Ako funguje flotačný stroj: princípy, typy a úvahy o činidlách

Ako funguje flotačný stroj: hlavný mechanizmus

Flotačný stroj oddeľuje cenné minerály od hlušiny vytvorením správnych podmienok pre vybrané častice, aby sa pripojili k vzduchovým bublinám a stúpali do penovej vrstvy. Samotný stroj nevytvára selektivitu. Poskytuje kontrolované prostredie, v ktorom môže spolupracovať uvoľňovanie minerálov, povrchová chémia, veľkosť bublín, tok buničiny a stabilita peny. V dobre fungujúcom okruhu je flotačná bunka súčasťou reťazca, ktorý začína v mlecom mlyne a pokračuje úpravou činidla, zdrsňovaním, oplachovaním a čistením.

Pracovná postupnosť je ľahšie pochopiteľná v štyroch fázach. Po prvé, upravená buničina vstupuje do bunky. Po druhé, obežné koleso a vzduchový systém rozptyľujú vzduch do malých bublín. Po tretie, hydrofóbne častice narážajú na bubliny, prichytávajú sa a vytvárajú agregáty bublina-častice. Po štvrté, pena stúpa, steká a preteká do žľabu, zatiaľ čo hydrofilné častice odchádzajú s hlušinou. Každá fáza má merateľný vplyv na regeneráciu a stupeň koncentrátu, a preto operátori venujú veľkú pozornosť rýchlosti vzduchu, rýchlosti obežného kolesa, hĺbke peny, hustote podávania a pridávaniu činidla.

Flotačná bunka má niekoľko funkčných podsystémov: nádrž, ktorá drží buničinu, miešací mechanizmus, ktorý udržuje pevné látky v suspenzii a rozptyľuje vzduch, zariadenie na prívod vzduchu, systém vypúšťania peny a pohonný a riadiaci balík. V samonasávacích článkoch činnosť obežného kolesa nasáva vzduch z atmosféry. V článkoch s núteným obehom vzduchu dúchadlo dodáva vzduch cez samostatné vedenie, čo dáva operátorovi priamu kontrolu nad prevzdušňovaním. Metalurgický výsledok závisí menej od štítku na článku a viac od toho, ako sa tieto podsystémy zhodujú s rudou, výkonom okruhu a prevádzkovým cieľom.

Doba zotrvania je jednou z prvých kontrol v akejkoľvek flotačnej aplikácii. Bunka, ktorá je príliš malá na tok buničiny, sa skratuje, skracuje čas kontaktu bubliny s časticami a vytlačí neuvoľnené alebo zle upravené častice do hlušiny. Bunka, ktorá je príliš veľká, môže zlepšiť zadržiavanie, ale môže tiež zvýšiť kapitálové náklady, spotrebu energie a ťažkosti s reguláciou peny. Praktickým cieľom nie je maximálny čas zotrvania; je dostatočný čas na to, aby bol cieľový minerál upravený, prichytený a regenerovaný bez preťaženia penovej fázy.

Správanie peny je viditeľným výsledkom mnohých skrytých premenných. Krehká pena môže naznačovať nízke dávkovanie napeňovača, nadmerné množstvo umývacej vody alebo prevzdušnenie. Tvrdá, pretrvávajúca pena môže naznačovať vysoké dávkovanie peny, jemnú hlinku alebo vysokú hustotu dužiny. Ani jeden stav nie je automaticky dobrý alebo zlý. Operátor musí porovnať vzhľad peny s výsledkami testu, hmotnostným ťahom a následným výkonom. Stabilná pena, ktorá nesie príliš veľa hlušiny, môže znížiť stupeň koncentrácie rovnako rýchlo, ako slabá pena môže znížiť regeneráciu.

