كيف يؤثر خام النحاس الخشن على العمر التشغيلي لأجزاء الكسارة

قد يتآكل بطانة المخروط بسرعة مضاعفة في المنصة المجاورة، ولا علاقة للكالكوبيريت بذلك

يمكن لمصنع معالجة البورفيري النحاسي الذي يقوم بتكسير خام من منطقة التحول الفيليكي أن يستنفد مجموعة من بطانات المخروط في أقل من 700 ساعة تشغيل، في حين أن الكسارة نفسها التي تعالج خام منطقة البوتاسيوم من نفس المنجم المكشوف يمكنها العمل لأكثر من 1200 ساعة باستخدام بطانة مماثلة. ولا يتغير محتوى كبريتيد النحاس تقريبًا بين المنطقتين. ما يتغير هو محتوى الكوارتز والبيريت الموجود بجانب معادن النحاس، وهذا الاختلاف هو ما يحدد فعليًّا مدة صلاحية قطعة الكسارة.

لماذا لا تعني المعادن النحاسية اللينة وجود بيئة تآكل خفيفة؟

يبلغ صلابة الكالكوبيريت — المعدن المسؤول عن معظم إنتاج النحاس المستخرج عالميًا — ما بين 3.5 و4 فقط على مقياس موس، وهو لين بما يكفي لخدشه بسكين جيب. أما البورنايت فيبلغ صلابته حوالي 3، بينما يبلغ صلابة الكالكوسيت ما بين 2.5 و3، وهو أكثر ليونة من ذلك. لو تم تقييم صلابة الخام بناءً على معادن النحاس وحدها، أجزاء تآكل الكسارة من المفترض أن تكون المهمة سهلة. لكن رواسب النحاس البورفيري لا تعمل بهذه الطريقة. تتشكل هذه الأنظمة حول عروق الكوارتز المنتشرة والتغيرات الصخرية الشبكية، وتحتوي المنطقة الفيلية على وجه الخصوص على كميات كبيرة من البيريت، وهو معدن لا يخدش تحت شفرة السكين ويقع عند حوالي 6 إلى 6.5 على نفس المقياس، إلى جانب الكوارتز نفسه الذي يبلغ 7 على مقياس موس. أظهرت الأبحاث المختبرية التي أجراها ألبرتين وسيناتورا على وسائط التآكل المصنوعة من الحديد الزهر الأبيض عالي الكروم أن فقدان المعدن يحدث بشكل أسرع عند التلامس مع الكوارتز مقارنةً بخام الحديد أو صخور الفوسفات، وهي نتيجة تتوافق مع ما تلاحظه فرق التكسير يوميًا عند التعامل مع خام النحاس البورفيري؛ حيث تتحكم خصائص معادن الصخور غير المعدنية في معدل التآكل، وليس معدن الخام الذي يتم استخراجه.

قراءة مؤشر التآكل قبل طلب قطع الغيار

يظل «مؤشر تآكل بوند» (Bond Abrasion Index) هو المعيار المتبع لتقييم هذا التأثير رقمياً. فالقيم التي تزيد عن 0.6 تقريباً تشير إلى أن الخام كاشط بدرجة كافية تجعل بعض العمليات تتجه نحو استخدام دوائر تكسير أحادية المرحلة، وذلك تحديداً للسيطرة على تكلفة استبدال البطانات؛ أما القيم التي تزيد عن 0.7 تقريباً، فتفضل عادةً استخدام الكسارات الفكية ذات المرفق المزدوج على التصاميم ذات المرفق الفردي في المرحلة الأولية، أما القيم التي تزيد عن 0.15 تقريبًا، فتجعل التكسير الصدمي غير الذاتي غير اقتصادي بالنسبة لهذا الخام. وتتراوح فترات استبدال البطانات المبلغ عنها عبر عمليات النحاس عادةً بين 600 و1200 ساعة تشغيل، اعتمادًا على مكان وجود هذا الخام على مقياس مؤشر عمل بوند، وهذا هو السبب في أن طلب قطع غيار التآكل الشامل لمجمل المنجم، دون تحليل معدل التآكل لكل منطقة على حدة، يؤدي عادةً إما إلى دفع مبالغ زائدة مقابل سبائك لا يحتاجها الخام، أو إلى طلب كميات أقل من اللازم للمناطق التي ستتآكل بسرعة أكبر بكثير مما هو متوقع.

