкретные рабочие параметры зависят от свойств исходного сырья и настроек оборудования.
4. Деление пробы
После дробления массу материала сокращают до объёма, необходимого для последующей обработки. При этом выделенная часть должна сохранять представительность исходной пробы.
Для этого используются делители проб или дробилки, совмещённые с делительным устройством. Выбранная схема зависит от массы материала, требуемого коэффициента сокращения и принятой методики.
5. Измельчение и истирание
Материал доводится до крупности, необходимой для дальнейшего анализа. Для этой операции могут использоваться кольцевые или проточные мельницы «СВИТИЧ».
При подборе мельницы учитываются твёрдость и абразивность материала, требуемая тонина помола, допустимая производительность и риск загрязнения пробы материалом рабочих органов.
6. Упаковка и передача на анализ
Подготовленную пробу взвешивают, маркируют и упаковывают. В журнале фиксируются выполненные операции, время обработки и сотрудник, отвечавший за конкретный этап.
После этого материал передаётся на аналитическое исследование внутри мобильного комплекса или направляется в профильную стационарную лабораторию.
Какое оборудование может входить в комплекс
Состав мобильной лаборатории не является фиксированным. Оборудование подбирается под свойства проб, принятую технологию и требуемую производительность.
Возможная комплектация включает:
- лабораторную щековую дробилку с делителем;
- кольцевую мельницу;
- проточную кольцевую мельницу непрерывного действия;
- кернорезный станок;
- стол для распиловки керна;
- сушильный шкаф;
- электронные весы;
- делители проб;
- столы для подготовки сухого материала;
- вытяжные шкафы;
- локальные системы удаления пыли;
- компрессорное оборудование;
- мойку и систему подготовки воды;
- стеллажи и лабораторную мебель;
- шкафы управления;
- средства маркировки и упаковки проб.
Если заказчику требуется проведение исследований непосредственно на объекте, проект может быть дополнен спектрометром, муфельной печью, аналитическими весами и другими приборами.
Включение аналитического оборудования согласовывается отдельно, поскольку требования к помещению и инженерным системам зависят от применяемых методов исследования.
Оборудование СВИТИЧ для пробоподготовки
Компания «СВИТИЧ» разрабатывает и производит оборудование для пробоподготовки минерального сырья. В линейку входят лабораторные щековые дробилки, кольцевые мельницы, проточные мельницы и комплектующие для дробления, деления и измельчения проб.
В комплексах «ЛИДЕР-ОБОГАЩЕНИЕ» могут применяться:
- дробилка щековая «СВИТИЧ-3» с делителем;
- мельница кольцевая «СВИТИЧ-2000»;
- проточная кольцевая мельница непрерывного действия «СВИТИЧ»;
- другое технологическое оборудование, подобранное по техническому заданию.
ГК «Лидер» проектирует мобильное здание, размещает оборудование и подготавливает необходимую инженерную инфраструктуру. При компоновке учитываются не только габариты станков, но и доступ к ним для загрузки проб, очистки, технического обслуживания и замены рабочих элементов.
Оборудование закрепляется с учётом эксплуатационных нагрузок и возможной транспортировки комплекса.
Варианты исполнения мобильной лаборатории
Формат комплекса выбирается после изучения технологического процесса.
Компактный 20-футовый модуль
Такое исполнение подходит для ограниченного набора операций и относительно небольшого потока проб. Внутри можно разместить основное оборудование, рабочий стол, вытяжку, шкаф управления и зоны временного хранения материала.
Компоновка должна сохранять безопасные проходы и обеспечивать доступ для обслуживания каждого агрегата.
40-футовый модуль
Увеличенное внутреннее пространство позволяет разместить больше технологических узлов и организовать последовательный маршрут материала. Оборудование для дробления и измельчения можно разнести по разным участкам, предусмотрев отдельные рабочие поверхности и системы аспирации.
Комплекс из нескольких модулей
При большом объёме работ лаборатория может состоять из двух и более соединённых блоков. Такое решение позволяет разделить пыльные и чистые операции, выделить помещение для сушки, организовать отдельную аналитическую зону или разместить вспомогательное оборудование.
