Mi az a flotációs áramkör és hogyan működik? Gyártói útmutató

Álljon egy réz-, ólom-cink- vagy foszfátkoncentrátor üzemi padlójára, és ugyanazt a jelenetet fogja látni: téglalap alakú tartályok hosszú sorai, amelyek mindegyike sötét pépet kavar az ásványi bevonatú habréteg alatt, amelyeket mosdók, csövek és szivattyúk kötnek össze. Ez az elrendezett rendszer a flotációs áramkör.

Közvetlenül a kérdésre válaszolva: a flotációs kör a flotációs cellák és támasztóberendezések tervezett sorozata, beleértve a kondicionáló tartályokat, fúvókat, szivattyúkat, mosóberendezéseket és sűrítőket, amelyeken meghatározott szakaszokban finoman őrölt érc áramlik át. Az értékes ásványi részecskék a légbuborékokhoz tapadnak, habosra emelkednek, és koncentrátumként lefölözik, míg a nem kívánt nyálkarészecskék nedvesek maradnak, lesüllyednek, és zagyként hagyják el a növényt.

A sorrend fontosabb, mint bármelyik gép. A durvább cellák az első helyreállást, a dögevő sejtek felsöprik azt, amit a durvábbak elmulasztottak, a tisztább sejtek pedig olyan minőségre emelik a habot, amelyet egy kohó vagy vegyi üzem ténylegesen fizetni fog. Egy jól megtervezett áramkör rutinszerűen visszanyeri az ércben lévő értékes fémek 85-95 százalékát. Egy rosszul elrendezett egy több százalékpontnyi fémet, gyakran a teljes haszonkulcsot a zagygátban hagyhatja.

Ez az útmutató elmagyarázza, hogy az áramkör egyes részei mit csinálnak, miért vannak úgy elrendezve a szakaszok, ahogy vannak, hogyan választják ki a gépeket az egyes feladatokhoz, és mit kell előkészíteni a berendezés megrendelése előtt. Egy olyan gyártó szemszögéből íródott, aki ezeket a rendszereket komplett ásványfeldolgozó üzemként tervezi, építi, telepíti és üzembe helyezi.

Mi is az a flotációs áramkör valójában

A flotációs gép és a flotációs áramkör nem ugyanaz, és a megkülönböztetésnek valódi következményei vannak a berendezés vásárlásakor. A flotációs gép egyetlen kevert tartály, amely a levegőt péppé diszpergálja. A flotációs kör a tartályok szakaszokba való teljes elrendezését jelenti, mindennel együtt, ami a pépet és a habot mozgatja közöttük. Ha gépet vásárol, egy munkaállomást kap; Az áramkör tervezése saját minőség-ellenőrző hurokkal rendelkező gyártósort kap.

A teljes áramkör általában a következő elemeket tartalmazza:

• Kondicionáló és keverő tartályok, ahol az őrölt érc érintkezésbe kerül gyűjtőkkel, habosítókkal és módosítókkal a flotáció megkezdése előtt.
• Egy durvább bank, azaz több sorba kapcsolt cella, amely befogadja a frissen őrölt pépet.
• Egy gyűjtőbank, amely kezeli a durvább zagyokat, mielőtt azokat eldobnák.
• Egy vagy több tisztább fokozat, amely javítja a durvább habot, néha egy újraköszörülési lépéssel között.
• Szivattyúk, mosók és csővezetékek, amelyek a pépet, a habot és a keringető közegeket színpadról színpadra mozgatják.
• Levegős rendszer: az önfelszívó gépek saját levegőt szívnak be, míg a légnyomásos gépeket dedikált fúvók táplálják.
• Lefelé irányuló sűrítők, amelyek ülepítik a koncentrátumokat és zagyokat, és visszavezetik a tisztított vizet az üzembe.

Az "áramkör" szó az ezen elrendezésen belüli hurkokat írja le. Nem minden részecske úszik megfelelően az első alkalommal, ezért a köztes termékek, amelyeket köztesnek neveznek, visszapumpálódnak a korábbi szakaszokba, és többször is áthaladnak egyes sejteken. Az áramkör ezért soha nem egyenes; ez egy szabályozott recirkulációval rendelkező hálózat, és ez a hálózat az, ami a kémiai elválasztási elvet stabil, napi termelési eredménnyé alakítja.