فخ «تصلب الخام» في حالة الخام الذي يحتوي على عروق الكوارتز الهش

يعتمد أداء البطانة المنغنيزية على مقدار طاقة الصدم التي تولدها عملية التكسير، حيث إن الطبقة الخارجية المقواة بالعمل التي تحمي سطح البطانة لا تتشكل إلا تحت تأثير حمل حركي كافٍ. غالبًا ما يكون خام البورفيري الذي يحتوي على عروق الكوارتز هشًا، حيث يتكسر تحت ضغط انضغاطي منخفض نسبيًا على الرغم من صلابة الكوارتز نفسه، ويُعد هذا المزيج عقبة معروفة للبطانات المنغنيزية. وعندما ينكسر الخام بسهولة شديدة بحيث لا يوفر طاقة صدمية كافية لكل جسيم، تظل الطبقة المتصلبة سطحية، وتتآكل هذه الطبقة السطحية قبل أن تصل إلى الصلابة الكاملة، وبالتالي تتآكل البطانة بسرعة أكبر مما قد يوحي به تصنيفها على مقياس برينل، على الرغم من عدم وجود أي خطأ في التركيب.

درجات المواد المناسبة لمراحل تكسير خام النحاس

يجب أن يأخذ اختيار قطع غيار الكسارة لخط معالجة البورفيري النحاسي في الاعتبار كل من مرحلة التكسير ومنطقة التحويل التي تغذيها. ولا تزال ألواح الفك الأولية تُصنع عادةً من فولاذ المنغنيز «هادفيلد» من أجل ASTM A128، حيث تبلغ نسبة المنغنيز فيه ما بين 11 و14 في المائة، مما يوفر صلابة تتراوح بين 200 و250 HB تقريبًا في حالة الصب، وترتفع لتتجاوز 500 HB بمجرد أن يتصلب تمامًا نتيجة التشكيل تحت تأثير الصدمات الشديدة. أولي كبير الكسارات الدوارة غالبًا ما تتحول معالجة خام البورفيري ذي الحمولة الكبيرة إلى خامات ذات محتوى أعلى من المنغنيز أو إلى سبائك الصلب التي تحتوي على الكروم والموليبدينوم، حيث تبلغ أحمال الصدم ذروتها. أما الكسارات المخروطية الثانوية والثالثية، التي تعمل على المواد التي تم تحريرها بالفعل — حيث يهيمن التآكل الانزلاقي الناتج عن الكوارتز والبيريت على الصدم — فهي المكان الذي يُنتج فيه الحديد الأبيض عالي الكروم إلى ASTM A532 الفئة الثالثة النوع أ تتميز بخصائصها الفعالة، حيث تحتوي عادةً على نسبة كروم تتراوح بين 18 و28 في المائة، وصلابة بعد المعالجة الحرارية تتراوح بين 58 و64 HRC. ولا تزال جودة الصب عاملاً مهمًا بغض النظر عن نوع السبيكة، حيث يتم إنتاج البطانات المصبوبة بالرمل من أجل الدرجة CT8 إلى CT10 وفقًا لمعيار ISO 8062-3 يجب تثبيته بشكل صحيح على الرأس والوعاء، مع تجنب الضغط الموضعي الذي يقصر العمر التشغيلي لأي سبيكة.

