Sprzęt do zagęszczania minerałów: Poradnik wyboru flotacji, zagęszczania i mielenia

Wybierz sprzęt do zagęszczania minerałów na podstawie mineralogii rudy, wielkości cząstek surowca i prawdziwego kosztu na tonę koncentratu, a nie ceny zakupu maszyny. Bank flotacyjny z wymuszonym obiegiem powietrza zapewnia stabilną pianę na dużych komórkach, maszyna samonapowietrzająca oszczędza energię przy mniejszych zadaniach, a koncentrator z centralnym napędem i odpowiednio dobranym momentem natarcia chroni bilans wodny od pierwszego dnia pracy. Niniejszy przewodnik powstał z perspektywy producenta, który zbudował linie do flotacji, mielenia, klasyfikacji, mieszania i zagęszczania miedzi, złota, cynku, fosforanów, potażu i litu. Wyjaśnia, co musi osiągnąć każda grupa urządzeń, jakie błędy w doborze podnoszą koszty eksploatacji i co należy sprawdzić przed złożeniem zamówienia.

Co sprzęt do zagęszczania minerałów faktycznie musi osiągnąć

Zakład zagęszczania ma jedno zadanie: odrzucić skałę płonną i przekształcić cenny minerał w koncentrat, który może zaakceptować huta, obieg ługowania lub bezpośredni rynek. Sprzęt używany w tej linii decyduje o czymś więcej niż tylko ostateczna ocena i odzysk. Określa zużycie wody, zużycie odczynników, zapotrzebowanie na energię i liczbę operatorów potrzebnych do utrzymania stabilności instalacji.

Cały schemat blokowy zachowuje się jak łańcuch. Szlifowanie ustala wielkość wyzwolenia. Klasyfikacja stabilizuje wielkość cząstek w przyszłości. Kondycjonowanie przygotowuje powierzchnię mineralną do zebrania. Flotacja dokonuje faktycznej separacji. Zagęszczanie i odwadnianie pozwala odzyskać wodę i zagęścić złoże koncentratu. Jeśli jedno ogniwo zostanie zaprojektowane z niewłaściwą tolerancją, reszta łańcucha za to płaci. Zagęszczacz, który jest za mały w stosunku do przepływu odpadów poflotacyjnych, zmusi roślinę do cięcia paszy. W maszynie flotacyjnej z niewłaściwym typem wirnika powstanie luka w stabilności piany, której zmiana odczynnika nie będzie w stanie naprawić.

Punkty te wyjaśniają, dlaczego właściciele zakładów powinni definiować rudę w całym okresie eksploatacji kopalni, a nie w zakresie jej średniej jakości. Sprzęt dobrany według średnich rozmiarów jest często za mały w pierwszym okresie występowania dużej ilości gliny lub drobnego pyłu, a właśnie w tym okresie pojawiają się najcięższe warunki pracy.

Pięć grup urządzeń w zakładzie koncentracyjnym

Chociaż każdy schemat technologiczny jest inny, typowy zakład zagęszczania zawiera te same pięć grup sprzętu. Zrozumienie funkcji każdej grupy pomaga kupującemu porównać oferty, które zwykle wyglądają jak długie listy nazw maszyn i numerów modeli.

Poza tymi pięcioma urządzenia podające, takie jak podajnik kanałowy lub podajnik dyskowy, kontrolują wejście rudy do pierwszego stopnia walcowania. Brzmi to drobnostkowo, ale nieregularne zasilanie powoduje wzrosty w obwodzie mielącym, które rujnują stabilność flotacji.

Dobór maszyny flotacyjnej: przepływ powietrza, mechanizm i praca

Flotacja jest głównym narzędziem separacji w większości zakładów zagęszczania. Maszyna musi rozpraszać powietrze, zawieszać cząstki minerałów, tworzyć strefę piany wystarczająco stabilną, aby przenieść minerał do rynny spustowej i utrzymywać pompowanie energii w rozsądnym zakresie.

