Kako radi flotacijski stroj: principi, vrste i razmatranja reagensa

Kako radi flotacijski stroj: temeljni mehanizam

Stroj za flotaciju odvaja vrijedne minerale od jalovine stvaranjem pravih uvjeta za odabrane čestice da se pričvrste na mjehuriće zraka i uzdignu u sloj pjene. Sam stroj ne stvara selektivnost. Omogućuje kontrolirano okruženje u kojem oslobađanje minerala, površinska kemija, veličina mjehurića, protok pulpe i stabilnost pjene mogu raditi zajedno. U dobro vođenom krugu, flotacijska ćelija je dio lanca koji počinje u mlinu za mljevenje i nastavlja se kroz kondicioniranje reagensa, grubu obradu, čišćenje i čišćenje.

Slijed rada je lakše razumjeti u četiri faze. Prvo kondicionirana pulpa ulazi u stanicu. Drugo, impeler i zračni sustav raspršuju zrak u male mjehuriće. Treće, hidrofobne čestice sudaraju se s mjehurićima, pričvršćuju se i tvore agregate mjehurića i čestica. Četvrto, pjena se diže, otječe i prelijeva u praonik dok hidrofilne čestice odlaze s jalovinom. Svaki stupanj ima mjerljiv učinak na oporavak i stupanj koncentrata, zbog čega operateri obraćaju veliku pozornost na brzinu zraka, brzinu impelera, dubinu pjene, gustoću punjenja i dodavanje reagensa.

Flotacijska ćelija ima nekoliko funkcionalnih podsustava: spremnik koji drži pulpu, mehanizam za miješanje koji drži krute tvari u suspenziji i raspršuje zrak, sustav za dovod zraka, sustav za pražnjenje pjene te pogonski i kontrolni paket. U samousisnim ćelijama, impeler izvlači zrak iz atmosfere. U ćelijama s prisilnim zračenjem, puhalo dovodi zrak kroz zaseban vod, dajući operateru izravniju kontrolu nad prozračivanjem. Metalurški rezultat manje ovisi o oznaci na ćeliji, a više o tome kako ti podsustavi odgovaraju rudi, kružnom toku i radnom cilju.

Vrijeme boravka jedna je od prvih provjera u bilo kojoj primjeni flotacije. Ćelija koja je premala za protok pulpe će izazvati kratki spoj, smanjiti vrijeme kontakta mjehurića i čestica i gurnuti neoslobođene ili loše kondicionirane čestice u jalovinu. Ćelija koja je prevelika može poboljšati zadržavanje, ali također može povećati kapitalne troškove, potražnju za energijom i poteškoće u kontroli pjene. Praktični cilj nije maksimalno vrijeme boravka; to je dovoljno vremena da se ciljani mineral kondicionira, pričvrsti i oporavi bez preopterećenja pjenaste faze.

Ponašanje pjene vidljiv je rezultat mnogih skrivenih varijabli. Krhka pjena može značiti nisku dozu pjenilice, pretjeranu količinu vode za pranje ili pretjerano prozračivanje. Čvrsta, postojana pjena može značiti visoku dozu pjenilice, finu glinu ili veliku gustoću pulpe. Nijedno stanje nije automatski ni dobro ni loše. Operater mora povezati izgled pjene s rezultatima ispitivanja, povlačenjem mase i performansama nizvodno. Stabilna pjena koja nosi previše gangue može smanjiti stupanj koncentrata jednako brzo kao što slaba pjena može smanjiti oporavak.

Načela koja odlučuju o oporavku i ocjeni

Flotacija ovisi o razlici površinske močivosti između minerala. Vrijedna čestica s hidrofobnom površinom lakše će se pričvrstiti za mjehurić zraka od hidrofilne čestice gangua. Kolektori stvaraju ili pojačavaju hidrofobnost, sredstva za pjenjenje stabiliziraju film mjehurića, aktivatori pripremaju površinu minerala za djelovanje kolektora, a depresori smanjuju flotaciju neželjenih minerala. pH modifikatori mijenjaju kemijski sastav pulpe i utječu na mineralne površine i aktivnost reagensa. Stanica tada mora pružiti dovoljno mogućnosti sudara i pjenasto okruženje koje omogućuje odabranim česticama da se koncentriraju.

