استرجاع المواد في مصانع الإسمنت: متى يمكن إعادة الانسكابات إلى العملية؟

يبدأ التفكير في استرجاع المواد في مصانع الإسمنت من الأماكن التي تتجمع فيها الانسكابات: حول آلات التعبئة، وسيور نقل الأكياس، ومزاريب تحميل الشاحنات وعربات القطارات (loading spouts)، وحفر الروافع القادوسية (bucket elevators)، ونقاط تحويل السيور. ومعظم هذه الانسكابات منتج نهائي أو شبه نهائي، لذا يبدو إرسالها إلى حاوية المخلفات أشبه برمي المنتج. وسؤال مدير الإنتاج في محله: متى يمكن أن تعود هذه الانسكابات إلى العملية؟

يمكن أن ينجح الاسترجاع، لكن فقط عندما يلبي المسحوق المسترجع متطلبات التيار الذي سيعود إليه. يشرح دليل القرار هذا أي الانسكابات مرشحة واقعيًا للاسترجاع، وأين يمكن إعادة إدخالها، وما الذي سيطلب المختبر رؤيته، وكيف يجب إعداد الجمع بالشفط كي تبقى المادة قابلة للاسترجاع.

متى يمكن أن تعود الانسكابات المسترجعة إلى عملية مصنع الإسمنت؟

يمكن أن تعود الانسكابات المسترجعة عند تحقق خمسة شروط: أن تكون المادة محددة الهوية، وأن تبقى جافة، وأن تكون خالية من المواد الغريبة، وأن تأتي عبر مسار جمع مخصص، وأن تكون مراقبة الجودة قد قبلتها لنقطة إعادة إدخال محددة.

• محددة الهوية: منتج أو صنف واحد معروف من نقطة انسكاب معروفة.
• جافة: لم تتعرض للمطر أو الغسل بالماء أو التخزين في مكان رطب.
• نظيفة: خالية من ورق الأكياس والبلاستيك والمعادن وأوساخ الأرضيات وبقايا الزيوت أو الوقود.
• مسار مخصص: جُمعت بمعدات لم تُستخدم للتو في جمع المخلفات.
• مقبولة: اختبرتها مراقبة الجودة ووافقت عليها لنقطة إعادة إدخال محددة وبكمية محددة.

تذكر DISAB في صفحتها الخاصة بقطاع الإسمنت والخرسانة أن وحداتها تلتقط غبار الإسمنت الناعم والحطام الأكبر حجمًا، ويمكنها استرجاع الإسمنت المنسكب وغبار الخرسانة لإعادة استخدامهما أو التخلص منهما. لكنها لا تنشر معدلات استرجاع، ولهذا يجب أن يستند القرار إلى بيانات مصنعك أنت لا إلى رقم في كتيّب.

أي الانسكابات مرشحة واقعيًا للاسترجاع؟

المرشحات الواقعية هي الانسكابات الجافة من صنف واحد والمجمّعة دون تأخير؛ أما ما عداها فيحتاج إلى غربلة، أو إلى توجيه نحو مرحلة سابقة في العملية (upstream)، أو إلى الرفض.

وفي المصانع التي تنتج عدة أنواع من الإسمنت، تكتسب مسألة الصنف أهمية قصوى في مناطق التحميل والتعبئة المشتركة، حيث قد تختلط انسكابات منتجات مختلفة على الأرضية نفسها.

اختيار نقطة إعادة الإدخال

إعادة المادة إلى قادوس المنتج نفسه هي الخيار الأكثر صرامة، لأنها تذهب مباشرة إلى العملاء. أما نقطة التغذية في مرحلة سابقة فتتيح للعملية مزج المادة المسترجعة في تدفق أكبر، لكن على هندسة العمليات أن توافق على ملاءمتها للتركيب الكيميائي في تلك المرحلة. وأيًّا كانت النقطة المختارة، يجب أن تكون محددة فعليًا، ويمكن لمعدات الجمع الوصول إليها، ومنصوصًا عليها في معايير القبول.