Ez a három szerep a világ szinte minden fém-szulfid-koncentrátorában megjelenik, napi néhány tonnától több tízezerig. Ami a növények között változik, az az egyes szakaszokban lévő sejtek száma, a sejtek mérete, és az, hogy a stádiumok milyen agresszíven tolódnak a felépülés vagy a fokozat felé.

Hogyan működik a hablebegtetési folyamat az egyes cellákban

A flotáció nehéziparnak öltözött felületkémiai eljárás. Mielőtt az áramkör bármit is tehetne, az ércet elég finomra kell őrölni, hogy az értékes ásványi szemcsék elkülönüljenek vagy felszabaduljanak az őket körülvevő hulladékkőből. Sok szulfid körben ez nagyjából 55-80 százalékos őrlést jelent, amely 74 mikron áthalad, amelyet egy osztályozóval ellátott, zárt körben működő golyósmalom állít elő. Ha a részecskék még mindig egymáshoz vannak zárva, a földön egyetlen reagensséma sem tudja tisztán lebegtetni az értéket.

Ezután következik a kondicionálás. A pépet keverőtartályokban keverik, miközben a reagenseket adják hozzá. A gyűjtők az értékes ásványok felületére adszorbeálódnak, és vízlepergetővé teszik azokat, ami az alapvető trükk. A depresszánsok az ellenkezőjét hatnak azokra az ásványi anyagokra, amelyeket maga után akar hagyni, nedvesen és passzívan tartják őket. Módosítók, mint például a mész, úgy állítják be a pép pH-ját, hogy ezek a vegyszerek a rendeltetésszerűen viselkedjenek.

Magán a flotációs cellán belül egy forgó járókerék a beáramló levegőt milliónyi finom buborékká nyírja, és felfüggesztve tartja a pépet. Ezután három dolog történik gyors egymásutánban: a buborékok ütköznek részecskékkel, a hidrofób részecskék megtapadnak a buborékfilmben, és a betöltött buborékok a pépen keresztül a felszínen habréteggé emelkednek. A hab nem csak hab; ez egy munkazóna, ahol a magával ragadott víz és a gyengén kötődő nyúlványrészecskék visszafolynak, növelve a maradék minőségét. Az ásványosított hab koncentrátumként túlcsordul a mosógépen a cella tetején, míg a selejt részecskék zagyként távoznak a gép aljából vagy oldaláról.

A kémia dönti el, hogy mi úszhat. Klasszikus példa erre a szfalerit, a cinkérc ásvány: a közönséges szulfidgyűjtők alig érintik meg, amíg a réz-szulfát aktiválja a felületét 10,5 és 11 közötti pH-értéken. Ezzel szemben a piritet sok körben visszatartják egyszerűen a mészadag magas tartása révén. Ez az oka annak, hogy két különböző ércet lebegtető növény hardverben szinte egyformának tűnhet, és a gyakorlatban teljesen eltérően viselkedhet.

Durvább, scavenger, tisztító, tisztító: A flotációs áramkör négy szakasza

Következtetés először: a szakaszok azért léteznek, mert a felépülés és a fokozat ellentétes irányba húzódik. Egy sejt vagy gyorsan, alacsony fokozaton megragad mindent, vagy időt szakít, és valami tiszta terméket állít elő, alacsony helyreállással. Az áramkör ezt az ütközést külön szakaszokra osztja fel, így mindegyiket egyetlen feladatra lehet optimalizálni.

Durvább szakasz

A durvább bank fogadja a friss, kondicionált pépet, és a regeneráció gyorsaságára és teljességére tervezték, nem pedig a minőségre. A durvább koncentrátum általában közepes minőségű termék, túl alacsony minőségű ahhoz, hogy eladja, de tartalmazza az érték nagy részét, amely végül elhagyja az üzemet. A durvább cellák ezért sekélyebb habbal és agresszív levegőztetéssel működnek.

Scavenger szakasz

A szemetelő bank bármit is kezel, amit a durvábbak elutasítottak. Koncentrátuma sovány, ezért szállítás helyett visszaszivattyúzzák a durvább betáplálásra, vagy a tisztább áramlásba kapcsolják. A szemétgyűjtő egyetlen célja, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a végső zagy valóban hulladék. Egy rosszul hangolt üzemen a dögevő az, ahol szó szerint nézheti, ahogy a pénz elhagyja az épületet, mert minden érték, ami hiányzik, végleg elvész.