Princípy, ktoré rozhodujú o zotavení a stupni

Flotácia závisí od rozdielu povrchovej zmáčavosti medzi minerálmi. Cenná častica s hydrofóbnym povrchom sa pripojí k vzduchovej bubline ľahšie ako častica hydrofilnej hlušiny. Kolektory vytvárajú alebo posilňujú hydrofóbnosť, napeňovače stabilizujú bublinkový film, aktivátory pripravujú minerálny povrch pre pôsobenie kolektora a depresanty znižujú flotáciu nežiaducich minerálov. Modifikátory pH menia chemické zloženie buničiny a ovplyvňujú minerálne povrchy aj aktivitu činidiel. Bunka potom musí poskytnúť dostatok kolízií a penové prostredie, ktoré umožní vybraným časticiam podávať správy a sústrediť sa.

Zotavenie a sklon sa zvyčajne pohybujú opačným smerom, keď sa zmení jedna prevádzková premenná. Zvýšenie rýchlosti vzduchu môže zvýšiť plochu povrchu bublín a zotavenie, ale môže tiež zvýšiť strhávanie jemnej hlušiny a znížiť stupeň. Zvýšenie hĺbky peny môže zlepšiť odvodnenie a stupeň, ale môže znížiť ťah hmoty a regeneráciu, ak sa pena stane príliš stabilnou. Zvýšenie rýchlosti obežného kolesa môže zlepšiť odpruženie a frekvenciu kolízií, ale nadmerná turbulencia môže uvoľniť častice z bublín a zvýšiť opotrebovanie. Užitočné prevádzkové okno je teda rovnováha, nie jedna nastavená hodnota.

Čo sa stane, keď rýchlosť vzduchu stúpne

Tabuľka nižšie je kvalitatívna, ale odráža bežný vzor v mechanických flotačných bunkách. Keď sa rýchlosť vzduchu zvyšuje z nízkej úrovne, povrchová plocha bublín a regenerácia majú tendenciu stúpať. Za určitým bodom sa stabilita peny môže znížiť, strhávanie sa môže zvýšiť a bunka sa môže ťažšie kontrolovať. Presný bod obratu závisí od typu a dávkovania napeňovača, hustoty buničiny, veľkosti častíc a výkonu článku.

Pre tímy rastlín je praktickou lekciou zaobchádzanie s rýchlosťou vzduchu ako s jednou časťou prepojeného systému. Ak sa vzduch zvýši, môže byť potrebné upraviť aj hĺbku peny, dávkovanie napeňovača a ťah hmoty. Zmena, ktorá vyzerá ako užitočná v jednej bunke, môže vytvoriť cirkulujúcu záťaž v okruhu čističa alebo poslať jemnejšiu hlušinu do konečného koncentrátu. Najlepšie výsledky prinášajú krátke, kontrolované testy s odberom vzoriek pred a po každej zmene.

Typy flotačných strojov a ich umiestnenie

Flotačné bunky sú často zoskupené podľa prívodu vzduchu, štýlu miešania a činnosti. Samonasávacie mechanické články využívajú obežné koleso na nasávanie vzduchu do buničiny. Jednoducho sa ovládajú a vyhovujú mnohým malým až stredným okruhom, hrubovacím prácam a aplikáciám, kde nie je žiaduce samostatné dúchadlo. Mechanické články s núteným obehom vzduchu využívajú externý prívod vzduchu a samostatné obežné koleso, čo poskytuje väčšiu flexibilitu v hlbších nádržiach a väčších objemoch jednotiek. Voľba medzi nimi by mala byť založená na testovacej práci, usporiadaní okruhu, prístupe k údržbe a požadovanom rozsahu ovládania, nie na všeobecnej preferencii jedného dizajnu.

Bunky typu BF sa bežne vyberajú pre mechanické samonasávanie, robustné miešanie a jednoduchú prevádzku. Môžu byť praktické na hrubovanie a čistenie tam, kde okruh potrebuje spoľahlivé zavesenie pevných látok a jednoduché ovládanie vzduchu. Články typu XCF/KYF sa často používajú tam, kde je dôležitý nútený vzduch, väčšie objemy a stabilnejšie riadenie prevzdušňovania. Môžu vyhovovať veľkým hrubovacím a čistiacim úlohám, keď je krmivo dobre pripravené a operátor má prístroje na riadenie vzduchu a peny. Články typu JJF sa často používajú v zariadeniach, ktoré vyžadujú stabilnú penu a mierne prevzdušňovanie, zatiaľ čo konštrukcie GF a CLF možno zvážiť tam, kde špecifické zaobchádzanie s penou, hrubé častice alebo podmienky s vysokou hustotou vyžadujú odlišné mechanické usporiadanie.