Модульная архитектура даёт возможность развивать лабораторию поэтапно и дополнять её новыми технологическими участками.
Инженерные системы комплекса
Стабильная работа мобильной лаборатории зависит не только от технологического оборудования. Для каждого проекта рассчитывается необходимая инженерная инфраструктура.
Электроснабжение
При проектировании учитывается суммарная мощность дробилок, мельниц, сушильных шкафов, компрессоров, вентиляции, отопления и других устройств.
В состав комплекса могут входить:
- электрический ввод;
- распределительные и управляющие шкафы;
- розеточные группы;
- рабочее и аварийное освещение;
- система заземления;
- возможность подключения резервного источника питания.
При отсутствии постоянной сети комплекс может быть подготовлен для работы с автономным источником электроэнергии.
Вентиляция и аспирация
Дробление, измельчение и пересыпание сухого материала сопровождаются образованием пыли. Поэтому вентиляция должна проектироваться одновременно с расстановкой оборудования.
Пылеудаление организуется на нескольких уровнях:
- закрытые кожухи и укрытия непосредственно у источника;
- местная вытяжка возле дробилок, мельниц и рабочих столов;
- общеобменная вентиляция помещения;
- разделение чистых и пыльных рабочих участков;
- организация уборки без повторного подъёма осевшей пыли.
Средства индивидуальной защиты дополняют инженерные решения, но не заменяют исправную вентиляцию и локальную аспирацию.
Отопление и теплоизоляция
Для эксплуатации в удалённых районах комплекс может быть изготовлен в утеплённом исполнении. Толщина теплоизоляции, тип отопления и расчётная температура внутри помещения определяются климатическими условиями объекта.
При необходимости предусматриваются кондиционирование, защита оборудования от переохлаждения и возможность поддержания требуемого микроклимата.
Водоснабжение
Для сухой пробоподготовки постоянное водоснабжение требуется не всегда. Однако вода может понадобиться для уборки, работы отдельных приборов или выполнения предусмотренных методикой операций.
Необходимость мойки, дистиллятора, ёмкостей и подключения к внешним коммуникациям определяется на этапе проектирования.
Связь и регистрация данных
Для ведения электронного журнала и работы системы маркировки внутри комплекса может быть предусмотрена локальная сеть, доступ в интернет, компьютерное рабочее место и печать этикеток.
Это особенно важно при большом потоке проб и необходимости интеграции лаборатории с информационной системой предприятия.
Прослеживаемость движения проб
Скорость пробоподготовки не должна достигаться за счёт снижения качества. Важно сохранять информацию о материале на всём пути — от приёмки до передачи подготовленной пробы на исследование.
Для этого могут фиксироваться:
- уникальный идентификатор пробы;
- место и время отбора;
- масса до и после обработки;
- выполненные операции;
- дата и время прохождения каждого этапа;
- ответственный оператор;
- режимы работы оборудования;
- факт очистки оборудования;
- место хранения контрольной части материала.
Формат журнала может быть бумажным или электронным. Конкретный порядок определяется внутренними документами предприятия и требованиями применяемой методики.
Как контролируется качество пробоподготовки
Ошибки, допущенные при подготовке материала, способны повлиять на результаты последующего анализа. Поэтому в технологическую схему рекомендуется заранее включать контрольные операции.
В зависимости от принятой программы контроля качества могут использоваться:
- холостые пробы для проверки возможного загрязнения;
- дубликаты для оценки воспроизводимости;
- сертифицированные стандартные образцы;
- контроль массы на отдельных стадиях;
- очистка оборудования между пробами;
- сохранение контрольной части материала;
- журнал технического состояния оборудования.
Необходимость и периодичность контрольных процедур устанавливаются лабораторией с учётом вида сырья, аналитического метода и внутренних регламентов.
Если результаты мобильной лаборатории будут использоваться в области аккредитации, организация работ, документация и контроль качества должны соответствовать области аккредитации и требованиям системы менеджмента конкретной лаборатории. Само размещение оборудования в мобильном модуле не означает автоматического соответствия ГОСТ ISO/IEC 17025.
