Sådan fungerer en flotationsmaskine: principper, typer og reagensovervejelser

Sådan fungerer en flydemaskine: kernemekanismen

En flotationsmaskine adskiller værdifulde mineraler fra gang ved at skabe de rette betingelser for, at udvalgte partikler kan binde sig til luftbobler og stige til et skumlag. Maskinen i sig selv skaber ikke selektivitet. Det giver et kontrolleret miljø, hvor mineralfrigørelse, overfladekemi, boblestørrelse, pulpflow og skumstabilitet kan arbejde sammen. I et veldrevet kredsløb er flotationscellen en del af en kæde, der starter i slibemøllen og fortsætter gennem reagenskonditionering, skrubning, oprensning og rengøring.

Arbejdssekvensen er lettere at forstå i fire trin. Først kommer konditioneret pulp ind i cellen. For det andet spreder pumpehjulet og luftsystemet luft i små bobler. For det tredje kolliderer hydrofobe partikler med bobler, hæfter og danner boble-partikelaggregater. For det fjerde stiger skummet, dræner og flyder over i vaskeriet, mens hydrofile partikler forlader med tailings. Hvert trin har en målbar effekt på genvinding og koncentratkvalitet, hvorfor operatører er meget opmærksomme på lufthastighed, pumpehjulshastighed, skumdybde, fødetæthed og reagenstilsætning.

En flotationscelle har flere funktionelle undersystemer: en tank, der holder pulpen, en omrøringsmekanisme, der holder faste stoffer suspenderet og spreder luft, et lufttilførselsarrangement, et skumudledningssystem og en driv- og kontrolpakke. I selvaspirerede celler trækker pumpehjulsvirkningen luft fra atmosfæren. I tvangsluftceller tilfører en blæser luft gennem en separat ledning, hvilket giver operatøren mere direkte kontrol over beluftningen. Det metallurgiske resultat afhænger mindre af etiketten på cellen og mere af, hvordan disse undersystemer matcher malmen, kredsløbspligten og driftsmålet.

Opholdstid er en af ​​de første kontroller i enhver flotationsansøgning. En celle, der er for lille til pulpstrømmen, vil kortslutte, reducere boble-partikel-kontakttiden og skubbe ufrigjorte eller dårligt konditionerede partikler ind i tailings. En celle, der er for stor, kan forbedre fastholdelsen, men kan også øge kapitalomkostninger, strømbehov og vanskeligheder med at kontrollere skum. Det praktiske mål er ikke maksimal opholdstid; det er tilstrækkelig tid til, at målmineralet kan konditioneres, fæstnes og genvindes uden at overbelaste skumfasen.

Skumadfærd er det synlige resultat af mange skjulte variabler. Et skørt skum kan indikere lav skummerdosering, for meget vaskevand eller overluftning. Et sejt, vedvarende skum kan indikere høj skummerdosering, fint ler eller høj massefylde. Ingen af ​​tilstandene er automatisk gode eller dårlige. Operatøren skal relatere skumudseende til analyseresultater, masseudtrækning og nedstrøms ydeevne. Et stabilt skum, der bærer for meget gang, kan sænke koncentratkvaliteten lige så hurtigt, som et svagt skum kan sænke genvindingen.

Principper, der bestemmer restitution og karakter

Flotation afhænger af forskellen i overfladebefugtning mellem mineraler. En værdifuld partikel med en hydrofob overflade hæfter sig lettere til en luftboble end en hydrofil gang partikel. Samlere skaber eller styrker hydrofobicitet, skummer stabiliserer boblefilmen, aktivatorer forbereder en mineraloverflade til opsamlervirkning, og dæmpende midler reducerer flotationen af ​​uønskede mineraler. pH-modificerende midler ændrer pulpens kemi og påvirker både mineraloverflader og reagensaktivitet. Cellen skal så give nok kollisionsmuligheder og et skummiljø, der gør det muligt for de udvalgte partikler at rapportere at koncentrere sig.