Tri možnosti vybavenia uvedené nižšie ilustrujú, ako sa mení dizajn článkov s prevádzkou. Menšia samonasávacia bunka môže byť tým správnym riešením pre kompaktný okruh, zatiaľ čo bunka s núteným obehom vzduchu a veľký flotačný stroj sa častejšie zvažujú, keď sa rozhodujúcimi faktormi stanú priepustnosť, regulačný rozsah a počet jednotiek.

Samonasávací flotačný stroj typu BF Samonasávacia mechanická flotačná bunka pre kompaktné okruhy, s integrovaným nasávaním vzduchu a kalu a modely od 0,15 do 24 m3. Zobraziť produkt →

Séria flotačných strojov XCF/KYF Kombinovaný dizajn XCFII sania a KYFII jednosmerného dizajnu nádrže podporuje horizontálne usporiadanie a znižuje potrebu penového čerpadla pri strednom návrate z mín. Zobraziť produkt →

Veľké flotačné stroje pre vysokovýkonné zariadenia Vysokokapacitné flotačné zariadenie pre rozširovanie úpravní rúd, pokrývajúce modely XCF/KYF a CLF so širokou prispôsobivosťou minerálov a podporou obnovy zdrojov. Zobraziť produkt →

Typ bunky je len jednou časťou výberu. Konečný výsledok ovplyvňuje počet buniek v sérii, konfigurácia zdrsňovania-vyčistenia-čistenia, distribúcia veľkosti častíc podávania a schéma činidla. Veľká bunka s napájacou skriňou nakrátko bude mať nižšiu výkonnosť ako menšia bunka s dobre navrhnutými priehradkami a stabilným tokom buničiny. Samonasávací článok so zlou údržbou prívodu vzduchu sa bude správať ako zle nastavený článok s núteným obehom vzduchu. Mechanický dizajn musí podporovať metalurgickú prácu.

Úvahy o činidlách: zberače, napeňovače, aktivátory, depresanty, modifikátory pH

Výber činidla je miesto, kde sa flotácia stáva špecifickou pre minerály. Zberač, ktorý funguje dobre pre jeden sulfid, môže byť neúčinný alebo neselektívny pre iný. Napeňovač, ktorý vytvára krásnu penu v medenom okruhu, môže byť príliš vytrvalý v krmive bohatom na mastenec alebo íl. Schéma činidla by mala byť zostavená z mineralógie, veľkosti uvoľnenia, chémie vody a testovacej práce, potom by mala byť potvrdená v programe uzamknutého cyklu pred úplným návrhom. Dávkovanie by malo byť vyjadrené v gramoch na tonu suchého krmiva s jasnými bodmi pridávania a časmi úpravy.

Kolektory sa zvyčajne pridávajú postupne. Malé množstvo v mlecom mlyne alebo v kondicionačnej nádrži môže spustiť povrchovú reakciu, zatiaľ čo ďalší zberač v hrubovacej bunke môže udržiavať kinetiku flotácie. Predávkovaný zberač môže zvýšiť regeneráciu, ale znížiť selektivitu, čo vedie k vyššiemu strhávaniu hlušiny a zložitému čisteniu. Poddávkovanie môže zanechať cenné minerály v hlušine, najmä hrubé alebo čiastočne uvoľnené častice. Napeňovačs potrebujú podobnú starostlivosť. Príliš málo napeňovača vytvára slabú, nestabilnú penu a slabé pretečenie. Príliš veľa napeňovača vytvára tvrdú penu, ktorá sa ťažko odvádza a môže obsahovať jemnejšiu hlušinu.