لماذا تستبعد الرطوبة هذا القدر الكبير من الانسكابات؟

تستبعد الرطوبة الانسكابات لأن الإسمنت يتفاعل مع الماء: فما إن يتبلل حتى يبدأ بالتميّؤ (hydration)، فيتكتل ولا يعود يتصرف كالمنتج الذي تصفه مواصفته.

ولذلك ثلاث نتائج عملية. لا تغسل بالماء المناطق التي تأمل في الاسترجاع منها. واجمع الانسكابات القابلة للاسترجاع دون تأخير واحفظها في حاويات مغلقة. وتعامل مع الانسكابات الرطبة كتيار منفصل منذ البداية. كما أن إبقاء المادة جافة يحمي العاملين الذين يتعاملون معها: إذ تشير إرشادات OSHA بشأن الإسمنت البورتلاندي إلى أن الإسمنت الرطب كاوٍ وقد يسبب حروقًا، بينما يكون الإسمنت الجاف أقل خطرًا على الجلد.

كيف تُجمع الانسكابات كي تبقى قابلة للاسترجاع؟

اجمعها عبر مسار لا يلامس أي شيء آخر: خرطوم وفوهة مخصصان، وفاصل أو خزان نظيف، ثم التفريغ في حاوية نظيفة ومغلقة أو مباشرة إلى قادوس محدد.

• خصّص وحدة، أو على الأقل خزانًا وخرطومًا نظيفين، لنقاط الاسترجاع، ولا تشارك حمولة واحدة أبدًا مع الأكياس الممزقة أو نواتج الكنس أو الحمأة.
• فرّغ في أكياس كبيرة (big bags) موسومة ببطاقات تعريف أو في حاويات مغلقة، أو مباشرة إلى نقطة إعادة متفق عليها.
• اجمع قبل أن تُفسد حركةُ المركبات والطقسُ والرطوبة الجوية المادةَ.
• استخدم الجمع بالشفط بدلًا من الكنس الجاف الذي يعيد الغبار الناعم إلى الهواء؛ وتشير DUPUY في صفحتها الخاصة بقطاع الإسمنت إلى أن التعرض المطوّل لغبار الإسمنت قد يؤدي إلى مشكلات صحية خطيرة.
• وحيث تتكرر الانسكابات في النقاط نفسها كل وردية، فكّر في شبكة أنابيب ثابتة. إذ تصف DUPUY أنظمة مركزية تنقل المادة عبر أنابيب ثابتة إلى نقطة تفريغ، مع صمامات دوّارة (rotocells) للتفريغ المستمر، أو حاويات قابلة للفك، أو أكياس كبيرة.

يُظهر هذا المقطع القصير، المصوَّر في مصنع إسمنت، جهاز الشفط الثقيل DISAB Centurion LN14 وهو يعمل مع وحدة DISAB SweepVAC؛ استعن به لتتصور حجم الجمع بالشاحنات في أرجاء المصنع.

ما الأدلة التي تحتاجها مراقبة الجودة؟

تحتاج مراقبة الجودة إلى التأكد من أن المادة المسترجعة هي فعلًا ما يُقال عنها، وأنها تتصرف كالتيار الذي ستعود إليه، باستخدام الطرق التي يطبقها مختبر المصنع أصلًا على ذلك التيار.

1. احصر المصادر. دوّن كل نقطة انسكاب والصنف الذي يُتداول فيها.
2. خذ العينات من الحاوية. اسحب عينات ممثِّلة من حاوية الاسترجاع المعبأة، لا من الأرضية.
3. اختبر مقابل المواصفة القائمة. استخدم الاختبارات التي يجريها المختبر أصلًا لذلك التيار، مثل النعومة أو التركيب الكيميائي أو خصائص الشك (setting).
4. اتفق على معايير القبول. دوّن ما يُقبل، وما يجب غربلته، وما يُرفض، وأي حد أقصى لكمية المادة المسترجعة التي يجوز مزجها مع التدفق الجديد.
5. سمِّ نقطة إعادة الإدخال. قادوس المنتج نفسه، أو نقطة تغذية في مرحلة سابقة، أو لا شيء.
6. سجّل كل دفعة. دوّن المصدر والكمية ونتيجة الاختبار والمسار، كي يمكن تدقيق القرارات.

