EN
W procesach przetwarzania minerałów i procesach hydrometalurgicznych osiągnięcie jednolitej zawiesiny masy celulozowej o dużej zawartości części stałych i wydajnej dyspersji odczynników flotacyjnych jest kluczowym czynnikiem poprawiającym współczynniki odzysku minerałów i jakość koncentratu. Jako podstawowe urządzenie mieszające do kondycjonowania masy celulozowej, mieszania odczynników i procesów ługowania przed flotacją, konstrukcja hydrauliczna i integralność strukturalna górniczego zbiornika mieszającego bezpośrednio wpływają na późniejsze wskaźniki separacji. W obliczu mas celulozowych o dużej gęstości i wysokiej ścieralności o złożonym rozkładzie wielkości cząstek głębokie zrozumienie konfiguracji rdzenia i dynamiki pola przepływu tego sprzętu może skutecznie rozwiązać praktyczne problemy produkcyjne, takie jak poważne zużycie kawitacyjne, osadzanie się ciał stałych i nierównomierne mieszanie na miejscu.
Projekt pola przepływu i dobór wirnika dla pulpy o wysokim stężeniu
Podstawową funkcją Zbiornik mieszający górniczy polega na zapewnieniu wystarczającej dynamiki płynu poprzez mieszanie mechaniczne, aby przeciwdziałać prędkości osiadania cząstek mineralnych. W procesach wzbogacania konstrukcje wirników są wyraźnie zróżnicowane w oparciu o różne wymagania procesowe:
- Wirnik o przepływie osiowym : Ten typ generuje głównie cyrkulację osiową w płynie, np. w przypadku wysokowydajnych wirników wodolotowych. Konstrukcje te mogą generować ogromne natężenia przepływu cyrkulacyjnego przy niskich prędkościach ścinania, uzyskując zawiesinę cząstek stałych poza dnem w całym zbiorniku przy wyjątkowo niskim zużyciu energii. Doskonale nadaje się do zbiorników magazynujących masę celulozową o dużej objętości i mieszania podczas ługowania.
- Wirnik o przepływie promieniowym : Płyn promieniuje na zewnątrz ze środka wirnika, wytwarzając silne siły ścinające, takie jak sześciołopatkowe wirniki turbiny Rushton. Podczas fazy dodawania odczynnika i kondycjonowania flotacji to pole przepływu o wysokim ścinaniu może szybko rozbić nierozpuszczalne w wodzie kolektory na kropelki wielkości mikronów, znacznie zwiększając prawdopodobieństwo zderzenia między odczynnikami i cząstkami mineralnymi oraz wzmacniając efekt adsorpcji.
Aby zapobiec tworzeniu się monolitycznego obrotu masy mineralnej wewnątrz korpusu zbiornika, co zmniejszyłoby wydajność mieszania, wewnątrz Zbiornika Mieszalnika Górniczego należy zastosować przegrody pionowe. Zazwyczaj cztery pionowe przegrody są instalowane symetrycznie na wewnętrznej ścianie cylindrycznego zbiornika. Szerokość przegród wynosi zazwyczaj jedną dwunastą średnicy zbiornika, a pomiędzy przegrodami a ścianą zbiornika utrzymuje się pewną szczelinę, aby wyeliminować wir centralny i przekształcić przepływ styczny w silny przepływ osiowy górny i dolny.
Kluczowe technologie materiałowe chroniące przed zużyciem i korozją
Maszyny górnicze narażone są na długotrwałe zużycie ścierne spowodowane cząstkami stałymi o wysokiej twardości oraz korozją chemiczną powodowaną przez odczynniki kwasowe i zasadowe. Kluczem do utrzymania długotrwałej, stabilnej pracy Mieszalnika Górniczego jest technologia zabezpieczenia powierzchni korpusu zbiornika i układu mieszania:
- Gumowa wyściółka o wysokiej odporności na zużycie : Stosowane są procesy klejenia na zimno lub wulkanizacji na gorąco w celu owinięcia wewnętrznej ściany zbiornika i powierzchni wirnika wysoce elastyczną, odporną na zużycie gumą. Elastyczne odkształcenie gumy może skutecznie absorbować energię uderzenia cząstek stałych. W przypadku zwykłej masy celulozowej o wielkości cząstek mniejszej niż 1 mm i stężeniu masy stałej poniżej 30% jej żywotność znacznie przekracza żywotność zwykłej stali węglowej.
