Koncentrator przetwarzający 10 000 ton rudy dziennie często wysyła mniej niż 400 ton produktu. Pozostałe ponad 9600 ton to skała i woda, które muszą zostać rozdrobnione, posortowane, oddzielone i osuszone w ustalonej kolejności – i tę sekwencję projektanci zakładów nazywają czterema etapami przetwarzania minerałów. Jeśli przegapisz jedno ogniwo w łańcuchu, płaci za to cała instalacja: młyn, który miele wodę o niewłaściwym rozmiarze, powoduje głodzenie komórek flotacyjnych, a zagęszczacz, który słabo się osadza, powoduje, że koszty wody rosną przez lata.
Najpierw krótka odpowiedź. Cztery etapy przetwarzania minerałów to: (1) rozdrabnianie, które obejmuje kruszenie i mielenie; (2) wymiarowanie i klasyfikacja; (3) koncentracja; oraz (4) odwadnianie. Każdy schemat technologiczny – porfir miedzi, siarczek cynku, fosforyt, solanka potasowa lub ruda zawierająca lit – zbudowany jest z czterech etapów ułożonych, zapętlonych i dostrojonych wokół jednego celu: najpierw uwolnić cenne minerały, następnie je oddzielić, a na końcu wydobyć wodę.
Zamówienie nie podlega negocjacjom, gdyż każdy etap przekazuje kolejnemu konkretny produkt. Flotacja nie jest w stanie odzyskać cząstek, które nadal są uwięzione w skale, dlatego najpierw należy zmniejszyć rozmiar. Szlifowanie nie może utrzymać stabilnego rozmiaru docelowego bez klasyfikacji zamykającej pętlę, więc wymiarowanie odbywa się pomiędzy szlifowaniem a separacją. Mokry koncentrat nie jest ani sprzedawalny, ani tani w transporcie, więc odwadnianie zawsze zamyka schemat technologiczny. Kiedy zakład osiąga słabą wydajność, doświadczeni metalurdzy diagnozują przerwy między etapami, zanim dotkną stołu odczynnikowego.
Cztery etapy przetwarzania minerałów to rozdrabnianie (kruszenie i mielenie), sortowanie i klasyfikacja, zagęszczanie i odwadnianie. Rozdrabnianie uwalnia cenne minerały, klasyfikacja kontroluje wielkość cząstek, zagęszczanie oddziela je od odpadów, a odwadnianie zapewnia transportowany koncentrat podczas recyklingu wody procesowej.
Cztery etapy przetwarzania minerałów w skrócie
Przejdź dowolnym dobrze zarządzanym koncentratorem od kruszarki wstępnej do magazynu koncentratu, a przejdziesz przez te same cztery etapy w tej samej kolejności. Maszyny zmieniają się wraz z rudą – fabryka potażu na wybrzeżu Tajlandii i fabryka cynku w Mongolii Wewnętrznej kierują się tą samą logiką, mimo że różnią się wyposażeniem. Poniższy pasek przedstawia typową podróż cząstki rudy.
Wewnątrz tej linii kryją się dwie pętle. Klasyfikacja wysyła ponadwymiarowe cząstki z powrotem do młyna, więc obwód mielenia zwykle poddaje recyklingowi 150–350% nowego surowca w postaci ładunku krążącego. Zatężanie powoduje, że śruta zostaje zawrócona do ponownego przetworzenia, więc obwód flotacyjny przetwarza kilka razy odpady czystsze i zmiatacze, zanim zostaną usunięte. Arkusz blokowy jest zatem w mniejszym stopniu linią prostą, a raczej kontrolowanym zestawem pętli tworzących linię prostą – a w pętlach kryje się większość błędów projektowych.