Tisztább és tisztító szakaszok

A tisztítók veszik a durvább habot és frissítik. Itt a hab mélyebb, a tonnánkénti tartózkodási idő hosszabb, és néha mosóvizet is adnak a habfelülethez, hogy a magával ragadó kölyköt visszatereljék a pépbe. Szigorú koncentrátum-specifikációk vagy finomszemcsés ércek indokolhatják a második tisztítási szakaszt, az újratisztítót vagy egy újraőrlő malmot a nagyolás és a tisztítás között, hogy a kompozit részecskék újabb esélyt kapjanak a felszabadulásra.

Közepes és keringő terhelések

Minden köztes termék, amely visszafelé hurkol, köztes. A flotációs üzemekben a több tíz százalékos keringető terhelés normális, a szivattyúkat és a mosógépeket az első naptól kezdve ezekhez kell méretezni. Amikor az operátorok azt mondják, hogy egy áramkör "stabil", akkor általában azt jelenti, hogy ezek a hurkok egyensúlyba kerültek: ami körbemegy, az állandó sebességgel megy.

Áramkör konfigurációk és flotációs gép kiválasztása

A konfiguráció az üzem váza, és az ércből van kiválasztva, nem katalógusból. Az alábbi táblázat összefoglalja azokat a konfigurációkat, amelyeket leggyakrabban az ásványfeldolgozás során az EPC-munkák során tervezünk.

Bármely szakaszon belül a cellák sorba vannak kapcsolva, így a cellulóz egymás után látja az egyes gépeket. Amikor a tonna növekszik, az áramlás párhuzamos bankok között oszlik meg, mivel egyetlen banknak vagy hatalmas cellákra lenne szüksége, vagy feladná a tartózkodási időt. A banki aritmetikai helyes megállapítása egyszerű, ha ismert a szükséges tartózkodási idő, és ez az egyetlen leggyakoribb számítás a flotációs jegyzés mögött.

Ezután a gép kiválasztása követi a kötelességet. Az önfelszívó gépek, mint például az SF, BF, GF és JJF típusok, saját légszívást hoznak létre a járókerék zónában. Ez eltávolítja ezeknek a celláknak a befúvórendszerét, és a cellák közötti elrendezésben lehetővé teszi a hab gravitációs áramlását a habszivattyú nélküli gépek között. Erősen illeszkednek a közepes űrtartalmú üzemekhez és tisztább feladatokhoz, ahol minden cellát más-más habmélységben és -szinten működtetnek.

A légnyomásos gépek, mint például az XCF és KYF típusok, a beszívás helyett alacsony nyomású levegőt kapnak a befúvóktól. A járókerék kisebb kerületi fordulatszámmal működik, ami csökkenti a kopást és nagy tartálytérfogatokhoz is megfelel. A párosított elrendezésben az XCF cellák habot szívhatnak a szomszédos KYF cellákból, így a kombinált banknak egyáltalán nincs szüksége közbenső habszivattyúkra. Nagyobb durvább munkáknál és takarítási munkáknál ezzel berendezéseket, alapterületet és karbantartási órákat takaríthat meg.

A speciális cellulózokhoz speciális gépekre van szükség. A durva részecskeméretek és a nagyobb pépsűrűség, amelyek bizonyos zagy újrakezelésénél és nemfémes alkalmazásoknál fordulnak elő, erősebb szuszpenzióra tervezett gépeket igényelnek, mint például a CLF típus. Ugyanez a logika a fém-szulfidokon túl is érvényesül: a foszfátkőzet, a hamuzsír és más ipari ásványok is lebegnek, és egy nagy műtrágyacsoportra vonatkozó foszfátkőzet flotációs készülékünk projektje pontosan ugyanazt a durvább-tisztító-tisztító érvelést követte, teljesen más reagensséma mellett.