مرحلة التكسير	وضع التآكل السائد	سبائك نموذجية	نطاق الصلابة
الكسارة الفكية الأولية أو الدوارة	تأثير كبير على خام المنجم الجاهز للتعدين	فولاذ المنغنيز من نوع «هادفيلد»، بنسبة من 11 إلى 14 في المائة من المنغنيز	200 إلى 250 HB في حالة الصب، 500 HB بعد التصلب
المخروط الثانوي	التأثير المختلط والتآكل الانزلاقي	فولاذ المنغنيز أو الحديد الأبيض عالي الكروم	200 إلى 250 HB أو 58 إلى 64 HRC
المخروط الثالثي	التآكل الانزلاقي الناتج عن الكوارتز والبيريت	حديد أبيض عالي الكروم، بنسبة تتراوح بين 18 و28 في المائة من الكروم	58 إلى 64 HRC

الممارسات الميدانية لإطالة عمر الخدمة في حالة خام النحاس الكاشط

• يجب إجراء اختبار «مؤشر تآكل بوند» على خامات كل منطقة تحويل على حدة، بدلاً من الاعتماد على متوسط واحد يشمل المنجم بأكمله، حيث إن خصائص المواد الموجودة في المنطقة الفيلية قد تختلف اختلافاً كبيراً عن خصائص خامات المنطقة البوتاسية في نفس الحفرة.
• تتبع عمر بطانة السكة بالساعات مقارنةً بمؤشر «بوند وورك» للخام الذي تمت معالجته فعليًّا، واستخدام هذه العلاقة للتنبؤ باحتياجات شراء قطع غيار الكسارة بدلاً من الطلب وفق جدول زمني ثابت.
• انتبه إلى البطانات التي تتآكل بوتيرة أسرع مما تتوقعه صلابتها المقننة، لأن هذا النمط غالبًا ما يشير إلى خام هش يحتوي على عروق كوارتز، مما يمنع طبقة المنغنيز من التصلب تمامًا.
• يجب مواءمة اختيار السبائك مع مرحلة التكسير، مع إعطاء الأولوية للمتانة في المرحلة الأولية، والصلابة الناتجة عن الكروم في المراحل التي يكون فيها الخام قد تم تقليص حجمه بالفعل ويصبح التآكل الانزلاقي هو السائد.
• احرص على أن يكون مغذي غرفة التشوك مملوءًا ومركزًا بشكل صحيح، لأن التغذية غير المتساوية تؤدي إلى تركيز التآكل في منطقة واحدة بغض النظر عن مدى جودة اختيار نوع السبيكة.

توفير قطع غيار الكسارات لخط معالجة خام النحاس الكاشط

لا يغير أي من هذا من مساهمة النحاس في العالم، لكنه يغير ما ينبغي أن تتوقعه دائرة التكسير من مجموعة قطع غيار الكسارة. تقوم شركة Yonsmen بصب ألواح الفك، والأغطية، والأجزاء المقعرة، ومجموعات قطع غيار الكسارات الكاملة وفقًا لمواصفات المنغنيز والكروم المذكورة هنا، مع توفير وثائق توضح التركيب الكيميائي ومستوى الصلابة لكل دفعة، بحيث تتوافق السبيكة فعليًّا مع منطقة التغيير التي من المفترض أن تتحمل ظروفها.

العمل باستخدام الكسارة مورد قطع غيار إن إجراء المراجعة لبيانات «مؤشر التآكل بوند» و«مؤشر العمل» حسب كل منطقة، بدلاً من الاعتماد على سبيكة واحدة في الحفرة بأكملها، هو ما يجعل عمر البطانة قابلاً للتنبؤ به حتى مع انتقال الخام من التربة البوتاسية إلى التربة الفيلية. أرسلوا إلينا نتائج اختبارات التآكل وأنماط التآكل الحالية، وسنتمكن من التوصية بالدرجة الأنسب لكل مرحلة من مراحل خط الإنتاج الخاص بكم.