Genopretning og gradering bevæger sig normalt i modsatte retninger, når en enkelt driftsvariabel ændres. Forøgelse af lufthastigheden kan øge bobleoverfladearealet og genvinding, men det kan også øge indfangningen af ​​fin ganggang og reducere kvaliteten. Forøgelse af skumdybden kan forbedre dræning og grad, men det kan reducere massetræk og genvinding, hvis skummet bliver for stabilt. Øget pumpehjulshastighed kan forbedre affjedringen og kollisionsfrekvensen, men overdreven turbulens kan løsne partikler fra bobler og øge sliddet. Det nyttige driftsvindue er derfor en balance, ikke et enkelt sætpunkt.

Hvad sker der, når lufthastigheden stiger

Nedenstående diagram er kvalitativt, men det afspejler et almindeligt mønster i mekaniske flotationsceller. Når lufthastigheden stiger fra et lavt niveau, har bobleoverfladearealet og genvinding tendens til at stige. Ud over et vist punkt kan skumstabiliteten falde, medtrængning kan øges, og cellen kan blive sværere at kontrollere. Det nøjagtige vendepunkt afhænger af skummertype og dosering, massefylde, partikelstørrelse og cellens funktion.

For plantehold er den praktiske lektion at behandle luftmængden som en del af et forbundet system. Hvis luften øges, kan skumdybden, doseringen af ​​skummer og massetræk muligvis også justeres. En ændring, der ser nyttig ud i én celle, kan skabe en cirkulerende belastning i rensekredsløbet eller sende mere fin gang til det endelige koncentrat. De bedste resultater kommer fra korte, kontrollerede test med prøveudtagning før og efter hver ændring.

Flotationsmaskinetyper og hvor de passer

Flotationsceller er ofte grupperet efter lufttilførsel, omrøringsstil og pligt. Selvaspirerede mekaniske celler bruger pumpehjulet til at trække luft ind i pulpen. De er enkle at betjene og passer til mange små til mellemstore kredsløb, skrubbearbejdning og applikationer, hvor en separat blæser ikke er ønskelig. Mekaniske celler med tvangsluft bruger en ekstern lufttilførsel og separat pumpehjul, hvilket giver mere fleksibilitet i dybere tanke og større enhedsvolumener. Valget mellem dem bør baseres på testarbejde, kredsløbslayout, vedligeholdelsesadgang og det nødvendige kontrolområde, ikke på en generel præference for ét design.

BF-type celler vælges almindeligvis til mekanisk selvaspiration, robust omrøring og ligetil betjening. De kan være en praktisk pasform til skrub- og udrensning, hvor kredsløbet har brug for pålidelig faststofophæng og enkel luftkontrol. Celler af typen XCF/KYF bruges ofte, hvor tvungen luft, større volumener og mere stabil beluftningskontrol er vigtig. De kan passe til store skrub- og rengøringsopgaver, når foderet er godt forberedt, og operatøren har instrumenteringen til at håndtere luft og skum. JJF-typeceller anvendes ofte i opgaver, der kræver stabilt skum og moderat beluftning, mens GF- og CLF-design kan overvejes, hvor specifik skumhåndtering, grove partikler eller højdensitetsforhold kræver et andet mekanisk arrangement.

De tre udstyrsmuligheder nedenfor illustrerer, hvordan celledesign ændres i takt med driften. En mindre selvsugende celle kan være den rigtige pasform til et kompakt kredsløb, mens en forceret luftcelle og en stor flotationsmaskine oftere overvejes, når gennemløb, kontrolområde og enhedstal bliver de afgørende faktorer.

BF Type selvsugende flydemaskine Selvsugende mekanisk flotationscelle til kompakte kredsløb, med integreret luft- og gyllesug og modeller fra 0,15 til 24 m3. Se produkt →

XCF/KYF Flotation Machine Series Kombineret XCFII sugning og KYFII jævnstrøm tank design understøtter horisontale layouts og reducerer skumpumpebehov i mellem-miner retur. Se produkt →

Store flydemaskiner til højkapacitetsanlæg Flotationsudstyr med høj kapacitet til udvidelse af malmbearbejdningsanlæg, der dækker XCF/KYF- og CLF-modeller med bred mineraltilpasningsevne og ressourcegenvindingsstøtte. Se produkt →