Maszyny samonapowietrzające wciągają powietrze do miąższu za pomocą obracającego się wirnika. Nie mają dmuchawy, mają mniej rurociągów i są proste w obsłudze. Dobrze sprawdzają się w elektrolizerach o małym i średnim zakresie objętości. Wszystkie SF, BF i JJF należą do tej klasy. Maszyny z wymuszonym obiegiem powietrza, takie jak XCF/KYF i CLF, pobierają powietrze z dmuchawy niskociśnieniowej. Rezultatem są głębsze zbiorniki, bardziej równomierna dystrybucja powietrza i warstwa piany, która pozostaje stabilna nawet przy szybkich zmianach gatunku paszy. W dużych, bardziej szorstkich i zamiatających brzegach ta stabilność jest warta dodatkowego kosztu dmuchawy.

W naszych instalacjach kombinacja XCF/KYF jest częstym wyborem w przypadku dużych prac zgrubnych i zbierania. Jednostronne ogniwo łopatkowe XCF łączy się w parę z ogniwem KYF o tej samej objętości i oba korzystają z jednego źródła powietrza i jednego rynny. Takie rozwiązanie skraca długość brzegu, upraszcza układ podłogi i zmniejsza wypraną powierzchnię wymagającą sprzątania.

Maszyna flotacyjna XCF/KYF do zgrubnego i zgrubnego mielenia Ta połączona para ogniw ssących XCF i ogniw prądu stałego KYF korzysta z jednego źródła powietrza i rynny, zapewniając niskie zużycie energii i niezawodne zawieszenie dla grubych, ciężkich cząstek. Zobacz produkt →

Gdy ruda zawiera gruboziarnisty produkt, ogniwa BF lub CLF są często lepsze, ponieważ utrzymują grube, ciężkie cząstki w zawiesinie bez tworzenia złoża piasku. Jednym z pierwszych pytań, jakie należy zadać dostawcy, jest to, czy proponowana komora rzeczywiście obsługiwała już wcześniej ten rodzaj rudy i ten zakres wielkości cząstek.

Zagęszczacze: odzysk wody i kontrola niedomiaru

Koncentrator z napędem centralnym jest głównym narzędziem do odwadniania w stężeniu minerałów. Gnojowica dostaje się do centralnego otworu zasilającego, ciała stałe osiadają na dnie, obracające się zgrabiarki ciągną osiadłe złoże w kierunku centralnego wylotu, a wyraźny nadmiar rozlewa się po krawędzi. Najważniejszą liczbą, na którą warto zwrócić uwagę, jest moment natarcia. Zgrabiarka, która jest chronicznie przeciążona, zużywa skrzynię biegów, wygina wał i ostatecznie zatrzymuje maszynę.

Rozmiar zagęszczacza jest zwykle wyrażany jako zawartość substancji stałych: tony suchej masy na metr kwadratowy powierzchni zbiornika na dzień. W przypadku dobrze osiadającego strumienia koncentratu lub odpadów poflotacyjnych praktycznym zakresem jest 0,5–1,5 t/m²/dzień. W przypadku drobnych odpadów poflotacyjnych zawierających glinę liczba ta może być znacznie niższa, czasami poniżej 0,3, a czynnikiem kontrolującym staje się zużycie flokulanta.

Gęstość niedomiaru to druga liczba. W zakładach produkujących metale nieszlachetne zazwyczaj 55–65% wagowych części stałych występuje w przypadku zagęszczacza zasilającego filtr i 45–55% w przypadku zapory osadowej. Pompę i rury należy dobrać pod kątem rzeczywistej lepkości przy dolnym przepływie, zwłaszcza gdy minerał jest silnie flokulowany, a złoże zachowuje się jak miękkie ciało stałe. Prawidłowa gęstość dolnego przepływu decyduje również o ilości odzyskanej wody. Przy czystym przelewie i dobrze kontrolowanym złożu instalacja może rutynowo zwracać 70–85% wody procesowej. W projektach potasowych ze słonych jezior, gdzie solanka jest zarówno medium, jak i cenną cieczą, mały błąd bilansu wodnego zamienia się w duże straty produkcyjne. Projekt zagęszczacza musi uwzględniać gęstość i temperaturę solanki z pierwszych obliczeń.