| Scena | Praca na scenie | Typowe wyposażenie | Operatorzy numerów obserwują |
|---|---|---|---|
| 1. Rozdrabnianie (kruszenie i mielenie) | Uwolnij wartościowe minerały ze skał płonnych poprzez zmniejszenie rozmiaru cząstek | Kruszarki szczękowe i stożkowe; Młyn kulowy typu mokrego z siatką do pierwszego stopnia mielenia | Maksymalna wielkość paszy, docelowa wartość P80, kWh na tonę |
| 2. Wymiarowanie i klasyfikacja | Sortuj cząstki według rozmiaru; utrzymuj odpowiednią frakcję w ruchu, a resztę miel | Przesiewacze wibracyjne, klasyfikatory spiralne, hydrocyklony | Obciążenie cyrkulacyjne, gęstość zasilania cyklonu, stopień rozdrobnienia |
| 3. Koncentracja | Oddziel uwolnione wartościowe minerały od skały płonnej do nadającego się do sprzedaży koncentratu | Maszyny flotacyjne, zbiorniki kondycjonujące i mieszające, separatory grawitacyjne i magnetyczne | Stopień, odzysk, zużycie odczynnika |
| 4. Odwadnianie | Usuń wodę z koncentratu i odpadów poflotacyjnych i zawróć ją do zakładu | Zagęstniki, filtry próżniowe i ciśnieniowe, suszenie w razie potrzeby | Dolny przepływ ciał stałych, koncentrat wilgoci, szybkość powrotu wody |
Zobaczysz tę pracę zwaną obróbką minerałów, wzbogacaniem rud lub wzbogacaniem - terminy opisują tę samą dyscyplinę. Różnią się naciskiem. Operacja umieszczania złota może obejmować jedynie przesiewanie, oddzielanie grawitacyjne i odwadnianie, całkowicie pomijając mielenie, ponieważ natura już wyzwoliła złoto. Ogniotrwała ruda złota może powodować ługowanie po czterech etapach. Traktuj czterostopniową konstrukcję jako kręgosłup, a następnie dodawaj lub usuwaj kończyny, aby dopasować je do rudy przed tobą.
Etap 1: Rozdrabnianie – Kruszenie i Mielenie
Rozdrobnienie istnieje z jednego powodu: wyzwolenia. Ruda opuszcza kopalnię w postaci kawałków skały, w której cenny minerał jest fizycznie zamknięty w odpadach. Żaden separator dostępny na rynku nie jest w stanie wydobyć kryształu chalkopirytu z 20-centymetrowej bryły porfiru. Etap pierwszy rozbija tę bryłę, aż wartościowe minerały pozostaną same, a wszystko na dalszym etapie – odzysk, koszt odczynnika, wielkość zagęszczacza – zależy od tego, jak dobrze zostanie to zrobione.
Dlaczego wyzwolenie wyznacza cel
Wielkość wyzwolenia jest właściwością rudy, a nie sprzętu. W wielu porfirowych rudach miedzi ziarna chalkopirytu mają średnicę w przybliżeniu od 50 do 150 mikronów, dlatego też wsad flotacyjny jest zwykle mielony do P80 – otworu sita, przez który przechodzi 80% materiału – o średnicy od około 45 do 150 mikronów. Mielić grubiej, a cząstki pozostają zablokowane, co powoduje spadek odzysku. Zmiel drobniej niż potrzeba rudy, a otrzymasz szlam o średnicy poniżej około 10 mikronów, który unosi się powoli, zużywa dodatkowy odczynnik i źle osadza się w zagęszczaczu. Cała ekonomika zakładu mieści się pomiędzy tymi dwoma trybami awarii, dlatego laboratoryjne testy mielenia i odzyskiwania są pierwszym elementem każdego poważnego planu projektu.
Wartości orientacyjne dla konwencjonalnego koncentratora siarczków. Przed podjęciem jakiejkolwiek decyzji dotyczącej zamówienia należy je zastąpić własnym audytem mocy.
Mielenie jest największym konsumentem energii w większości zakładów, a szacunki branżowe powszechnie przypisują kilka procent światowej produkcji energii elektrycznej rozdrabnianiu we wszystkich kopalniach. Koszt ten wyjaśnia zasadę znaną każdemu kierownikowi młyna: zmiażdżyć jak najwięcej, zmielić tak mało, jak to konieczne. Rozbijanie skały w kruszarce kosztuje ułamek osiągnięcia tego samego rozdrobnienia w młynie.
Jak kruszenie i mielenie dzieli pracę
Ruda odkrywkowa może być dostarczana w blokach o średnicy dochodzącej do metra. Kruszenie odbywa się etapami: główna kruszarka szczękowa lub wirowa do około 150–250 mm, wtórna kruszarka stożkowa do 25–75 mm i często trzeciorzędowa kruszarka do 6–19 mm. Każda maszyna osiąga współczynnik redukcji od około 3:1 do 6:1 na przejazd, dlatego też łączymy kruszarki w łańcuchy, zamiast zlecać wykonanie wszystkiego jednej maszynie.
Poniżej mniej więcej 10-12 mm przejmuje szlifowanie. Rudę mielono w wodzie, a klasycznym koniem pociągowym do mielenia w pierwszym etapie jest młyn kulowy z mokrą kratką. Siatkowa płyta wyładowcza wypycha miąższ z bębna na kontrolowanym poziomie, pozwalając grubym cząstkom opuścić się, zanim zostaną zmielone obok celu. Zamiast tego do ponownego mielenia i drobniejszych zadań drugiego etapu, młyny przelewowe dłużej utrzymują miąższ. Wybór pomiędzy nimi nie jest decyzją katalogową; wynika to bezpośrednio z docelowego przemiału rudy i wskaźnika pracy. Jeśli chcesz uzyskać głębszy opis tej maszyny – ładowanie mediów, wybór wykładziny, typowe usterki i procedury konserwacji – nasz przewodnik dotyczący obsługi i konserwacji młyna kulowego z mokrą kratką zawiera szczegółowe informacje.