Celletype er kun en del af markeringen. Antallet af celler i serie, konfigurationen af ​​skrub-fjerning-rengøring, fødepartikelstørrelsesfordelingen og reagensskemaet har alle indflydelse på det endelige resultat. En stor celle med en kortsluttende fødeboks vil underpræstere en mindre celle med veldesignede bafler og stabilt pulpflow. En selvaspirerende celle med dårlig vedligeholdelse af luftindtaget vil opføre sig som en dårligt indstillet tvungen luftcelle. Det mekaniske design skal understøtte det metallurgiske arbejde.

Reagensovervejelser: Samlere, skummere, aktivatorer, sænkende midler, pH-modificerende midler

Reagensvalg er, hvor flotation bliver mineralspecifik. En opsamler, der fungerer godt for ét sulfid, kan være ineffektiv eller uselektiv for en anden. En skummer, der giver et smukt skum i et kobberkredsløb, kan være for vedholdende i et talkumrigt eller lerrigt foder. Reagensskemaet bør bygges ud fra mineralogi, frigørelsesstørrelse, vandkemi og testarbejde, og derefter bekræftes i et program med låst cyklus før fuldskaladesign. Doseringen skal udtrykkes i gram pr. ton tørfoder med tydelige tilsætningspunkter og konditioneringstider.

Samlere tilføjes normalt i etaper. En lille mængde i slibemøllen eller konditioneringstanken kan starte overfladereaktionen, mens yderligere opsamler i skrubningscellen kan opretholde flotationskinetikken. Overdoseringsopsamleren kan øge restitutionen, men reducere selektiviteten, hvilket fører til højere ganggangmedrivning og vanskelig rengøring. Underdosering kan efterlade værdifulde mineraler i tailings, især grove eller delvist frigjorte partikler. Skummer har brug for lignende pleje. For lidt opskummer giver et svagt, ustabilt skum og dårligt overløb. For meget skummer giver et sejt skum, der er svært at dræne og kan bære mere fin gang.

Tjekliste for valg af reagens

Temperatur og konditioneringstid har også betydning. En opsamler, der har brug for 8 til 10 minutters konditionering i en plante, kan have brug for en anden tid i en anden, fordi malmen er finere, pH-værdien er anderledes, eller vandkemien forstyrrer. Operatøren bør registrere dosering, pH, konditioneringstid og flotationsrespons sammen. Når der foretages en reagensændring, bør det første spørgsmål være, om ændringen forbedrede selektiviteten ved målgenvindingen, ikke blot om skummet så bedre ud.

Design- og driftstjek før du køber

Det første købsspørgsmål er ikke "hvilken celle er bedst?" Det er "hvilken pligt skal denne celle udføre?" En mere ru celle har brug for anden fastholdelse, skumhåndtering og slidbeskyttelse end en renere celle. En rensecelle kan have brug for højere massetræk og stærkere omrøring. En renere celle kan have brug for dybere skum, vaskevand og mere omhyggelig luftkontrol. Kredsløbsarrangementet bør defineres, før cellevolumenet vælges, fordi antallet af trin og den cirkulerende belastning bestemmer den effektive opholdstid.

Brug en simpel beregning til at kontrollere cellevolumen. Nominel retentionstid er cellevolumen divideret med pulpflow. En 100 m³ celle, der behandler 300 m³/h pulp, har ca. 20 minutters nominel retention, før der tages højde for kortslutning og dødvolumen. Hvis testarbejde kræver 24 til 30 minutter i skrub, er en celle muligvis ikke nok, eller kredsløbet kan have brug for et andet cellearrangement. Denne beregning erstatter ikke testarbejde, men den viser hurtigt, om et foreslået layout er i det rigtige område.

Projektreferencer er nyttige, når de matcher pligten. Et kredsløb, der håndterer zinkflotation med et specifikt fodrings- og rensearrangement, kan afsløre praktiske problemer, som en generel brochure ikke kan. Den 3.000 t/d zink flotation teknisk reform er et eksempel på, hvordan cellevalg, kredsløbslayout og driftsmål hænger sammen i et rigtigt projekt. Den nyttige lektie er ikke at kopiere flowarket, men at spørge, hvilke forhold der fik det flowark til at fungere, og om din malm og stedets forhold ligner hinanden.