Oporavak i nagib obično se kreću u suprotnim smjerovima kada se promijeni jedna radna varijabla. Povećanje brzine zraka može povećati površinu mjehurića i oporavak, ali također može povećati uvlačenje fine gangue i smanjiti nagib. Povećanje dubine pjene može poboljšati drenažu i nagib, ali može smanjiti povlačenje mase i oporavak ako pjena postane previše stabilna. Povećanje brzine rotora može poboljšati ovjes i učestalost sudara, ali pretjerana turbulencija može odvojiti čestice od mjehurića i povećati trošenje. Koristan radni prozor je stoga ravnoteža, a ne jedna zadana točka.

Što se događa kada brzina zraka poraste

Grafikon u nastavku je kvalitativan, ali odražava uobičajeni obrazac u mehaničkim flotacijskim ćelijama. Kako se brzina zraka povećava od niske razine, površina mjehurića i oporavak teže porastu. Nakon određene točke, stabilnost pjene može se smanjiti, uvlačenje se može povećati, a stanicu može postati teže kontrolirati. Točna prijelomna točka ovisi o vrsti pjenilice i doziranju, gustoći pulpe, veličini čestica i funkciji ćelije.

Za timove postrojenja, praktična lekcija je tretirati brzinu zraka kao jedan dio povezanog sustava. Ako se zraka poveća, dubina pjene, doziranje dodatka za pjenu i povlačenje mase također će trebati prilagoditi. Promjena koja izgleda korisna u jednoj ćeliji može stvoriti cirkulirajuće opterećenje u krugu čistača ili poslati više finog ganga u konačni koncentrat. Najbolji rezultati dolaze iz kratkih, kontroliranih testova s ​​uzorkovanjem prije i nakon svake promjene.

Vrste strojeva za flotaciju i gdje odgovaraju

Flotacijske ćelije često se grupiraju prema opskrbi zrakom, načinu miješanja i dužnosti. Samousisne mehaničke ćelije koriste impeler za uvlačenje zraka u pulpu. Jednostavni su za rukovanje i odgovaraju mnogim malim do srednjim krugovima, zadacima grube obrade i primjenama gdje odvojeni puhač nije poželjan. Mehaničke ćelije s prisilnim zrakom koriste vanjski dovod zraka i zasebno djelovanje impelera, što daje veću fleksibilnost u dubljim spremnicima i većim volumenima jedinica. Odabir između njih trebao bi se temeljiti na ispitnom radu, rasporedu strujnog kruga, pristupu održavanju i potrebnom rasponu upravljanja, a ne na općoj preferenciji za jedan dizajn.

Ćelije tipa BF obično se odabiru zbog mehaničke samoaspiracije, snažnog miješanja i jednostavnog rada. Mogu biti praktične za grubu obradu i čišćenje gdje krug treba pouzdanu suspenziju čvrstih čestica i jednostavnu kontrolu zraka. Ćelije tipa XCF/KYF često se koriste tamo gdje su važni prisilni zrak, veći volumeni i stabilnija kontrola prozračivanja. Mogu odgovarati velikim poslovima grube obrade i čišćenja kada je hrana dobro pripremljena i operater ima instrumente za upravljanje zrakom i pjenom. Ćelije tipa JJF često se primjenjuju u poslovima koji zahtijevaju stabilnu pjenu i umjereno prozračivanje, dok se dizajni GF i CLF mogu uzeti u obzir gdje specifično rukovanje pjenom, grube čestice ili uvjeti visoke gustoće zahtijevaju drugačiji mehanički raspored.

Tri opcije opreme u nastavku ilustriraju kako se dizajn ćelije mijenja s radom. Manja samousisna ćelija može biti pravi izbor za kompaktni krug, dok se ćelija s prisilnim zrakom i veliki flotacijski stroj češće razmatraju kada propusnost, raspon upravljanja i broj jedinica postanu odlučujući čimbenici.

Samousisni flotacijski stroj tipa BF Samoaspirirajuća mehanička flotacijska ćelija za kompaktne krugove, s integriranim usisavanjem zraka i gnojnice i modeli od 0,15 do 24 m3. Pogledajte proizvod →

Serija strojeva za flotaciju XCF/KYF Kombinirani XCFII usisni i KYFII dizajn spremnika za istosmjernu struju podržava vodoravne rasporede i smanjuje potrebe za pumpanjem pjene u srednjem povratu mine. Pogledajte proizvod →

Veliki flotacijski strojevi za postrojenja visoke propusnosti Oprema za flotaciju velikog kapaciteta za proširenje postrojenja za obogaćivanje rudače, koja pokriva XCF/KYF i CLF modele sa širokom prilagodljivošću minerala i podrškom za oporavak resursa. Pogledajte proizvod →