Etap 1 - Szlifowanie Młyn kulowy typu mokrego Mielenie z wyładowaniem siatkowym do zadań pierwszego etapu: płyta kratowa podnosi miazgę na kontrolowanym poziomie, grube cząstki opuszczają się, zanim ulegną nadmiernemu zmieleniu, a młyn utrzymuje stabilny współczynnik P80 przed klasyfikacją. Rozmiar został dobrany na podstawie testów indeksu pracy danej rudy, a nie z katalogu. Zobacz specyfikacjeDane techniczne do ustalenia przed zakupem
- Twardość rudy: zapytaj o wskaźnik wypracowania Bonda w kWh/t. Rudy miękkie, takie jak wapień, mieszczą się w pobliżu 8-12, większość porfirowych rud miedzi i cynku w pobliżu 12-16, a twarde rudy typu takonitu mogą przekraczać 20.
- Wielkość paszy i produktu: maksymalna bryła paszy, którą młyn musi przyjąć, oraz P80, który obwód musi dostarczyć, określone na piśmie.
- Wydajność i obciążenie: tony na godzinę w przypadku mielenia pierwszego stopnia w porównaniu do przemiału, ponieważ ta sama ruda może wymagać różnych maszyn dla każdego z nich.
- Zużycie stali: gramy środków mielących i wykładziny na tonę, niski koszt, który w przypadku rud ściernych porównywalny jest z energią elektryczną.
- Moc na tonę: podaj kWh/t dla docelowej wydajności, a nie tylko kilowatów zainstalowanego silnika.
Dostawca, który odpowie na te pięć liczb z testów na rzeczywistej próbce, jest wart więcej niż ten, który podaje model katalogowy dwukrotnie większy za połowę ceny. Zbyt duże huty nie tylko marnują kapitał; niedociążony młyn szybciej łamie media i wkładki, a nawet może mielić grubiej niż prawidłowo załadowany mniejszy.
Etap 2: Rozmiarowanie i klasyfikacja
Wniosek pierwszy: klasyfikacja to tanie ubezpieczenie na wszystko, co będzie dalej. Sama scena nie odzyskuje metalu i niczego nie sprzedaje. Decyduje, cząstka po cząstce, które rozmiary przesuwają się do przodu, a które wracają, wymagając dalszej pracy. Kiedy wyniki flotacji dryfują, doświadczeni hutnicy w pierwszej kolejności patrzą zwykle na przelew cyklonu, a nie na półkę odczynników.
Sita, klasyfikatory spiralne i hydrocyklony
Zadanie to wykonują dwie rodziny sprzętu. Sita pracują na sucho i przez aperturę, od sit grizzly chroniących kruszarki wstępne po drobne sita o średnicy około 0,1 mm. Maszyny klasyfikacyjne pracują na mokro i zachowują się w wodzie, co czyni je naturalnym partnerem młynów kulowych. Klasyfikator spiralny wykorzystuje nachylone koryto i obracający się ślimak: gruby piasek opada, ślimak zgarnia go z powrotem pod górę do wsadu młyna, a miał przelewa się do następnego stopnia. Jest prosty, odporny na skoki posuwu i łatwy w utrzymaniu, dlatego pozostaje powszechny w obwodach średniej wielkości i dwustopniowych schematach szlifowania, gdzie cięcia są grubsze, a posuw umiarkowany.
Hydrocyklon nie ma żadnych ruchomych części. Gnojowicę pompuje się stycznie; siła odśrodkowa wyrzuca większe cząstki na ścianę i na zewnątrz przez wierzchołek, podczas gdy drobne cząstki wydostają się spiralnie z detektora wirów na górze. Zmieniając średnicę, ciśnienie, wierzchołek i rozmiar wykrywacza wirów, operator może umieścić nacięcie oddzielające w dowolnym miejscu od około 5 do ponad 100 mikronów. Niedostateczny cyklon powraca do młyna jako ładunek krążący – zwykle 150–350% nowego surowca – a nadmiar staje się wsadem flotacyjnym przy stabilnym P80.
Praktyczna zasada: stabilna gęstość i ciśnienie zasilania cyklonu są warte więcej niż jakakolwiek regulacja dokonana w komorach flotacyjnych. Cyklon pracujący o 10 punktów z większą gęstością niż projektowana będzie mielił grubiej niż zamierzono, a sekcja flotacyjna będzie za to płacić przez całą zmianę.