Inden du afgiver en ordre, skal du anmode om et klart omfang: cellevolumen, effektivt volumen, pumpehjulshastighed, motoreffekt, luftbehov, skumoverløbsarrangement, sliddeleliste, fundamentbelastninger og kontrolgrænseflade. Spørg efter det anbefalede driftsområde, ikke kun designpunktet. Et flotationskredsløb, der kører godt med én tilførselshastighed, men ikke kan skrues ned til 60 procent kapacitet, vil skabe problemer under idriftsættelse og markedsændringer. Det samme gælder malmændringer: et kredsløb, der kun er indstillet til én blanding, kan kæmpe, når pit bevæger sig ind i en anden zone.

Almindelige driftsproblemer og rettelser

De fleste flotationsproblemer viser sig som en ændring i skum-, massetræk-, grad- eller tailings-analyse. Operatøren skal først bekræfte, at foderet er stabilt. En pludselig ændring i formalingsstørrelse, massefylde, pH eller reagensflow kan ligne et celleproblem, når cellen kun reagerer på foderet. Efter at foderstabiliteten er kontrolleret, se på luft, skumdybde og pumpehjulstilstand. Et slidt pumpehjul kan reducere luftspredning og faststofsuspension uden nogen ændring i sætpunktet.

En almindelig fejl er at rette et problem ved at tilsætte mere dæmpende middel, før du kontrollerer skumdybden og vaskevandet. En anden er at hæve opsamlerdosis, når det virkelige problem er utilstrækkelig befrielse. En hurtig partikelstørrelseskontrol kan spare en masse reagens. Hvis målmineralet stadig er låst med gang, kan ingen flotationscelle adskille det rent. Den praktiske reaktion kan være en slibeændring, et genslibningstrin eller en anden kredsløbskonfiguration, ikke en højere reagensdosis.

Mekaniske kontroller fortjener samme opmærksomhed som kemiske kontroller. Luftrør kan skalere eller blokere. Løbehjul kan slides ujævnt. Statormellemrum kan åbne sig. Skumvaskelæber kan blive ujævne. En celle, der har mistet sin luftspredning, vil ofte vise et fladt skum og høje tailingstab, selv når kontrolpanelet ser normalt ud. En månedlig inspektion, der registrerer pumpehjulsafstand, luftrørets tilstand, skumdybdeindstilling og motorstrøm kan afsløre drift, før det bliver et metallurgisk problem.

Hvad skal inkluderes i en flotationstest og opskaleringsprogram

Et nyttigt flotationstestprogram begynder med en repræsentativ prøve og et klart spørgsmål. Er målet at bekræfte reagensvalg, sammenligne celletyper, estimere retentionstid eller forudsige renere ydeevne? Prøven skal repræsentere det forventede foder, herunder rækkevidden af ​​oxidation, ændring og frigørelse, som planten vil se. En enkelt prøve af høj kvalitet kan give et optimistisk resultat, som er svært at gengive i fuld skala.

Mineralogi bør afsluttes før eller sideløbende med flotationstestene. Den identificerer målmineralerne, deres tilknytning til gang, frigørelsesstørrelsen og enhver belægning eller slim, der kan forstyrre opsamlerens virkning. Uden mineralogi bliver reagensvalg en prøve-og-fejl-øvelse. Med mineralogi kan testarbejderen vælge en samlerfamilie, pH-område og depressiv strategi med et forsvarligt udgangspunkt.

• Åbne kredsløbstests for at etablere skrub- og rensereaktion.
• Tests med låst cyklus for at vise effekten af ​​cirkulerende belastninger og renere ydeevne.
• Reagensdoseringstest med fasetilsætning og kontrolleret konditioneringstid.
• Slibestørrelsestest for at finde den frigørelsesstørrelse, der giver den bedste balance i gendannelsesgrad.
• Vandkvalitetstest, hvor saltholdighed, hårdhed eller resterende reagenser varierer.
• Pilot- eller semi-industrielle løb, når kredsløbet er nyt, malmen er kompleks, eller risikoen for opskalering er høj.