Centralny koncentrator napędowy do efektywnego odzyskiwania wody Zagęszczacz podnosi zawartość substancji stałych z 20-30% do 40-70%, wyposażony w mechanizm podnoszący i zabezpieczenie momentu obrotowego, aby zarządzać niedomiarem o dużej gęstości i odzyskiwać wodę procesową. Zobacz produkt →

Mielenie i klasyfikacja: wielkość cząstek decyduje o wszystkim w dalszej części procesu

Żadna komora flotacyjna nie jest w stanie odzyskać minerału, który nie został wyzwolony. Mielenie to etap, który tworzy rozkład wielkości cząstek. Młyn kulowy z mokrą kratką jest standardowym wyborem w małych i średnich zakładach, ponieważ dostarcza gęstą masę celulozową do klasyfikatora i wytrzymuje duże obciążenie w obiegu przy dobrej kontroli wielkości wyładowania.

Klasyfikator spiralny pracuje w obiegu zamkniętym z młynem kulowym. Piasek ponadgabarytowy wraca do młyna w celu kolejnego przejścia; przelew przechodzi do flotacji. W przypadku nadawy flotacyjnej docelowym często jest 60–75% przechodzące przez 74 mikrony, ale właściwa liczba pochodzi z testów uwalniania, a nie z wartości domyślnych. Ruda gruboziarnista może zostać doskonale wydzielona przy 80% przejściu przez 150 mikronów; ruda drobnoziarnista lub rozproszona może wymagać przejścia 80% przez 45 mikronów. Mielenie drobniejsze niż uwalnianie kosztuje energię bez zysku z odzysku, a nadmierne mielenie tworzy drobny szlam, który zużywa odczynniki i obniża jakość koncentratu.

Młyn kulowy z mokrą siatką do mielenia w obiegu zamkniętym Młyn ten podaje do klasyfikatora gęstą masę celulozową i wytrzymuje duże obciążenia w obiegu przy wydajności o 15% większej niż młyny przelewowe, odpowiednie do testów uwalniania. Zobacz produkt →

Klasyfikator musi także uwzględniać wielkość cięcia przy zmianach twardości nadawy. W praktyce zalecamy kontrolę ekranu na każdej zmianie przez pierwsze tygodnie po uruchomieniu. Operatorzy mogą następnie powiązać niewielkie zmiany w wielkości przelewu z odzyskiem flotacji, zanim odchylenie stanie się poważne.

Zbiorniki mieszające: etap kondycjonowania, który jest niedoceniany

Czas kondycjonowania jest jedną ze zmiennych procesu, których zmiana jest najtańsza i jedną z najczęstszych przyczyn problemów z flotacją, gdy jest ona niewłaściwa. Odczynniki potrzebują czasu, aby przereagować z powierzchnią minerału. Zbiornik mieszający szlam zapewnia ten czas, zanim miazga dostanie się do pierwszej komory flotacyjnej. Zbiornik do mieszania środków rozpuszcza i homogenizuje dawki odczynników; jeśli jest zbyt mała, stężenie odczynnika zmienia się i dalsze komory flotacyjne stają się niemożliwe do kontrolowania.

Najważniejsze są dwa punkty konstrukcyjne. Pierwsza to martwe strefy. Wydaje się, że duży zbiornik z małym wirnikiem miesza, ale rdzeń masy celulozowej może pozostać nieoczyszczony, a następnie spowodować zwarcie z zasilaniem flotacyjnym. Drugi to pobór mocy na jednostkę objętości. Zbyt mała moc powoduje niepełne zawieszenie; zbyt duża powoduje silne ścinanie, które może zetrzeć warstwy odczynnika lub rozbić pęcherzyki. Doświadczenie zakładu pokazuje, że problem ten występuje częściej, niż sądzą operatorzy, ponieważ zbiornik wygląda na aktywny, podczas gdy na dnie i w rogach utrzymuje się miazga.