Klasyfikacja chroni także ekonomię wyzwolenia. Każda cząstka znajdująca się pod celem marnuje energię i staje się szlamem, który jest trudny do odzyskania i powolny do odwodnienia. Utrzymywanie ścisłej pętli – prawidłowy rozmiar cięcia, stała gęstość, wymiana części zużywalnych, zanim zniekształcą cięcie – to jedna z najmniej efektownych i najbardziej dochodowych dyscyplin w koncentratorze. Zapytaj dowolnego dostawcę, jak jego klasyfikator lub zestaw cyklonowy wytrzymuje cięcie w warunkach zużycia, nie tylko w dniu uruchomienia; odpowiedź odróżnia dostawców sprzętu od prawdziwych partnerów procesowych.
Etap 3: Koncentracja – oddzielenie wartościowych minerałów od skały płonnej
Koncentracja jest tam, gdzie pojawiają się pieniądze. Surowiec wprowadzany jest w ilości mierzonej często w ułamkach procenta i opuszczany jako produkt warty wysyłki: koncentrat miedzi zwykle o zawartości 20–30% Cu, koncentrat cynku o zawartości powyżej 45% Zn, a odzysk decyduje o tym, czy biznesplan kopalni faktycznie działa. Wszystkie cztery etapy mają znaczenie, ale to właśnie tutaj chemia, fizyka i konstrukcja maszyn spotykają się w najbardziej widoczny sposób.
Flotacja piany: koń pociągowy w branży
Flotacja wykorzystuje prostą właściwość powierzchni: przy zastosowaniu odpowiednich odczynników cenne cząstki minerałów nie zostają zwilżone i zamiast tego przyczepiają się do pęcherzyków powietrza, unosząc je w górę, tworząc pianę, która jest zbierana w postaci koncentratu. Odczynniki spełniają kilka ról - kolektory nadają docelowym powierzchniom hydrofobowość, środki spieniające stabilizują koc bąbelkowy, wapno lub inne modyfikatory ustalają pH, a depresory lub aktywatory włączają i wyłączają poszczególne minerały. Zanim którykolwiek z nich zadziała, zawiesina musi spełniać odpowiednie wymagania chemiczne, co stanowi zadanie kondycjonowania: zbiornik do mieszania środków lub zbiornik do mieszania o wysokim stężeniu zapewnia odczynnikom kilkuminutowy kontakt, dzięki czemu pierwsza komórka otrzymuje przetworzoną masę, a nie chemiczną niespodziankę.
Obwód produkcyjny obsługuje to jako pętlę banków. Szorstkie komórki szybko i masowo regenerują się; komórki oczyszczające wyciskają resztę z bardziej szorstkich odpadów poflotacyjnych; czystsze komórki ponownie oczyszczają bardziej szorstki koncentrat, aby osiągnąć stopień, a ich odpady są zawracane do głowy. Stopień i regeneracja są ze sobą powiązane na każdym zaworze, a układ obwodu – a nie odruch operatora – określa, gdzie ta wymiana się rozstrzygnie.
Wybór maszyny zależy od wielkości cząstek i tonażu. Samozasysające maszyny typu SF, JJF i BF pobierają własne powietrze i szlam i są odpowiednie dla średnich zakładów, które wymagają mniejszej liczby pomp i prostszego układu. W przypadku dużych ogniw i grubego lub gęstego surowca maszyny zbiornikowe XCF i KYF działają na wspólnej dmuchawie: ogniwa KYF zapewniają silną dyspersję powietrza przy małej mocy, podczas gdy ogniwa XCF obsługują pobór gnojowicy między brzegami, dzięki czemu cała linia przepływa poziomo bez pomp pomocniczych. Prace związane z gruboziarnistymi materiałami wymagają maszyn typu CLF, które utrzymują ciężkie cząstki w zawiesinie.
Etap 3 – Koncentracja Maszyna flotacyjna typu XCF/KYF Sparowany zestaw ogniw zbiornikowych do większych obwodów: ogniwa KYF zapewniają silną dyspersję powietrza przy niskim poborze mocy, podczas gdy ogniwa XCF obsługują pobieranie szlamu między brzegami, co zapewnia bardziej nierówny i oczyszczający przepływ w poziomie bez dodatkowych pomp – układ, który stabilizuje obwód i zmniejsza zainstalowaną moc. Zobacz specyfikacjeModernizacje wyraźnie pokazują dźwignię. Podczas modernizacji flotacji cynku o wydajności 3000 ton dziennie w Yunnan, wymiana starych zbiorników na większe maszyny zbiornikowe i zaostrzenie klasyfikacji zapewniły metalurgom stabilne P80 do pracy, po czym nastąpił odzysk. Projekty takie jak reforma techniczna flotacji cynku rzadko powodują zmianę rudy; zmieniają one sposób, w jaki konsekwentnie przekazują sobie cztery etapy.