Opskalering bør omfatte mere end cellevolumen. Luftmængde pr. volumenenhed, skumdybde, pumpehjulsspidshastighed, fordeling af opholdstid og vaskekapacitet påvirker alle resultatet. En celle, der klarer sig godt i en laboratoriecelle, kan opføre sig anderledes, når skumfasen bliver dybere, og pulpstrømningsmønsteret ændres. Designteamet bør spørge, hvordan den foreslåede celle vil blive kontrolleret, udtaget og vedligeholdt. Et kredsløb med god instrumentering og klare samplingspunkter er nemmere at optimere end et kredsløb, der alene er baseret på visuel bedømmelse.

Idriftsættelse bør omfatte en basisundersøgelse. Registrer fødehastighed, tæthed, pH, reagensstrømme, luftindstillinger, skumdybde, motorstrøm og analyseresultater for hvert trin. Denne baseline bliver referencen til senere fejlfinding. Når et problem dukker op måneder senere, kan teamet sammenligne den aktuelle skum- og analyseprofil med den originale undersøgelse i stedet for at gætte. Dette er især nyttigt, når malmblandinger ændres, eller når en ny operatør overtager kredsløbet.

FAQ

Hvad er hovedprincippet i en flotationsmaskine?

Hovedprincippet er selektiv boblevedhæftning. Hydrofobe partikler binder sig til luftbobler og stiger til et skum, mens hydrofile partikler forbliver i pulpen og forlader som tailings. Cellen giver luftspredning, omrøring, opholdstid og fjernelse af skum.

Hvordan vælger jeg mellem en selvsugende og en flydecelle med tvungen luft?

Brug testarbejde og kredsløbspligt til at bestemme. Selvaspirerede celler er enkle og passer til mange skrub- og renseopgaver. Forced-air celler giver mere kontrol i dybere tanke og større volumener. Det endelige valg bør overveje luftkontrol, vedligeholdelsesadgang, foderstabilitet og det nødvendige driftsområde.

Hvorfor påvirker skumdybden koncentratkvaliteten?

Skumdybden påvirker dræningstiden. Et dybere skum tillader mere gang at dræne tilbage til pulpen og kan forbedre kvaliteten, men hvis det er for dybt eller for stabilt, kan det reducere massetræk og genvinding. Juster skumdybden med analyse- og masseudtrækningsdata, ikke udseende alene.

Hvor meget reagens skal tilsættes?

Dosering skal komme fra testarbejde og udtrykkes i gram pr. ton tørfoder. Tilføj reagenser i etaper og kontroller pH, konditioneringstid og vandkvalitet. En dosering, der virker i et kredsløb, kan fejle i et andet, fordi mineralogi og pulpkemi er forskellig.

Kan en flotationsmaskine ordne dårlig befrielse?

Nej. Flotation kan kun adskille partikler, der er tilstrækkeligt frigjorte og har den rette overfladekemi. Hvis målmineralet er låst i gang, kan kredsløbet have behov for finere formaling, et genslibningstrin eller et andet flowdiagram, før flotationsydelsen kan forbedres.

Hvad skal efterses under rutinemæssig vedligeholdelse?

Efterse slid på pumpehjul og stator, luftrør, skumvaskelæber, tankforinger, drivkomponenter og kontrolventiler. Registrer motorstrøm og lufttryk. En lille mekanisk afdrift kan reducere luftspredningen og forårsage tailingstab, før den er synlig i kontrolrummet.

Hvornår er en stor flydemaskine det bedste valg?

En stor celle kan reducere antallet af enheder, forenkle layoutet og mindske operatørens opmærksomhed pr. enhed. Det er mest velegnet, når foderet er stabilt, kredsløbet er godt kontrolleret og vedligeholdelsesadgang er planlagt. Det er ikke automatisk bedre til enhver opgave, især hvor fleksibilitet eller hyppige malmskift er vigtige.