Egy gyors méretezési példa bemutatja, hogyan találkozik a konfiguráció és a hardver. Egy napi 3000 tonna ércet körülbelül 33 százalékos szilárdanyag-tartalommal feldolgozó sűrítőgép óránként nagyjából 300 köbméter pépet küld flotációra. Ha a tesztmunka szerint az érdesítőknek nyolc perc tartózkodási időre van szükségük, a színpadnak körülbelül 40 köbméter effektív térfogatra van szüksége, ami lehet négy 10 köbméteres cella vagy két 20-as cella. A szennyezőanyag-számítás ugyanezt a mintát követi, és a tisztítószereket a koncentrátum mennyisége szerint méretezik, nem pedig a takarmány tonnatartalma szerint.

Mi táplálja az áramkört és mi hagyja el

Felfelé az áramkör csak annyira jó, mint a betáplálás előkészítése. Az őrlési szakasz, amely jellemzően egy nedves rácsos típusú golyósmalom, amelyet spirális osztályozóval vagy hidrociklonnal zárnak, beállítja azt a részecskeméret-eloszlást, amelyet a flotációnak kezelnie kell. Ha az osztályozási sodródások és a durva szemcsék átcsúsznak, akkor a durvább cellákba kerülnek, ahol a buborékok nem tudják felemelni őket, és közvetlenül a zagynak jelentenek. Ez az oka annak, hogy a tapasztalt kezelők majdnem olyan figyelmesen figyelik az osztályozót, mint a habot.

Az őrlés és a flotáció között a kondicionálás áll, ami a leginkább alábecsült lépés az üzemben. A kollektoroknak percnyi érintkezési időre van szükségük a megfelelő adszorpcióhoz, és a sűrű pépnek teljesen le kell maradnia, hogy minden részecske láthassa a reagenst. A sűrű vagy viszkózus pépeket feldolgozó projekteknél pontosan azért írjuk elő a nagy koncentrációjú keverést a cellák előtt, mert a rosszul kondicionált betáplálást nem lehet megmenteni, akármilyen jók is a gépek.

Lefelé mindkét terméket kezelni kell. A sűrítmény egy sűrítőbe áramlik, amely általában egy központosító típusú, ahol a szilárd anyagok leülepednek, és az alulfolyó szűrést táplál az olvasztás vagy vegyi feldolgozás előtt. A zagy is besűrűsödik, és a visszanyert víz visszakerül a növénybe. A vízháztartás valódi mérnöki figyelmet érdemel: száraz és sós tavas környezetben, ahol nagyméretű hamuzsír- és lítiumkeverő-leválasztó berendezéseket építünk, minden újrahasznosított köbméter víz, amelyet nem kell máshonnan beszivattyúzni.

Működési paraméterek, amelyek meghatározzák a helyreállítást

A kezelő két kart hatékonyan vezérel: a kémiát és a fizikát. A kémia magában foglalja a reagensek adagját és a pH-t. A fizika magában foglalja a sűrűséget, a habmélységet, a levegő sebességét és a szintet. Az alábbi táblázat felsorolja a legfontosabb paramétereket, olyan tartományokkal, amelyek tipikus kiindulási pontok, nem pedig univerzális válaszok.

Az üzemeltetési tapasztalatok egyik alapelve minden számot felülmúl: a stabilitás felülmúlja a tökéletességet. A több ponton eltérõ takarmánysûrûség mindent lefelé mozgat, beleértve a hab textúráját, szintjeit és a reagensigényt. Azok a növények, amelyek mérik a cellulózsűrűséget és az áramlást a kör betáplálásánál, és korán korrigálják az elsodródást, sokkal könnyebben tartják vissza a felépülést, mint azok a növények, amelyek a sejteket azután állítják be, hogy a károsodás a vizsgálati laboratóriumban látható. A kalibrált szivattyúk következetes adagolása és a hab megjelenésének írásos naplója a vizsgálati eredményekhez képest többet tesz a felépülésért egy év alatt, mint bármely hősies váltás.

Az áramkör teljesítményének mérése: fokozat, helyreállítás és az átváltás

Két szám ír le egy flotációs áramkört. A minőség a koncentrátum fémtartalma százalékban kifejezve. A visszanyerés a fémnek az a része a betáplálásban, amely a koncentrátumhoz kapcsolódik. Egy üzemnek lehet kiváló minősége és gyenge a regenerálódása, vagy fordítva, és ezek között az a különbség, ahol az áramkör-tervezés kiérdemli a tartást.