Kiedy flotacja nie jest rozwiązaniem: separacja grawitacyjna, magnetyczna i elektrostatyczna
Flotacja dominuje w siarczkach i wielu minerałach przemysłowych, ale trzy inne rodziny zasługują na swoje miejsce tam, gdzie fizyka jest dla nich bardziej odpowiednia. Separacja grawitacyjna wykorzystuje różnice gęstości w przyrządach, stołach wytrząsających i koncentratorach spiralnych; jest tani w przeliczeniu na tonę i doskonale radzi sobie z grubym złotem, kasyterytem, chromitem i ciężkimi piaskami mineralnymi, ale traci wydajność, gdy cząstki stają się drobne. Separacja magnetyczna jest podstawą magnetytowej rudy żelaza – separatory bębnowe rutynowo odzyskują magnetyt powyżej 90% – a wersje o wysokiej intensywności rozszerzają tę metodę na hematyt i ilmenit. Separacja elektrostatyczna oddziela przewodniki od elementów nieprzewodzących w obwodach z suchym piaskiem plażowym, oddzielając rutyl od cyrkonu, jeśli oba są niemagnetyczne.
Przykładowe średnie zakresy do planowania rozmów. Rzeczywiste liczby pochodzą z testów rudy, ale wzór mówiący, że najdrobniejsze cząstki są najtrudniejsze do odzyskania, obowiązuje w przypadku każdej metody.
Klatka schodowa pokazuje, dlaczego każda dodana pętla zapewnia nieco większy odzysk kosztem większej objętości ogniwa, pomp i czasu przebywania. Wymiatanie i czystsze zyski to miejsce, w którym wygrywa się większość luki między przeciętnym torem a dobrym.
Etap 4: Odwadnianie – Zagęszczacze, Filtry i Odzysk Wody
Odwadnianie wygląda jak sprzątanie i zachowuje się jak ośrodek zysku. Wsad flotacyjny zawierający 30% części stałych przenosi ponad dwie tony wody na każdą tonę rudy. Jeżeli woda ta odpłynie wraz z koncentratem i odpadami, zakład musi pompować, oczyszczać i płacić za wymianę; jeśli zostanie odzyskana i zwrócona, ta sama woda będzie służyć obiegowi przez lata. W suchych regionach górniczych odzyskiwanie wody nie jest elementem zrównoważonego rozwoju – jest to koncesja na prowadzenie działalności.
Zagęszczanie najpierw zwraca większość wody
Zagęszczacz wykonuje ciężkie zadanie. Rozcieńczona gnojowica trafia do dużego zbiornika, flokulant wiąże drobne cząstki w szybko osadzające się skupiska, a czysta woda przelewa się przez krawędź w celu ponownego użycia, podczas gdy zgrabiarki wypychają osiadłe złoże do centralnego wylotu. Konwencjonalny zagęszczacz z napędem centralnym – konfiguracja stosowana w większości koncentratorów średniej wielkości – zazwyczaj przyjmuje nadawę o zawartości 20–35% części stałych i dostarcza niedomiar przy zawartości części stałych 50–70%, zwracając nadmiar jako wodę procesową. Dobór zagęszczacza jest zadaniem polegającym na osiadaniu w warunkach testowych: powierzchnia na tonę dziennie zależy od tego, jak szybko osiadają flokulowane cząstki stałe, a nie od optymizmu z katalogu.
Recykling z zagęszczaczy i filtrów: około 80%
Świeży makijaż utracony w wyniku zagęszczenia wilgoci, pozostałości poflotacyjnych i parowania: około 20%
Orientacyjny bilans wodny dla koncentratora z dobrze działającymi zagęszczaczami. Rośliny w regionach ubogich w wodę przyspieszają regenerację; rośliny o słabym zagęszczeniu płacą za to każdego dnia przy pompach.
Ta sama logika dotyczy odpadów poflotacyjnych. Zagęszczanie odpadów poflotacyjnych do 55–70% substancji stałych przed opuszczeniem zakładu zmniejsza wielkość składowiska odpadów poflotacyjnych, zmniejsza ryzyko przesiąkania i utrzymuje wodę w obiegu zamiast zakopywać ją pod stawem. W przypadku wielu nowych projektów zagęszczacz odpadów poflotacyjnych projektuje się obecnie jednocześnie z zagęszczaczem koncentratu, ponieważ oba opierają się na tych samych danych dotyczących osadzania.
