Water besparen bij het verpompen van mijnresiduen: data-gedreven en effectiever dan ooit

In dit project is een innovatieve meetmethode ontwikkeld om het watergebruik bij het verpompen van mijnresiduen (tailings) aanzienlijk te verminderen. Door realtime inzicht in de reologische eigenschappen van deze stromen kunnen operators preciezer sturen op de benodigde hoeveelheid water. Dit draagt bij aan efficiënter watergebruik en biedt kansen voor duurzamere processen in onder meer de mijnbouw en afvalwatersector.

Dit project richtte zich op het verder ontwikkelen en testen van een instrument voor het online meten van de reologische eigenschappen van mijnresiduen (tailings). Deze reststromen ontstaan na de scheiding van waardevolle grondstoffen en moeten vervolgens over grote afstanden worden verpompt naar opslagbekkens (tailings ponds). Door de enorme schaal van deze bekkens is het essentieel dat de tailings voldoende vloeibaar blijven. Verstoppingen in zulke lange leidingen zijn immers onacceptabel.

Traditioneel worden tailings daarom sterk verdund met water voordat ze worden verpompt, wat leidt tot een hoog waterverbruik. Voor mijnen die dagelijks honderdduizenden tonnen residu produceren, is het besparen van water van groot belang, zeker in droge gebieden.

Onze innovatie maakt het mogelijk om de reologie van tailings continu en online te meten. Reologie geeft inzicht in hoe goed een mengsel van vaste stof en water verpompbaar is. Dankzij deze metingen kunnen operators precies de benodigde hoeveelheid water toevoegen — niet meer dan nodig. Dit biedt niet alleen kansen voor de mijnbouwsector, maar ook voor andere industrieën waar het verpompen van slib centraal staat, zoals de afvalwaterzuivering.

Verdieping en validatie

Binnen het project is uitgebreid onderzoek gedaan naar de meetprincipes om de prestaties en toepasbaarheid in de praktijk te valideren. Het instrument is verder gekalibreerd en getest met het oog op praktische inzet.

Belangrijke onderzoeksvragen waren onder andere:

• Treedt er een zogenoemd wall slip-effect op?
• Hoe kunnen temperatuurschommelingen in mijnbouwgebieden of bij afvalwaterzuiveringen worden meegenomen?
• Is aanpassing van de apparatuur nodig, en zo ja, op welke manier?

Resultaten en inzichten

De prestaties van het instrument zijn getest met model-tailings onder verschillende temperatuuromstandigheden. Op basis hiervan is de apparatuur aangepast om beter aan te sluiten op praktijktoepassingen.

Er zijn drie meetcampagnes uitgevoerd door IHC en Deltares. Hieruit bleek onder andere:

• Er is een duidelijke temperatuurafhankelijkheid, die deels is gecorrigeerd door vervanging van de dichtheidsmeter.
• Tijdens gerichte tests is geen wall slip-effect aangetoond, al wordt verwacht dat dit bij dikkere slurries mogelijk wel kan optreden.
• Luchtinsluiting (air entrainment) bleek een belangrijke factor die kalibratie en foutcorrectie bemoeilijkt.

Deze inzichten hebben geleid tot een verbeterd ontwerp van het instrument, dat nu dichter bij markttoepassing staat.

Samenwerking

Het project is uitgevoerd in samenwerking met meerdere partijen:

• IHC (eigenaar van de apparatuur) faciliteerde de tests en droeg bij aan de verwerking van de resultaten.
• Deltares leidde de kennisontwikkeling binnen het project.
• Sweco leverde input vanuit de afvalwatersector.
• Rhosonics verzorgde de apparatuur en technische expertise.

Maatschappelijke impact

Dankzij deze ontwikkeling kunnen mijnbouwbedrijven en andere beheerders van slibstromen hun processen blijven uitvoeren, maar met aanzienlijk minder waterverbruik. Dit draagt bij aan duurzamer watergebruik en maakt grootschalige waterbesparing mogelijk in meerdere sectoren.

De resultaten van dit project vormen de basis voor verdere optimalisatie en toepassing van de technologie in commerciële projecten — een belangrijke stap richting efficiënter en duurzamer waterbeheer.