Frac-zand: Hoe wordt het gewonnen?
stappen van een typische frac-zandmijnbouw
deze luchtfoto is genummerd in de volgorde waarin stappen voorkomen, van begin tot eind. Elke stap wordt hieronder beschreven. Hoewel afzonderlijke mijnoperaties verschillende stappen enigszins verschillend kunnen behandelen, blijft de basisvolgorde hetzelfde.
figuur met dank aan Superior Silica Sands.
verwijder vegetatie
voordat mijnbouw kan plaatsvinden, moet alle vegetatie uit een gebied worden verwijderd.
Verwijder bovengrond en ongewenste gesteentelagen
om de doelzandsteen te bereiken, moeten bovengrond en ongewenste gesteentelagen worden verwijderd. Deze materialen worden vaak apart opgeslagen op de site voor gebruik tijdens de mijnwinning (stap 10).
leg de bovenkant van zandsteen bloot, plaats explosieve ladingen
in tegenstelling tot Los strandzand wordt de zandsteen die voor fraczand wordt gewonnen, als steen aan elkaar bevestigd. Afhankelijk van hoe hard het gesteente is, kunnen explosieve ladingen worden geplaatst in gaten geboord in de buurt van de rand van de mijnwand om de zandsteen in kleinere stukken te breken.
Graafzandsteen
graafmachines zoals graafmachines en frontladers worden gebruikt om zandsteen uit de buurt van de wand van de mijnput op te ruimen.
zandsteen brokken
vrachtwagens trekken ladingen zandsteen van de mijnput naar een breker die de zandsteen brokken in individuele zandkorrels breekt. Korrels die te groot zijn voor gebruik als frac zand worden gescheiden en ofwel verkocht als alternatief industrieel zandproduct of toegevoegd aan de terugwinningspaal (stap 10). Het resterende zand wordt vervolgens gemengd met water en naar de wasmachine geleid (stap 6).
Waszand
zandkorrels worden gewassen om ongewenste slib-en kleideeltjes te verwijderen. Waswater wordt vervolgens gepompt naar een nabijgelegen bezinkingstank waar flocculanten (polyacrylamiden) worden toegevoegd om zwevende deeltjes te verwijderen. Deze deeltjes, samen met zand dat te fijn is voor hydrofracturering, maken ongeveer 20-30% uit van het totale gewicht van de ruwe zandsteen. Terwijl het fijne slib en kleideeltjes vaak worden gebruikt voor de ontginning van mijnen (stap 10), kan te fijn zand worden verkocht als industrieel zand.
vanwege de kosten en moeite van het gebruik van bezinkingsbassins en vijvers gebruiken sommige plaatsen (waaronder de hier afgebeelde mijn) nu bandpersen om water uit het bevlokte sediment te persen. Dit systeem recycleert niet alleen sneller, maar recycleert ook meer water en vereist minder water voor het wassen en verwerken van het zand.
Voorraadzand voor droging, sortering en eindtransport
schoon zand wordt opgeslagen totdat het in vrachtwagens kan worden geladen voor het eindsortering en droging op locatie. (Sommige mijnen sorteren en droog zand op locatie in plaats van het uit te zenden.) Omdat het zand nog vocht bevat wanneer het wordt opgeslagen, drain tegels onder de palen kanaal water naar een beklede proces – water vijver. Dit water wordt hergebruikt om zand te wassen en te transporteren (stappen 5 en 6).
een belangrijke stap in de verwerking van frac-zand, dat Voor deze bewerking elders plaatsvindt, bestaat uit het drogen en sorteren van het zand in korrelgroottes om aan de behoeften van de industrie te voldoen. Het zand wordt vervolgens per spoor of binnenschip uit de staat verscheept.
afvoermateriaal uit water
Afvoermateriaal (slib en klei) uit het wasproces wordt verplaatst naar vijvers om het materiaal uit het water te laten bezinken. Het water wordt hergebruikt om zand te wassen en te transporteren (stappen 5 en 6).
droog afvalmateriaal
slib uit de bezinkbassins wordt hier verplaatst om het materiaal een laatste keer te laten uitlekken voordat het aan de terugwinningspaal wordt toegevoegd.
opvullen van ongewenst gesteente en fijn materiaal (ontginning van de mijnen)
tijdens de ontginning wordt de Ontgonnen put gevuld met een mix van ongewenst gesteente (uit stap 2) en afgekeurde materialen (uit stappen 5, 6 en 9). Als de mijnmuur wordt opgegraven, wordt het achterliggende gebied continu ingevuld. Het nieuwe oppervlak zal uiteindelijk worden gesorteerd, bedekt met opgeslagen bovengrond (vanaf stap 2), en opnieuw geplant in overeenstemming met het goedgekeurde terugwinningsplan.