Tip ćelije samo je jedan dio odabira. Broj ćelija u seriji, konfiguracija grubo čišćenje-čišćenje, distribucija veličine čestica hrane i shema reagensa utječu na konačni rezultat. Velika ćelija s kratkospojenom dovodnom kutijom slabije će raditi od manje ćelije s dobro dizajniranim pregradama i stabilnim protokom pulpe. Samousisna ćelija s lošim održavanjem dovoda zraka ponašat će se kao loše podešena ćelija s prisilnim zrakom. Mehanički dizajn mora podržavati metalurški posao.

Razmatranja reagensa: sakupljači, sredstva za pjenjenje, aktivatori, depresori, pH modifikatori

Odabir reagensa je mjesto gdje flotacija postaje specifična za minerale. Kolektor koji dobro funkcionira za jedan sulfid može biti neučinkovit ili neselektivan za drugi. Pjenilo koje daje prekrasnu pjenu u bakrenom krugu može biti previše postojano u hrani bogatoj talkom ili glinom. Shema reagensa trebala bi biti izgrađena na temelju mineralogije, veličine oslobađanja, kemije vode i rada na ispitivanju, zatim potvrđena u programu zaključanog ciklusa prije projektiranja u punoj veličini. Doziranje treba biti izraženo u gramima po toni suhe hrane, s jasnim točkama dodavanja i vremenima kondicioniranja.

Sakupljači se obično dodaju u fazama. Mala količina u mlinu za mljevenje ili spremniku za kondicioniranje može pokrenuti površinsku reakciju, dok dodatni kolektor u ćeliji za grubu obradu može održati kinetiku flotacije. Predoziranje kolektora može povećati iskorištenje, ali smanjiti selektivnost, što dovodi do većeg uvlačenja ganga i otežanog čišćenja. Premalo doziranje može ostaviti vrijedne minerale u jalovini, osobito grube ili djelomično oslobođene čestice. fratars trebaju sličnu njegu. Premalo nastavka za pjenjenje daje slabu, nestabilnu pjenu i slab preljev. Previše sredstva za pjenjenje daje čvrstu pjenu koju je teško ocijediti i može sadržavati više sitne mrlje.

Kontrolni popis za odabir reagensa

Temperatura i vrijeme kondicioniranja također su važni. Sakupljaču kojem treba 8 do 10 minuta kondicioniranja u jednom postrojenju može trebati drugačije vrijeme u drugom jer je ruda finija, pH je drugačiji ili smeta kemijski sastav vode. Operater treba zajedno zabilježiti dozu, pH, vrijeme kondicioniranja i reakciju flotacije. Kada se napravi promjena reagensa, prvo pitanje bi trebalo biti je li promjena poboljšala selektivnost kod ciljanog oporavka, a ne jednostavno je li pjena izgledala bolje.

Provjere dizajna i rada prije kupnje

Prvo pitanje pri kupnji nije "koja je ćelija najbolja?" To je "koju dužnost ova ćelija mora obavljati?" Grublja ćelija zahtijeva drugačije zadržavanje, rukovanje pjenom i zaštitu od habanja od čišće ćelije. Stanici čistaču možda je potrebna veća masa i jače miješanje. Za čišću ćeliju možda će trebati dublja pjena, voda za pranje i pažljivija kontrola zraka. Raspored kruga treba definirati prije odabira volumena ćelije, jer broj stupnjeva i cirkulirajuće opterećenje određuju efektivno vrijeme zadržavanja.

Upotrijebite jednostavan izračun za zdravstvenu provjeru volumena ćelije. Nominalno vrijeme zadržavanja je volumen stanice podijeljen s protokom pulpe. Ćelija od 100 m³ koja obrađuje 300 m³/h pulpe ima oko 20 minuta nominalnog zadržavanja, prije uračunavanja kratkog spoja i mrtvog volumena. Ako probni rad zahtijeva 24 do 30 minuta grube obrade, jedna ćelija možda neće biti dovoljna ili će krug možda trebati drugačiji raspored ćelija. Ovaj izračun ne zamjenjuje probni rad, ali brzo pokazuje je li predloženi izgled u pravom rasponu.