Mieszalnik wysokiego stężenia XBN jest wariantem zaprojektowanym dla gęstości masy celulozowej, których nie są w stanie obsłużyć zwykłe mieszalniki. Utrzymuje ruch ciał stałych i pozwala uniknąć lokalnych skoków stężenia, które zmieniają stosunek odczynnika do części stałych podczas flotacji. W przypadku zakładów przetwarzających pulpy ługownicze o dużej gęstości warto zapoznać się z tym urządzeniem przed wyborem zbiornika ogólnego.

Jak rodzaj rudy zmienia listę wyposażenia

Nie można wybrać sprzętu do zagęszczania minerałów bez znajomości chemicznego i fizycznego zachowania rudy. Dwie instalacje, w których obie flotują miedź, wyglądają podobnie na papierze, ale jeśli jedna przetwarza masowe siarczki, a druga rudę tlenkowo-węglanową, zmienia się praca maszyny flotacyjnej, cel mielenia i system odwadniania. Poniższa tabela podsumowuje typową logikę dla sześciu popularnych rodzin rud.

Tabela nie jest podręcznikiem projektowania. Przypomina to, że wszędzie pojawia się ta sama kategoria wyposażenia, ale punkt pracy w obrębie tej kategorii musi być określony przez rudę. Dlatego też, gdy klient prosi o wycenę, nasi inżynierowie proszą o pełny opis mineralogiczny, a nie tylko o gatunek metalu.

Gdzie idą koszty operacyjne i jak je zmniejszyć

Energia jest największym i możliwym do kontrolowania kosztem, z jakim borykają się właściciele zakładów koncentracyjnych. Zmierzony na poziomie sprzętu typowy podział energii elektrycznej wygląda następująco.

Zmniejszanie liczby bezwzględnej rozpoczyna się od wielkości nadawy mielenia. Produkt kruszący, który jest o 10 mm drobniejszy, może zmniejszyć zapotrzebowanie młyna kulowego na energię o około 5–8%, ponieważ młyn nie wykorzystuje już wsadu do naprawy błędu ostatniego etapu kruszenia. Następnie w przypadku istniejącej instalacji praktyczne są następujące środki:

• Zainstaluj przemienniki częstotliwości na wirnikach maszyn flotacyjnych i uruchom je przy najniższej prędkości, która utrzymuje cząstki w zawiesinie.
• Utrzymuj głębokość piany na poziomie wartości projektowej. Wyciąganie piany za pomocą zbyt energicznego dopływu powietrza zwiększa energię na tonę i obniża klasę.
• Dodaj pochłaniacz piany, aby przyspieszyć zmineralizowaną pianę do pralki bez zwiększania szybkości powietrza.
• Zautomatyzuj kontrolę niedoboru zagęszczacza. Stabilne złoże oznacza mniej flokulantów na tonę suchej masy i stabilniejszy przepływ wody powrotnej.
• Monitoruj rozmiar przepełnienia klasyfikatora. Produkt naziemny wymaga energii i odczynnika do mielenia, a także wytwarza koncentrat trudniejszy do odwodnienia.

Energia to nie jedyny koszt operacyjny. Części eksploatacyjne, stalowe środki mielące i odczynniki flotacyjne są zależne od wyboru sprzętu. Wirnik flotacyjny do rudy ściernej jest zwykle lepszy przy nieco niższej prędkości obrotowej końcówki. Napęd zgarniacza zagęszczacza z prawidłowym ustawieniem momentu obrotowego pozwala uniknąć zużycia ścinającego. Spirala klasyfikatora, która biegnie pod odpowiednim nachyleniem, powoduje flotację w odpowiednim rozmiarze, zamiast wysyłać piasek zasypujący dno komórki. Każdy z tych punktów pojawia się w miesięcznym zestawieniu kosztów zakładu.