Etap 4 - Odwadnianie Centralny koncentrator jazdy Konwencjonalny zagęszczacz z centralnym napędem i mechanizmem grabiącym: rozcieńczony wsad, klarowana woda przelewająca się do ponownego użycia i dolny strumień pozostawiający 50-70% części stałych. Średnicę ustala się poprzez wykonanie testów na masie celulozowej, więc obszar, który kupujesz, jest obszarem, którego faktycznie potrzebuje twoja ruda. Zobacz specyfikacjeFiltracja i suszenie: gotowy do drogi
Filtracja kończy koncentrat. Filtry tarczowe i bębnowe próżniowe zwykle doprowadzają koncentraty miedzi lub cynku do zakresu wilgotności 8–15%, filtry ciśnieniowe schodzą niżej tam, gdzie specyfikacje są rygorystyczne, a ceramiczne filtry dyskowe doskonale sprawdzają się w przypadku drobnych koncentratów o wysokiej wartości. Większość wysyłanych koncentratów podróżuje przy zawartości wilgoci w granicach 8-12% określonych przepisami bezpieczeństwa transportu, dlatego filtr jest ostatnią bramą jakościową przed sprzedażą produktu. Suszenie termiczne dodaje się tylko wtedy, gdy filtry nie mogą osiągnąć specyfikacji, ponieważ paliwo jest droższe niż tkanina filtracyjna.
Jeden często pomijany punkt: wydajność odwadniania sięga wstecz. Woda poddana recyklingowi zawiera rozpuszczone odczynniki i sole, a gdy pętla się zamyka, zmienia się skład chemiczny wody i może zmienić selektywność flotacji. Instalacje monitorujące jakość wody powrotnej wraz z jej stopniem i odzyskiem pozwalają uniknąć powolnego dryfu, który w przeciwnym razie pojawiałby się kilka miesięcy po uruchomieniu.
Jak cztery etapy równoważą się nawzajem: przykład bilansu masy
Wniosek pierwszy: cztery etapy nie są czterema oddzielnymi zakupami; stanowią one jeden bilans masy podzielony na cztery miejsca pracy. Najszybszym sposobem, aby to sprawdzić, jest prosta arytmetyka w średniej wielkości fabryce miedzi.
W paszy o zawartości 1,0% miedzi wynoszącej 10 000 ton dziennie znajduje się 100 ton zawartego metalu. Przy uzysku 90% do koncentratu trafia 90 ton. Jeśli koncentrat zawiera 25% miedzi, dzienna produkcja wynosi 360 ton, a około 9640 ton odpadów poflotacyjnych opuszcza zakład, w którym nadal znajduje się pozostałe 10 ton miedzi. Każdy z czterech etapów pojawia się w tych liczbach: koszt rozdrabniania i wielkość mielenia określają, jak blisko 90% odzysku może uzyskać zakład, stabilność klasyfikacji decyduje, czy odzysk utrzyma się przez całą zmianę, sprzęt do zatężania ustala stopień 25%, a odwadnianie decyduje, ile z ponad 23 000 ton wody zużywanej dziennie przy 30% zawartości substancji stałych wraca.
Przeczytaj interakcje w obu kierunkach. Drobniejsze mielenie zwiększa wyzwolenie i potencjalny odzysk, ale zwielokrotnia koszty energii i powstawanie szlamu, który następnie utrudnia flotację i zagęszczanie. Grubsze mielenie oszczędza energię i umożliwia szybszą pracę zagęszczaczy, ale powoduje wyciek wartości do odpadów poflotacyjnych. Wyższe rozcieńczenie przed płynem wygładza flotację, ale obciąża zagęszczacz; grubsze dolne warstwy ułatwiają odwadnianie, ale stwarzają ryzyko przedostania się większych cząstek do komórek. Żadnego stopnia nie da się dostroić w oderwaniu od siebie, dlatego doświadczeni projektanci przed zespawaniem pojedynczego zbiornika ustalają bilans mas na papierze.
Lista kontrolna kupującego dotycząca sprzętu na każdym etapie
Większość rozczarowań związanych z zamówieniami w przetwórstwie minerałów ma swoje źródło w tych samych kilku lukach: prace testowe przeprowadzone na cudzej rudzie, energia podana jako wielkość silnika oraz warunki świadczenia usług pozostają niejasne aż do pierwszej awarii. Poniższa lista zamienia te cztery etapy w pytania, które możesz zadać dowolnemu dostawcy.
- Najpierw przeprowadź testy i mineralogię. Dowiedz się, które minerały są wartościowe, mają wielkość ziaren i sposób, w jaki przerastają skałę płonną, ponieważ wielkość wyzwolenia decyduje o całym procesie.