Projektne reference su korisne kada odgovaraju dužnosti. Krug koji upravlja flotacijom cinka sa posebnim rasporedom dovoda i čišćenja može otkriti praktične probleme koje opća brošura ne može. The Tehnička reforma flotacije cinka od 3.000 t/d jedan je primjer kako su odabir ćelije, raspored krugova i radni ciljevi povezani u stvarnom projektu. Korisna lekcija nije kopirati shemu toka, već pitati se koji su uvjeti omogućili da ta shema funkcionira i jesu li vaša ruda i uvjeti na gradilištu slični.

Prije naručivanja, zatražite jasan opseg: volumen ćelije, efektivni volumen, brzina rotora, snaga motora, zahtjev za zrakom, raspored preljeva pjene, popis habajućih dijelova, opterećenja temelja i kontrolno sučelje. Zatražite preporučeni radni raspon, ne samo projektnu točku. Krug flotacije koji dobro radi pri jednoj brzini punjenja, ali se ne može smanjiti na 60 posto kapaciteta, stvorit će probleme tijekom puštanja u pogon i tržišnih promjena. Isto se odnosi i na promjene rude: krug koji je podešen samo za jednu mješavinu može imati poteškoća kada se jama pomakne u drugu zonu.

Uobičajeni operativni problemi i popravci

Većina problema s flotacijom pokazuje se kao promjena u pjeni, povlačenju mase, stupnju ili ispitivanju ostatka. Operater bi prvo trebao potvrditi da je hrana stabilna. Iznenadna promjena veličine mljevenja, gustoće pulpe, pH ili protoka reagensa može izgledati kao problem sa stanicom kada stanica reagira samo na hranu. Nakon što se provjeri stabilnost dovoda, pogledajte zrak, dubinu pjene i stanje impelera. Istrošeni rotor može smanjiti disperziju zraka i suspenziju krutih tvari bez promjene zadane vrijednosti.

Jedna uobičajena pogreška je ispravljanje problema s nagibom dodavanjem više depresora prije provjere dubine pjene i vode za pranje. Drugi je povećati dozu kolektora kada je pravi problem nedovoljno oslobađanje. Brza provjera veličine čestica može uštedjeti mnogo reagensa. Ako je ciljni mineral još uvijek zatvoren gangom, nijedna flotacijska ćelija ga ne može čisto odvojiti. Praktični odgovor može biti promjena mljevenja, korak ponovnog mljevenja ili drugačija konfiguracija kruga, a ne veća doza reagensa.

Mehaničke provjere zaslužuju istu pozornost kao i kemijske. Zračne cijevi se mogu nakupiti ili blokirati. Impeleri se mogu neravnomjerno istrošiti. Zazori statora mogu se otvoriti. Usne od pranja pjene mogu postati neujednačene. Ćelija koja je izgubila disperziju zraka često će pokazivati ​​ravnu pjenu i velike gubitke jalovina čak i kada upravljačka ploča izgleda normalno. Mjesečna inspekcija koja bilježi zazor impelera, stanje cijevi za zrak, postavku dubine pjene i struju motora može otkriti pomak prije nego što postane metalurški problem.

Što uključiti u test flotacije i program povećanja

Koristan program ispitivanja flotacije počinje reprezentativnim uzorkom i jasnim pitanjem. Je li cilj potvrditi odabir reagensa, usporediti tipove stanica, procijeniti vrijeme zadržavanja ili predvidjeti čišći učinak? Uzorak bi trebao predstavljati očekivanu hranu, uključujući raspon oksidacije, promjene i oslobađanja koje će biljka vidjeti. Jedan uzorak visokog stupnja može dati optimističan rezultat koji je teško reproducirati u punoj mjeri.

Mineralogiju treba dovršiti prije ili uz flotacijske testove. Identificira ciljane minerale, njihovu povezanost s gangom, veličinu oslobađanja i sve prevlake ili sluz koji mogu ometati djelovanje kolektora. Bez mineralogije odabir reagensa postaje vježba pokušaja i pogreške. S mineralogijom, ispitni radnik može odabrati skupljačku skupinu, raspon pH i depresivnu strategiju s branjivom početnom točkom.

• Ispitivanja otvorenog kruga za utvrđivanje reakcije grube obrade i čišćenja.
• Ispitivanja zaključanog ciklusa za prikaz učinka cirkulirajućih opterećenja i čišćih performansi.
• Ispitivanje doziranja reagensa s postupnim dodavanjem i kontroliranim vremenom kondicioniranja.
• Testovi veličine mljevenja kako bi se pronašla veličina oslobađanja koja daje najbolju ravnotežu stupnja oporavka.
• Ispitivanja kvalitete vode gdje su salinitet, tvrdoća ili rezidualni reagensi promjenjivi.
• Pilot ili poluindustrijska izvođenja kada je krug nov, ruda je složena ili je rizik od proširenja visok.