Konserwacja: usterki wymuszające zatrzymanie produkcji

Sprzęt do zatężania pracuje w zawiesinie zawierającej 30–70% wagowych części stałych. Głównymi wrogami są ścieranie i kamień, a gdy nastąpi awaria, zasilanie roślin zostaje zatrzymane. Poniższe tabele stanowią praktyczne podsumowanie usterek, które inżynierowie terenowi najczęściej spotykają w maszynach flotacyjnych i zagęszczających.

Zapas części zamiennych jest częścią konserwacji. W przypadku małej instalacji noszenie jednego kompletnego zestawu wirnik-stator dla każdego modelu flotacyjnego, jednego zestawu płytek ścieralnych zagęszczacza i standardowych gumowych części zamiennych do klasyfikatora zwykle zapewnia właściwą równowagę pomiędzy kosztami i bezpieczeństwem.

Co recent plant projects show

Wybór sprzętu wygląda inaczej, gdy jest dołączony do prawdziwego projektu. w Projekt dotyczący pirytu miedziowo-złotowego o wydajności 1 miliona ton rocznie w Anhui Linia ta łączy w sobie młyn kulowy z mokrą siatką, klasyfikator spiralny i maszyny flotacyjne XCF/KYF w warstwach bardziej szorstkich i zmiatających. Minerały miedzi i złota są zamknięte w pirycie o umiarkowanie grubym ziarnie, więc konstrukcja utrzymuje mielenie pierwotne w punkcie, w którym piryt nie jest nadmiernie zmielony, a odzyskiwalne złoto nie jest osierocone we frakcji szlamu.

Innym przykładem jest projekt dotyczący potażu w Laosie, obejmujący duży sprzęt do mieszania i zagęszczania. Instalacja wykorzystuje nasyconą solankę, zatem marginesy korozji i konserwatywna średnica zagęszczacza były częścią logiki wyboru. Rodzina urządzeń jest taka sama jak w przypadku instalacji miedzi, ale wartości projektowe dotyczące materiałów, momentu obrotowego napędu i obsługi powietrza są zupełnie inne.

Schemat jest jasny: każdy odnoszący sukcesy zakład zaczyna od rudy i kontynuuje pracę, aż do maszyny. Szczegóły na jak wybrać sprzęt do zagęszczania minerałów w zależności od rodzaju rudy są omówione w osobnym artykule technicznym.

Praktyczna lista kontrolna przed złożeniem zamówienia

Kupujący, którzy przejrzą tę listę kontrolną przed porównaniem ofert, zaoszczędzą więcej pieniędzy w ciągu jednego miesiąca działania instalacji, niż zazwyczaj negocjują cenę sprzętu.

Ostatni element jest ważniejszy, niż większość kupujących się spodziewa. Dostawca, który może koordynować młyn kulowy, klasyfikator, maszyny flotacyjne i zagęszczacz jako jedną zaprojektowaną linię, ogranicza błędy interfejsu. Rozmiary kołnierzy, wysokość rynien, wymagania dotyczące głowicy pompy i sygnały sterujące – wszystko to jest ze sobą powiązane. Gdy każda maszyna pochodzi z innego źródła, integratorem staje się domyślnie właściciel zakładu.

Często zadawane pytania dotyczące sprzętu do zagęszczania minerałów

Sprzęt do koncentrowania minerałów przestaje być listą nazw maszyn, gdy tylko zostanie podłączony do złoża rudy i docelowego koncentratu. Właściwy zakład rozpoczyna się od charakterystyki rudy, przechodzi przez mielenie, klasyfikację, kondycjonowanie, flotację i zagęszczanie, a kończy decyzją o zakupie, która uwzględnia koszty operacyjne i wsparcie posprzedażne. Jeśli planujesz nowy koncentrator lub modernizujesz istniejący, najpierw podaj dane dotyczące wsadu, a wybór sprzętu podążaj za rudą. Na tym właśnie polega różnica pomiędzy rośliną, która wygląda poprawnie na papierze, a rośliną, która utrzymuje regenerację w trzecim miesiącu ciągłej pracy.