كيف تبني جدوى استرجاع المواد في مصانع الإسمنت على بيانات حقيقية؟

ابنِها على القياسات: فبضعة أسابيع من الكميات المسجلة ونتائج المختبر تبيّن ما إذا كان الاسترجاع يستحق الاستثمار الهندسي، وأي تخطيط للمعدات يناسبه.

• الكمية لكل نقطة انسكاب في كل وردية، موزونةً لا مقدَّرة.
• النسبة التي قبلتها مراقبة الجودة، وتلك التي احتاجت إلى غربلة، وتلك التي رُفضت.
• ساعات العمل المصروفة على التنظيف الحالي.
• التوقفات الناتجة عن الانسكابات، مثل تعطل السيور الناقلة بالتراكمات أو انسداد المزاريب.

ثم قارن قيمة المادة المقبولة بالكلفة الكاملة لمسار الجمع: المعدات، ووقت المشغّل، والطاقة، والتفريغ، واختبارات الجودة الإضافية التي يستلزمها.

والحجم يجعل هذا التمرين مجديًا في المنطقة. إذ تفيد هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) بأن السعودية أنتجت 49.2 مليون طن من الإسمنت في عام 2023 من 22 مصنعًا بطاقة إجمالية قدرها 85 مليون طن سنويًا، وأن العراق أنتج نحو 28 مليون طن في عام 2020. ومع ذلك، يجب إثبات الجدوى لكل مصنع على حدة.

يعرض هذا الفيلم القديم من DISAB شاحنات وأنظمة شفط تعمل على الانسكابات والغبار في صناعة الإسمنت؛ استعن به لتتصور أنواع المعدات، لا كمرجع لقياس الأداء.

ما الأخطاء التي تحوّل الانسكابات القابلة للاسترجاع إلى مخلفات؟

تضيع معظم الانسكابات القابلة للاسترجاع بسبب عادات المناولة لا بسبب حدود المعدات.

• غسل مناطق الانسكاب المخصصة للاسترجاع بالماء.
• مشاركة خزان واحد بين المسحوق القابل للاسترجاع والحطام العام.
• ترك الانسكابات تحت حركة المركبات والطقس حتى موعد التنظيف المجدول.
• إعادة المادة دون اعتماد مراقبة الجودة أو سجل للدفعة.
• توجيه غبار مناطق الفحم أو الوقود البديل مع الإسمنت؛ إذ تُدرج DUPUY في صفحتها الخاصة بقطاع الإسمنت حلولًا معتمدة وفق ATEX لتلك المنطقة، وتحتاج تلك المادة إلى مسارها الخاص.
• شراء المعدات بناءً على وعود بمعدلات استرجاع؛ فشركة DISAB لا تنشر أيًّا منها، وسجلك الخاص هو الدليل الأفضل.

تورّد الفيصلية أجهزة الشفط الثقيلة من DISAB، وللنقاط الثابتة أنظمة الشفط المركزية ومجمّعات الغبار من DUPUY. كما تقدم تحليل العمليات وتصميم الأنظمة لتحديد نقاط الانسكاب ومسارات الجمع، والتأجير لفترات التوقف للصيانة والتجارب رهنًا بالتوفر، والتوريد عبر بوابتها الإقليمية في العقبة. وينبغي لوحدات التعبئة أن تقرن الاسترجاع بالتحكم في المصدر، وهو ما يتناوله مقال شفط الغبار وأعمال النظافة الدورية في وحدات تعبئة الإسمنت، فيما يقارن مقال أنظمة الشفط الثابتة أو المتنقلة لمصانع الإسمنت بين التخطيطات. وتجد مزيدًا من المقالات في مركز مقالات قطاع الإسمنت.