От чего зависит производительность комплекса
Производительность мобильной лаборатории нельзя определить только по размеру контейнера или мощности одного станка. Она рассчитывается по наиболее медленной операции в технологической цепочке.
На пропускную способность влияют:
- количество поступающих проб;
- масса и влажность материала;
- время сушки;
- исходная и конечная крупность;
- производительность дробилки и мельницы;
- количество одновременно работающих единиц оборудования;
- продолжительность очистки между пробами;
- сменность работы;
- время маркировки и упаковки;
- регламентное обслуживание и возможные простои.
Для предварительной оценки можно использовать плановое количество проб за смену, число смен и количество рабочих дней. Однако итоговый расчёт должен дополнительно учитывать коэффициент технической готовности оборудования и время контрольных операций.
Если один этап обрабатывает меньше проб, чем остальные, именно он становится узким местом всего комплекса. Поэтому компоновка и количество оборудования должны определяться после расчёта общего технологического потока.
Требования к площадке размещения
До доставки комплекса необходимо подготовить площадку и доступные инженерные подключения.
На объекте должны быть предусмотрены:
- ровное и устойчивое основание;
- подъезд для доставки и разгрузки модуля;
- возможность безопасного обслуживания оборудования;
- подключение к электроснабжению или автономный источник энергии;
- отвод воздуха от вентиляционной системы;
- место для приёмки и временного хранения проб;
- порядок сбора отходов и просыпей;
- безопасные эвакуационные пути;
- первичные средства пожаротушения.
Конкретный перечень требований определяется массой и размерами комплекса, составом оборудования, климатом и условиями эксплуатации.
Экономический эффект мобильной пробоподготовки
Экономическая эффективность складывается не только из возможного сокращения транспортных расходов.
На результат могут влиять четыре группы факторов:
- Логистика. Уменьшается объём крупного или влажного материала, который необходимо перевозить в удалённую лабораторию.
- Скорость. Сокращается ожидание формирования партий и доставки проб.
- Качество процесса. Снижается количество промежуточных передач материала и связанных с ними рисков.
- Ресурсы. Предприятие получает готовое помещение, технологическое оборудование и инженерные системы в составе одного проекта.
Фактический эффект рассчитывается индивидуально. Он зависит от расстояния до стационарной лаборатории, количества проб, используемого транспорта, сроков ожидания результатов, состава оборудования и режима эксплуатации комплекса.
Мобильная лаборатория не всегда должна полностью заменять централизованную. В ряде случаев наиболее эффективна комбинированная схема: основные операции пробоподготовки выполняются на месторождении, а подготовленные навески передаются в стационарный аналитический центр.
Возможные уровни комплектации
Состав комплекса можно адаптировать под масштаб и этап развития проекта.
Базовый комплекс
Подходит для геологоразведочных работ и небольшого потока проб. Может включать:
- зону приёмки и маркировки;
- дробление и деление;
- рабочие поверхности;
- базовую аспирацию;
- ручное или электронное ведение журнала.
Производственный комплекс
Предназначен для стабильного потока проб и регулярной эксплуатации. Может предусматривать:
- полный маршрут пробоподготовки;
- разделение рабочих зон;
- несколько единиц дробильного и измельчительного оборудования;
- расширенную систему контроля качества;
- электронную регистрацию операций;
- резерв производительности на период обслуживания оборудования.
Автономный комплекс
Разрабатывается для удалённых объектов с ограниченной инфраструктурой. Дополнительно могут предусматриваться:
- автономное или резервное электроснабжение;
- климатическое исполнение под условия площадки;
- запасные части и расходные материалы;
- резервирование критически важных узлов;
- удалённый мониторинг отдельных систем;
- дополнительные помещения для персонала и хранения.
Окончательная комплектация и стоимость определяются после согласования технического задания.
Этапы разработки и запуска
Работа над комплексом включает несколько последовательных этапов.
1. Обследование и сбор исходных данных
Специалисты изучают тип материала, существующую методику, планируемый поток проб, условия площадки и доступные инженерные ресурсы.
2. Проектирование
Разрабатываются технологическая схема, компоновка оборудования и перечень инженерных систем. Определяются габариты здания, рабочие зоны, точки подключения, требования к вентиляции и предполагаемая производительность.