Kontrolný zoznam pre výber činidla

Rozhodujúca je aj teplota a čas úpravy. Zberač, ktorý potrebuje 8 až 10 minút kondicionovania v jednom závode, môže potrebovať iný čas v inom, pretože ruda je jemnejšia, pH je iné alebo chemizmus vody zasahuje. Operátor by mal spoločne zaznamenať dávku, pH, čas kondicionovania a odozvu flotácie. Keď sa vykoná výmena činidla, prvou otázkou by malo byť, či zmena zlepšila selektivitu pri cieľovom výťažku, nielen to, či pena vyzerala lepšie.

Kontroly dizajnu a prevádzky pred kúpou

Prvá otázka nákupu nie je „ktorá bunka je najlepšia?“ Je to "akú povinnosť musí táto bunka vykonávať?" Hrubšia bunka potrebuje inú retenciu, manipuláciu s penou a ochranu proti opotrebovaniu ako čistejšia bunka. Vychytávacia bunka môže potrebovať vyšší hmotnostný ťah a silnejšie miešanie. Čistejšia bunka môže potrebovať hlbšiu penu, umývaciu vodu a starostlivejšiu reguláciu vzduchu. Usporiadanie okruhu by malo byť definované pred výberom objemu článku, pretože počet stupňov a cirkulujúca záťaž určujú efektívnu dobu zotrvania.

Použite jednoduchý výpočet na kontrolu objemu buniek. Nominálny retenčný čas je objem buniek vydelený prietokom buničiny. 100 m³ bunka spracovávajúca 300 m³/h buničiny má asi 20 minút nominálnej retencie, pred započítaním skratu a mŕtveho objemu. Ak si testovacia práca vyžaduje 24 až 30 minút hrubovania, jeden článok nemusí stačiť alebo obvod môže potrebovať iné usporiadanie článkov. Tento výpočet nenahrádza testovaciu prácu, ale rýchlo ukáže, či je navrhované rozloženie v správnom rozsahu.

Referencie projektu sú užitočné, keď zodpovedajú povinnosti. Okruh, ktorý zvláda flotáciu zinku so špecifickým usporiadaním podávania a čistenia, môže odhaliť praktické problémy, ktoré všeobecná brožúra nedokáže. The Technická reforma flotácie zinku 3 000 t/d je jedným z príkladov toho, ako sú výber bunky, usporiadanie okruhu a prevádzkové ciele prepojené v skutočnom projekte. Užitočnou lekciou nie je kopírovať vývojový diagram, ale spýtať sa, aké podmienky spôsobili fungovanie tohto vývojového diagramu a či sú vaše podmienky v rudách a na mieste podobné.

Pred zadaním objednávky si vyžiadajte jasný rozsah: objem článku, efektívny objem, rýchlosť obežného kolesa, výkon motora, potreba vzduchu, usporiadanie prepadu peny, zoznam opotrebovaných dielov, zaťaženie základov a ovládacie rozhranie. Požiadajte o odporúčaný prevádzkový rozsah, nielen o konštrukčný bod. Flotačný okruh, ktorý dobre beží pri jednej rýchlosti podávania, ale nedokáže znížiť kapacitu na 60 percent, spôsobí problémy pri uvádzaní do prevádzky a zmenách na trhu. To isté platí pre zmeny rudy: okruh, ktorý je vyladený len pre jednu zmes, môže mať problémy, keď sa jama presunie do inej zóny.

Bežné prevádzkové problémy a opravy

Väčšina problémov s flotáciou sa prejavuje ako zmena v analýze peny, ťahu hmoty, stupňa alebo hlušiny. Operátor by mal najskôr potvrdiť, že krmivo je stabilné. Náhla zmena veľkosti mletia, hustoty dužiny, pH alebo prietoku činidla môže vyzerať ako problém s bunkou, keď bunka reaguje iba na prívod. Po skontrolovaní stability podávania skontrolujte vzduch, hĺbku peny a stav obežného kolesa. Opotrebované obežné koleso môže znížiť rozptyl vzduchu a suspenziu pevných látok bez akejkoľvek zmeny nastavenej hodnoty.