- Zażądaj testów na swojej próbce. Testy mielenia, osadzania i flotacji na stole warsztatowym rudy – a nie „podobnego” złoża – to najtańsza metoda redukcji ryzyka, jaką można kupić.
- Dopasuj klasę maszyny do zadania. Odpływ siatkowy do pierwszego stopnia mielenia i przelew do przemiału; klasyfikatory spiralne lub hydrocyklony dostosowane do Twojego cięcia; typy komórek samozasysających lub rozdmuchiwanych w zależności od tonażu i wielkości cząstek.
- Porównaj energię na tonę, a nie kilowaty. Zapytaj o kWh/t docelowego przemiału i szacunkową moc w całym cyklu życia, ponieważ samo mielenie może pochłonąć połowę energii elektrycznej elektrowni.
- Wyceń części eksploatacyjne. Media, wykładziny, elementy cyklonu, tkaniny filtracyjne i zęby grabiące to koszty powtarzające się; potwierdzić na piśmie swoje wskaźniki zużycia i terminy realizacji.
- Sprawdź pętlę wodną. Zagęstnik podany bez przeprowadzenia testów jest przypuszczeniem; Za ofertą zapytaj o powierzchnię osadzania na tonę dziennie.
- Umieść instalację i uruchomienie w umowie. Dostawca z prawdziwym doświadczeniem w terenie zobowiąże się do nadzoru, wsparcia przy uruchomieniu i szkolenia operatorów, a nie tylko do harmonogramu dostaw.
- Poproś o rośliny referencyjne z tej samej rodziny minerałów. Dostawca, który zamówił podobną rudę w podobnym tonażu, zaprojektuje rozwiązanie uwzględniające problemy, których jeszcze nie spotkałeś.
Dwa z nich zasługują na podkreślenie. Prace testowe na rzeczywistej rudzie nie podlegają negocjacjom, ponieważ każda praktyczna zasada zawarta w tym artykule nagina się do mineralogii. Wsparcie przy uruchomieniu oddziela dostawców sprzętu od konstruktorów instalacji: pierwsze tygodnie pracy nowego koncentratora wyznaczają jego nawyki operacyjne na lata, a doświadczona ekipa uruchomieniowa zapobiega kształtowaniu się złych nawyków.
Od schematu technologicznego do zakładu roboczego: dlaczego etapy najlepiej planować razem
Schemat technologiczny sporządzony przez jeden zespół i sprzęt kupiony od kilku innych zwykle spotyka się po raz pierwszy na miejscu, gdzie problemy z interfejsem są kosztowne: wyładunek młyna nieodpowiedni do wsadu klasyfikatora, zagęszczacz dostosowany do cudzej gnojowicy, system sterowania posługujący się trzema dialektami. Dostawa inżynieryjno-zakupowo-budowlana, zwykle skracana do EPC, ma na celu usunięcie tych szwów. Jedna ze stron przenosi bilans masy od prac testowych do uruchomienia, zatem cztery etapy są projektowane względem siebie, a nie montowane po fakcie.
Model ten odpowiada producentom, którzy sami budują sprzęt. Nasza fabryka w Zhuji w stanie Zhejiang – około 70 kilometrów od Hangzhou, wyposażona w połączenia kolejowe i autostradowe z portem – spędziła dziesięciolecia na sprzęcie do wzbogacania i mieszania w procesie mokrym, wspiera swoje projekty systemem jakości posiadającym certyfikat ISO 9001 oraz ponad 200 maszynami produkcyjnymi i testującymi, a także realizuje projekty EPC w zakresie pełnego przetwarzania minerałów. Ostatnie prace obejmują cały czteroetapowy łańcuch: maszyny flotacyjne XCF-KYF16, mieszalniki o wymiarach 3000 na 3000 i 9-metrowy zagęszczacz wysłane razem dla fabryki potażu w Tajlandii; koncentratory spodumenu i lepidolitu w Syczuanie i Zimbabwe; obwody cynku, molibdenu i miedzi w Mongolii Wewnętrznej, Shaanxi i Guangxi; oraz projekty potażu ze słonych jezior w Qinghai i Laosie.
Praktyczną korzyścią dla właściciela zakładu jest pojedyncza odpowiedzialność. Kiedy młyn, klasyfikator, komory flotacyjne i zagęszczacz pochodzą z jednego zakresu inżynieryjnego, gwarancje wydajności są negocjowane jednorazowo, części zamienne mają wspólny czas realizacji, a ekipa uruchamiająca zapoznała się z schematem technologicznym przed wylądowaniem. Nie sprawia to, że projekt jest wolny od ryzyka – rudy są zawsze pełne niespodzianek – ale eliminuje ryzyko, które sam sobie narzucasz, a które kosztuje najwięcej.