3. Изготовление и оснащение
Производится модульное здание, выполняются внутренняя отделка и монтаж инженерных коммуникаций. Оборудование устанавливается и закрепляется в согласованных местах.
4. Доставка и запуск
Готовый комплекс доставляется на объект, устанавливается на подготовленную площадку и подключается к предусмотренным коммуникациям. Далее выполняются проверка инженерных систем и подготовка оборудования к работе.
Порядок пусконаладочных работ, обучения персонала и приёмки определяется договором и составом поставки.
Что необходимо предоставить для расчёта
Для предварительного проектирования мобильной лаборатории потребуются:
- тип исследуемого материала;
- исходная масса, влажность и крупность проб;
- необходимая конечная крупность;
- количество проб за смену или сутки;
- перечень технологических операций;
- используемая методика пробоподготовки;
- список уже выбранного оборудования;
- необходимость проведения анализа внутри комплекса;
- доступные на площадке электрические мощности;
- климатические условия;
- требования к периодичности перемещения комплекса.
Если готового технического задания нет, исходные данные можно собрать в процессе технического аудита. Результатом становятся предварительная технологическая схема, состав оборудования, формат модульного здания и требования к площадке.
Для каких предприятий подходит решение
Мобильные комплексы пробоподготовки могут использоваться:
- при геологоразведочных работах;
- на горнодобывающих предприятиях;
- на золоторудных и полиметаллических месторождениях;
- на объектах добычи и переработки минерального сырья;
- на удалённых производственных площадках;
- на сезонных и временных участках;
- при запуске нового месторождения;
- до строительства постоянной лабораторной инфраструктуры.
Один комплекс может быть предназначен преимущественно для дробления и измельчения. Другой — дополнительно включать сушку, распиловку керна, деление, взвешивание и аналитическое оборудование. Именно поэтому проект начинается с изучения технологии, а не с выбора типового контейнера.
«ЛИДЕР-ОБОГАЩЕНИЕ»: лаборатория, встроенная в производственный процесс
Мобильная пробоподготовка помогает приблизить лабораторный процесс к месту отбора материала. Предприятие получает не отдельный набор оборудования, а спроектированный технологический комплекс с рабочими зонами и инженерными коммуникациями.
ГК «Лидер» и компания «СВИТИЧ» объединяют в одном решении модульное здание и оборудование для подготовки геологических проб. Комплекс проектируется индивидуально — с учётом материала, производительности, условий эксплуатации и действующих на предприятии методик.
Для подготовки предварительной компоновки необходимо направить перечень оборудования, информацию о пробах и условиях площадки. На основании этих данных специалисты определят подходящий формат комплекса и разработают решение под производственные задачи заказчика.
Частые вопросы
Можно ли проводить в мобильной лаборатории полный анализ проб?
Это зависит от комплектации. Базовый комплекс предназначен для пробоподготовки: сушки, дробления, деления и измельчения материала. Для выполнения анализа необходимо дополнительно установить соответствующие приборы и подготовить для них рабочие зоны и инженерные системы.
Можно ли перемещать комплекс между месторождениями?
Да, модульное исполнение позволяет перевозить комплекс на другую площадку. Перед транспортировкой оборудование необходимо отключить и подготовить в соответствии с проектной и эксплуатационной документацией.
Как выбирается размер мобильной лаборатории?
Размер зависит от количества оборудования, последовательности операций, потока проб и требований к разделению рабочих зон. Для компактного участка может быть достаточно одного модуля, а для полного технологического маршрута потребуется 40-футовый контейнер или здание из нескольких блоков.
Можно ли установить оборудование заказчика?
Да, при проектировании могут быть учтены уже имеющиеся у заказчика дробилки, мельницы, сушильные шкафы и аналитические приборы. Для этого необходимы их габариты, масса, мощность и требования к эксплуатации.
Как рассчитывается производительность?
Расчёт выполняется по всей технологической цепочке. Учитываются масса и состояние проб, время сушки, производительность дробилки и мельницы, продолжительность очистки, количество смен и плановые простои. Итоговая производительность ограничивается наиболее медленной операцией.