- Stal wysokostopowa i powłoki specjalne : W silnie kwaśnym środowisku ługowania korpus zbiornika i wał przekładni muszą być wykonane ze stali nierdzewnej 316L, stali nierdzewnej typu duplex lub powierzchniowo natryskiwane politetrafluoroetylenem, aby zapobiec uszkodzeniom konstrukcyjnym spowodowanym lokalnymi wżerami i korozją międzykrystaliczną.
Porównanie kluczowych parametrów technicznych
Podczas oceny lub konfiguracji górniczego zbiornika mieszającego kluczowe znaczenie ma dopasowanie wymiarów mechanicznych, mocy przekładni i wydajności przetwarzania masy celulozowej. Poniżej znajduje się porównanie parametrów technicznych typowych specyfikacji zbiorników mieszających w zastosowaniach przemysłowych:
| Średnica zbiornika (m) | Wysokość zbiornika (m) | Objętość efektywna (m3) | Średnica wirnika (m) | Prędkość wirnika (r/min) | Moc silnika (kW) | Maksymalne odpowiednie stężenie pulpy (% wag.) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 1.0 | 0.78 | 0.28 | 360 | 1.5 | 30% |
| 1.5 | 1.5 | 2.55 | 0.42 | 300 | 3.0 | 30% |
| 2.0 | 2.0 | 6.00 | 0.55 | 240 | 5.5 | 35% |
| 3.0 | 3.0 | 20.50 | 0.85 | 180 | 15.0 | 40% |
| 4.0 | 4.0 | 48.50 | 1.10 | 135 | 30.0 | 40% |
W rzeczywistym wyborze inżynierskim współczynnik kształtu (H/D) korpusu zbiornika jest zwykle kontrolowany w zakresie od 1,0 do 1,2. Jeżeli wysokość będzie zbyt duża, wirnik jednostopniowy nie będzie w stanie zagwarantować efektu zawieszenia w górnej części zbiornika. W takich przypadkach należy zaprojektować dwustopniowy lub wielostopniowy układ wirnika, aby zapewnić równomierność stężenia pulpy w całym zbiorniku na poziomie ponad 95%.
Projektowanie inżynieryjne układów napędowych i rozruch przy dużych obciążeniach
Mechanizm napędowy górniczego zbiornika mieszającego składa się zazwyczaj z silnika elektrycznego o dużej wytrzymałości, reduktora o twardej powierzchni zębów i ulepszonej obudowy łożyska głównego. Ze względu na nagłe warunki, takie jak przerwy w dostawie prądu lub prace konserwacyjne w kopalniach, cząstki stałe w zbiorniku mogą w krótkim czasie szybko osadzić się i zakopać wirnik, powodując zjawisko zapiaszczenia zbiornika.
Aby rozwiązać problem ponownego uruchomienia pod dużym obciążeniem lub nawet w warunkach zapiaszczenia, konfiguracja sprzętu musi uwzględniać wysoki współczynnik momentu rozruchowego. Obliczenia wytrzymałościowe wału napędowego muszą nie tylko spełniać znamionowy moment obrotowy, ale także wytrzymywać zmienne siły promieniowe generowane przez nierównomierne pole przepływu masy celulozowej podczas obrotu wirnika. Konfigurując system napędu o zmiennej częstotliwości, prędkość wirnika można dynamicznie regulować w zależności od wahań przepływu i stężenia pulpy podczas procesu produkcyjnego, aby zmniejszyć zużycie energii. Co więcej, może zapewnić tryb miękkiego rozruchu przy niskiej prędkości i wysokim momencie obrotowym, skutecznie chroniąc przekładnie redukcyjne i wał główny przed uszkodzeniem pod obciążeniem udarowym.