Povećanje treba uključivati ​​više od volumena ćelije. Brzina zraka po jedinici volumena, dubina pjene, brzina vrha impelera, raspodjela vremena zadržavanja i kapacitet pranja utječu na rezultat. Ćelija koja ima dobre rezultate u laboratorijskoj ćeliji može se ponašati drugačije kada faza pjene postane dublja i kada se promijeni uzorak protoka pulpe. Dizajnerski tim trebao bi pitati kako će se predložena ćelija kontrolirati, uzorkovati i održavati. Krug s dobrim instrumentima i jasnim točkama uzorkovanja lakše je optimizirati nego onaj koji se oslanja samo na vizualnu prosudbu.

Puštanje u pogon mora uključivati osnovno istraživanje. Bilježite brzinu dodavanja, gustoću, pH, protoke reagensa, postavke zraka, dubinu pjene, struju motora i rezultate analize za svaki stupanj. Ta osnovna linija postaje referenca za kasnije rješavanje problema. Kada se problem pojavi nekoliko mjeseci kasnije, tim može usporediti trenutnu pjenu i profil analize s izvornom anketom umjesto nagađanja. Ovo je posebno korisno kada se mješavina rude promijeni ili kada novi operater preuzme krug.

FAQ

Koji je glavni princip flotacijskog stroja?

Glavno načelo je selektivno pričvršćivanje mjehurića. Hidrofobne čestice vežu se za mjehuriće zraka i dižu se u pjenu, dok hidrofilne čestice ostaju u pulpi i odlaze kao jalovina. Ćelija osigurava disperziju zraka, miješanje, vrijeme zadržavanja i uklanjanje pjene.

Kako mogu odabrati između samousisne i flotacijske ćelije s prisilnim zrakom?

Upotrijebite probni rad i dužnost u krugu kako biste odlučili. Samousisne ćelije su jednostavne i odgovaraju mnogim poslovima grube obrade i čišćenja. Ćelije s prisilnim zrakom daju veću kontrolu u dubljim spremnicima i većim volumenima. Konačni izbor treba uzeti u obzir kontrolu zraka, pristup održavanju, stabilnost hrane i potrebni radni raspon.

Zašto dubina pjene utječe na stupanj koncentrata?

Dubina pjene utječe na vrijeme drenaže. Dublja pjena omogućuje da se više ganga vrati u pulpu i može poboljšati razinu, ali ako je preduboka ili previše stabilna, može smanjiti povlačenje mase i oporavak. Prilagodite dubinu pjene pomoću podataka o ispitivanju i povlačenju mase, a ne samo po izgledu.

Koliko reagensa treba dodati?

Doziranje treba proizaći iz testnog rada i biti izraženo u gramima po toni suhe krmive. Dodajte reagense u fazama i provjerite pH, vrijeme kondicioniranja i kvalitetu vode. Doziranje koje djeluje u jednom krugu može biti neuspješno u drugom jer se mineralogija i kemija pulpe razlikuju.

Može li flotacijski stroj popraviti loše oslobađanje?

Ne. Flotacija može odvojiti samo čestice koje su dovoljno oslobođene i imaju odgovarajuću površinsku kemiju. Ako je ciljani mineral zarobljen u gangu, krug će možda trebati finije mljevenje, korak ponovnog mljevenja ili drugačiji tok prije nego što se poboljšaju performanse flotacije.

Što treba pregledati tijekom rutinskog održavanja?

Provjerite istrošenost rotora i statora, cijevi za zrak, otvore za pranje pjene, obloge spremnika, pogonske komponente i upravljačke ventile. Zabilježite struju motora i tlak zraka. Mali mehanički pomak može smanjiti disperziju zraka i uzrokovati gubitke u jalovini prije nego što se vidi u kontrolnoj sobi.

Kada je veliki flotacijski stroj bolji izbor?

Velika ćelija može smanjiti broj jedinica, pojednostaviti raspored i smanjiti pozornost operatera po jedinici. Najprikladnije je kada je dovod stabilan, krug dobro kontroliran i planiran pristup održavanju. Nije automatski bolje za svaku dužnost, posebno tamo gdje su fleksibilnost ili česte promjene rude važne.