Jednou z bežných chýb je opraviť problém s triedou pridaním ďalšieho depresantu pred kontrolou hĺbky peny a umývacej vody. Ďalším je zvýšenie dávky zberača, keď skutočným problémom je nedostatočné uvoľnenie. Rýchla kontrola veľkosti častíc môže ušetriť veľa činidla. Ak je cieľový minerál stále uzamknutý hlušinou, žiadna flotačná bunka ho nedokáže čisto oddeliť. Praktickou reakciou môže byť zmena mletia, krok opätovného mletia alebo iná konfigurácia okruhu, nie vyššia dávka činidla.

Mechanické kontroly si zaslúžia rovnakú pozornosť ako chemické kontroly. Vzduchové potrubia sa môžu usadzovať alebo blokovať. Obežné kolesá sa môžu opotrebovať nerovnomerne. Statorové medzery sa môžu otvoriť. Pery na umývanie peny môžu byť nerovnomerné. Bunka, ktorá stratila rozptyl vzduchu, často vykazuje plochú penu a vysoké straty hlušiny, aj keď ovládací panel vyzerá normálne. Mesačná kontrola, ktorá zaznamenáva vôľu obežného kolesa, stav vzduchového potrubia, nastavenie hĺbky peny a prúd motora, môže odhaliť posun skôr, ako sa stane metalurgickým problémom.

Čo zahrnúť do flotačného testu a škálovacieho programu

Užitočný program flotačného testu začína reprezentatívnou vzorkou a jasnou otázkou. Je cieľom potvrdiť výber činidla, porovnať typy buniek, odhadnúť retenčný čas alebo predpovedať čistiaci výkon? Vzorka by mala predstavovať očakávané krmivo vrátane rozsahu oxidácie, zmeny a uvoľnenia, ktoré rastlina uvidí. Jediná vzorka vysokej kvality môže poskytnúť optimistický výsledok, ktorý je ťažké reprodukovať v plnom rozsahu.

Mineralógia by mala byť dokončená pred alebo popri flotačných testoch. Identifikuje cieľové minerály, ich spojenie s hlušinou, veľkosť uvoľnenia a akékoľvek povlaky alebo slizy, ktoré môžu narúšať činnosť kolektora. Bez mineralógie sa výber činidla stáva cvičením pokus-omyl. S mineralógiou si skúšobný pracovník môže vybrať skupinu kolektorov, rozsah pH a depresívnu stratégiu s obhájiteľným východiskovým bodom.

• Testy otvoreného okruhu na stanovenie odozvy na hrubovanie a čistenie.
• Testy uzamknutého cyklu na preukázanie účinku cirkulujúceho zaťaženia a čistejšieho výkonu.
• Testy dávkovania činidla s pridávaním stupňa a riadeným časom kondicionovania.
• Testy veľkosti brúsenia na zistenie veľkosti uvoľnenia, ktorá poskytuje najlepšiu rovnováhu na úrovni regenerácie.
• Testy kvality vody, kde sa mení slanosť, tvrdosť alebo zvyškové činidlá.
• Pilotné alebo polopriemyselné prevádzky, keď je okruh nový, ruda je zložitá alebo riziko zväčšenia je vysoké.

Zväčšenie by malo zahŕňať viac ako len objem buniek. Množstvo vzduchu na jednotku objemu, hĺbka peny, rýchlosť špičky obežného kolesa, distribúcia času zotrvania a kapacita bielizne, to všetko ovplyvňuje výsledok. Bunka, ktorá funguje dobre v laboratórnej bunke, sa môže správať odlišne, keď sa penová fáza prehĺbi a vzor toku miazgy sa zmení. Dizajnový tím by sa mal opýtať, ako bude navrhovaná bunka kontrolovaná, vzorkovaná a udržiavaná. Okruh s dobrým prístrojovým vybavením a jasnými vzorkovacími bodmi je jednoduchšie optimalizovať ako obvod, ktorý sa spolieha len na vizuálny úsudok.