A visszanyerést a kéttermékes képletből számítják ki: A visszanyerési százalék egyenlő c szorozva (f mínusz t-vel), elosztva f-vel szorozva (c mínusz t-vel), szorozva 100-zal, ahol f a takarmányminőség, c a koncentrátum minősége és t a zagy minősége. Vegyünk egy rézkört 1,0 százalékos betáplálási minőséggel, 25 százalékos koncentrátummal és 0,08 százalékos végső zagyban. A számítás 25-ször 0,92-t ad, osztva 1,0-szer 24,92-vel, ami körülbelül 92,3 százalékos visszanyerést jelent. Ez az egyetlen szám, amelyet naponta nyomon követnek, megmondja a menedzsmentnek, hogy az áramkör megtartja-e tervezett teljesítményét.

A részecskeméret sok hasznosítási hiányt magyaráz. A buborékok hatékonyan szállítják a közepes méretű részecskéket; a durva részecskék saját súlyuk alatt leválnak, a finom iszap pedig követi a vizet a habba, vagy egyáltalán nem hajlandó megtapadni.

A kompromisszum közvetlenül következik: a minőség magasabb fokozatba állítása, mélyebben tisztább habokkal és szigorúbb reagensszabályozással általában némi visszanyerésbe kerül, és az utolsó szemcsék hajszolása is a fokozatokba kerül. Több tisztább szakasz, a nagyolás és a tisztítás közötti újraköszörülés, valamint a jobb besorolás az áramlás előtt – így az üzem mindkettőt egyszerre vásárolja meg. Ezek tervezési döntések, nem pedig műszakonkénti beállítások, éppen ezért ennek az útmutatónak a konfigurációs része fontosabb, mint bármely kezelési tipp.

Gyakori flotációs áramköri problémák és gyakorlati megoldások

A legtöbb áramköri probléma a habban jelentkezik, mielőtt megjelenne a tesztekben. Az alábbi kártyák azt a hat tünetet párosítják, amelyekről leggyakrabban kérdeznek bennünket, a szokásos okokkal és a ténylegesen működő cselekvésekkel.

Egy minta, amelyet érdemes megjegyezni: a cellák visszatérő problémái általában az upstream osztályozásra vagy a betáplálás változékonyságára vezethetők vissza, nem pedig magukra a flotációs gépekre. Az ok kijavítása egyszer felülmúlja a tünetek minden műszakban történő kiigazítását, ezért üzembe helyező csapataink mindig a malom kiürítésénél kezdenek és dolgoznak tovább.

A tesztmunkától a futó üzemig

A flotációs áramkört adatokra tervezték, és az adatút jól megalapozott. A fúrómag- vagy csatornaminták szakaszos flotációs tesztjei megállapítják, hogy mely reagensek működnek, és milyen gyorsan úszik az ásvány. A zárt ciklusú tesztek ezután egy valódi üzem keringő középső részét szimulálják, és felfedik a ténylegesen fenntartható minőséget és visszanyerést, nem pedig egyetlen lépés hízelgő számát. Nagyobb beruházások esetén egy kísérleti kampány jelentős mértékben igazolja a tartózkodási időt és a habkezelési viselkedést.

Ezek az eredmények közvetlenül a hardverben jelennek meg: szakaszonkénti tartózkodási idők, cella térfogatok, géptípusok, fúvó- és szivattyúfeladatok, valamint a cellák körüli keverő és sűrítő berendezés. Ennek egy csomagban történő szállítását jelenti a gyakorlatban az ásványi anyag feldolgozása az EPC, ezért termékcsaládunk a zúzástól és őrléstől a keverésen, flotáción, sűrítésen és kilúgozáson át tart, így egyetlen szakaszt sem méreteznek találgatások alapján más szállító berendezéséhez.

A meglévő áramkörök is újjáépülnek, és gyakran a leggyorsabb helyreállítási nyereség az üzemben a cellák újrakonfigurálásából származik, nem pedig hozzáadásával. Az ércek megváltoznak, ahogy a bányák mélyülnek, és egy tíz évvel ezelőtt tervezett áramkör most egy másik ásványtani anyagot tisztít. A napi 3000 tonnás cink flotációs műszaki reform projektünk tipikus eset: ugyanaz a helyszín, ugyanaz az általános berendezésosztály, új konfiguráció és a jelenlegi érchez illeszkedő reagenslogika.