Często zadawane pytania
Czy kruszenie i mielenie jest jednoetapowe czy dwuetapowe?
Są to dwie operacje w ramach jednego etapu. Obydwa są rozdrabnianiem – redukcją rozmiarów w tym samym celu i wyzwoleniem – ale wykorzystują inny sprzęt i zupełnie inną ekonomię. Kruszenie jest mechanicznie proste i tanie w przeliczeniu na tonę; szlifowanie jest energochłonne i precyzyjne. Stąd złota zasada: zmiażdżyć jak najwięcej, zmielić jak najmniej.
Który etap zużywa najwięcej energii?
Szlifowanie, by a wide margin. In a conventional concentrator the mills commonly draw 40-60% of total plant power and are the largest single item on the electricity bill. Across the mining industry as a whole, comminution is estimated to consume a few percent of global electricity generation, which is why grind-size decisions dominate both cost and energy planning.
Jaka jest różnica między koncentracją a wzbogacaniem?
Wzbogacanie to ogólny termin określający całą pracę związaną z udoskonalaniem rudy – łącznie cztery etapy. Zatężanie to tylko etap trzeci: faktyczne oddzielenie uwolnionych wartościowych minerałów od skały płonnej za pomocą flotacji, grawitacji, magnetyzmu lub elektryczności. Stwierdzenie, że roślina „wzbogaca” nie mówi nic o jej metodzie; stwierdzenie, że obsługuje obwód koncentracji flotacyjnej, opisuje dokładnie etap trzeci.
Jak drobno należy zmielić rudę przed flotacją?
Większość flotacji siarczków wykorzystuje P80 w zakresie od około 45 do 150 mikronów, ustalanego raczej na podstawie wielkości uwolnienia rudy niż przez maszyny. Cząstki grubsze niż około 150-200 mikronów często są nadal zablokowane i słabo pływają; cząstki poniżej około 10 mikronów stają się śluzem, który unosi się powoli i źle odwadnia. Prawidłowa odpowiedź dla konkretnej rudy pochodzi z laboratoryjnych testów odzysku i jest wyrażona jako P80, którą musi utrzymać etap klasyfikacji.
Gdzie pasuje ługowanie, jeśli składa się tylko z czterech etapów?
Ługowanie należy do hydrometalurgii, która zachodzi obok lub po czterech etapach fizycznych, a nie wewnątrz nich. W wielu schematach procesowych ługuje się materiał przygotowywany w pierwszych etapach – miazgę miedzi i złota po zmieleniu, minerały litu po własnej obróbce – przy użyciu sprzętu z mieszaniem, takiego jak mechaniczne zbiorniki do ługowania z mieszaniem, które utrzymują cząstki stałe w stanie zawiesiny przez wiele godzin kontaktu chemicznego. Cztery etapy nadal przebiegają jako pierwsze; ługowanie dodaje drogę separacji chemicznej, do której nie można dotrzeć separacją fizyczną.
Czy mała lub prosta roślina może pominąć etap?
Tak, jeśli ruda na to pozwala. Złoto i ciężkie piaski mineralne często całkowicie pomijają mielenie, ponieważ natura wyzwoliła już ziarna; przesiewanie, separacja grawitacyjna i odwadnianie pokrywają przepływ. Rzadko pomija się kwestię odwadniania, gdyż niemal wszędzie obowiązują przepisy dotyczące wody i limity wilgotności w transporcie. Potraktuj te cztery etapy jako listę kontrolną pytań, na które należy odpowiedzieć – i uzasadnij każdy etap, który pominiesz.
Jeśli planujesz nowy koncentrator lub przebudowujesz stary, już na początku włącz do dyskusji cztery etapy – najlepiej z testem głowicy, docelową wydajnością i, jeśli to możliwe, raportem laboratoryjnym w ręku. Te trzy dokumenty pozwalają inżynierowi sprzętu naszkicować bilans masy, zaproponować odpowiednią klasę maszyny dla każdego etapu i oznaczyć ryzyko, które faktycznie ma znaczenie dla rudy, zamiast cytować z broszury.
Nasi inżynierowie pracują z rudami miedzi, cynku, złota, fosforanów, potażu i litu od pierwszych testów do uruchomienia instalacji i jesteśmy równie zadowoleni z przeglądu istniejącego schematu technologicznego, jak i z zaprojektowania nowego. Wyślij szczegółowe informacje na temat rudy, docelową przepustowość i wymagania dotyczące przemiału, a my wrócimy z propozycją krok po kroku, którą będziesz mógł porównać z każdą inną ofertą.
EN