Uvedenie do prevádzky by malo zahŕňať základný prieskum. Zaznamenajte rýchlosť podávania, hustotu, pH, prietoky činidiel, nastavenia vzduchu, hĺbku peny, prúd motora a výsledky analýzy pre každú fázu. Tento základ sa stane referenciou pre neskoršie riešenie problémov. Keď sa problém objaví o mesiace neskôr, tím môže namiesto hádania porovnať aktuálny profil peny a testu s pôvodným prieskumom. To je obzvlášť užitočné, keď sa menia rudy alebo keď nový operátor prevezme okruh.

FAQ

Aký je hlavný princíp flotačného stroja?

Hlavným princípom je selektívne uchytenie bubliny. Hydrofóbne častice sa viažu na vzduchové bubliny a stúpajú do peny, zatiaľ čo hydrofilné častice zostávajú v buničine a odchádzajú ako hlušina. Bunka zabezpečuje rozptýlenie vzduchu, miešanie, čas zotrvania a odstraňovanie peny.

Ako si môžem vybrať medzi samonasávacou bunkou a flotačnou bunkou s núteným obehom vzduchu?

Na rozhodnutie použite testovaciu prácu a obvodovú povinnosť. Samonasávacie články sú jednoduché a vyhovujú mnohým hrubovacím a čistiacim prácam. Bunky s núteným obehom vzduchu poskytujú väčšiu kontrolu v hlbších nádržiach a väčších objemoch. Pri konečnom výbere by sa malo zvážiť ovládanie vzduchu, prístup k údržbe, stabilita podávania a požadovaný prevádzkový rozsah.

Prečo hĺbka peny ovplyvňuje stupeň koncentrátu?

Hĺbka peny ovplyvňuje čas odvodnenia. Hlbšia pena umožňuje väčšiemu odtoku hlušiny späť do dužiny a môže zlepšiť stupeň, ale ak je príliš hlboká alebo príliš stabilná, môže znížiť ťah a regeneráciu hmoty. Upravte hĺbku peny pomocou údajov testu a hmotnosti, nie iba vzhľadu.

Koľko činidla treba pridať?

Dávkovanie by malo pochádzať z testovacej práce a malo by byť vyjadrené v gramoch na tonu suchého krmiva. Postupne pridávajte činidlá a skontrolujte pH, čas úpravy a kvalitu vody. Dávka, ktorá funguje v jednom okruhu, môže zlyhať v inom, pretože mineralógia a chémia buničiny sú odlišné.

Môže flotačný stroj opraviť slabé vyslobodenie?

Nie. Flotácia môže oddeliť len častice, ktoré sú dostatočne uvoľnené a majú správnu povrchovú chémiu. Ak je cieľový minerál zaseknutý v hlušine, okruh môže potrebovať jemnejšie mletie, krok opätovného mletia alebo iný prietokový list, kým sa výkon flotácie zlepší.

Čo treba kontrolovať pri bežnej údržbe?

Skontrolujte opotrebovanie obežného kolesa a statora, vzduchové potrubia, perá na penu, vložky nádrže, komponenty pohonu a riadiace ventily. Zaznamenajte prúd motora a tlak vzduchu. Malý mechanický posun môže znížiť rozptyl vzduchu a spôsobiť straty hlušiny skôr, ako je viditeľný v riadiacej miestnosti.

Kedy je veľký flotačný stroj lepšou voľbou?

Veľká bunka môže znížiť počet jednotiek, zjednodušiť usporiadanie a znížiť pozornosť operátora na jednotku. Najvhodnejšie je, keď je prívod stabilný, okruh je dobre kontrolovaný a je naplánovaný prístup údržby. Nie je to automaticky lepšie pre každú službu, najmä tam, kde je dôležitá flexibilita alebo časté zmeny rudy.