Az üzembe helyezés ezután a tapasztalatok által rutinná váló szekvenciát követi: mechanikus szerelés, vízvizsgálat, első érc betáplálás, majd reagens és szintbeállítás, amíg az áramkör vissza nem tér a tervezett állapotba. Azok az üzemek, amelyek reális költségvetést biztosítanak erre a hangolási időszakra, dráma nélkül érik el a névtábla szerinti teljesítményt; Az üzembe helyezést utólag kezelő üzemek általában az első hónapokban kihagyott termelésből fizetnek.

Mit kell ellenőrizni, mielőtt úszófelszerelést rendel

A berendezések árajánlatok papíron azonosnak tűnhetnek, és nagyon eltérően teljesíthetnek az üzemben. Az alapján, amit látunk, amikor az ügyfelek egy nehéz vásárlás után fordulnak hozzánk, ezek az ellenőrzések elválasztják a hangbeszerzést a drága leckéktől:

1. Erősítse meg a terv mögött meghúzódó ércadatokat. Kérdezze meg a gyártó által használt legutóbbi vizsgálatokat, ásványtani és részecskeméret-eloszlást, és győződjön meg arról, hogy ezek az Ön ércét írják le, nem pedig feltételezést.
2. A hatékony térfogatot kérje, ne a tartály térfogatát. A holt sarkok és a torz áramlási minták csökkentik a valós tartózkodási időt, és a különbség csendesen a helyreállítás több százalékába kerülhet.
3. Igazítsa a gép típusát a részecskemérethez és a cellulózsűrűséghez. A durva, sűrű péphez a hozzájuk tervezett gépek kellenek, nem pedig egy általános célú cella nagyobb motorral.
4. Ellenőrizze a gyártási anyagokat. A járókerekek, a diffúzorok, a tengelyek és a betétek meghatározzák a kopás élettartamát; erősítse meg a gumi vagy poliuretán specifikációit és a várható csereintervallumokat.
5. Ellenőrizze a levegőrendszert. Légkeveréses bankoknál ellenőrizze a ventilátor méretét, a nyomáshatárt és a készenléti kapacitást, mert a helyreállítás leáll, amikor a levegő leáll.
6. A kopóalkatrészek elérhetőségét és a szállítási feltételeket aláírás előtt ellenőrizze, ne az első készlet elhasználódása után.
7. Ragaszkodjon a telepítési és üzembe helyezési támogatáshoz meghatározott mérföldkövekkel, beleértve az első adagolási támogatást és a helyreállítási hangolást.
8. Kérjen referenciákat ugyanarra az érctípusra, és lépjen kapcsolatba velük. Tíz perc telefonálás egy működő üzemtel többet ér, mint bármely brosúra.

A magunk részéről: a Zhujiban, Zhejiang államban található gyár évtizedeket töltött hidrometallurgiai és dúsító berendezések építésével, mintegy 200 vizsgáló- és gyártógéppel együtt kutató-fejlesztő központot működtet, ISO9001 minőségirányítási rendszer szerint működik, és évente több mint 25 000 tonna fémszerkezetet és terméket szállít. A rézzel, cinkkel, molibdénnel, foszfáttal, káliummal és lítiummal kapcsolatos projektek Kínában és Délkelet-Ázsiában, a Közel-Keleten és Afrikában egy referencialistát adnak nekünk, amelynek ellenőrzésére minden leendő ügyfelet biztatunk.

Flotációs áramkör GYIK

Ha új sűrítőt tervez, vagy egy meglévő áramkört újjáépít egy megváltozott érc köré, a leggyorsabb következő lépés egy adatokkal alátámasztott műszaki beszélgetés. Küldje el az alapokat, azaz a céláteresztőképességet, a fejvizsgálatot, az ásványi összetételt, a várható őrleményméretet és a koncentrátum specifikációit, és szakaszonkénti körjavaslat készülhet tartózkodási idő számításokkal, gépválasztással és a telephelyéhez illő elrendezéssel. Ez a javaslat nem egy katalógus, hanem az, ami megmondja, hogy az áramkör valójában mit fog csinálni az érccel.