Mineralkoncentrationsudstyr: Udvælgelsesvejledning til flotation, fortykkelse og slibning

Vælg mineralkoncentrationsudstyr efter malmminerogi, foderpartikelstørrelse og den sande pris pr. ton koncentrat, ikke efter maskinens indkøbspris. En flydebanke med forceret luft giver dig stabilt skum på store celler, en selvluftningsmaskine sparer energi ved mindre opgaver, og en centerdrevet koncentrator med korrekt valgt rivemoment beskytter din vandbalance fra den første driftsdag. Denne vejledning kommer fra en producents perspektiv, der har bygget flotations-, formalings-, klassificerings-, blandings- og fortykkelseslinjer til kobber-, guld-, zink-, fosfat-, kalium- og lithiumprojekter. Den forklarer, hvad hver udstyrsgruppe skal opnå, hvilke valgfejl, der øger driftsomkostningerne, og hvad du skal verificere, før du afgiver en ordre.

Hvad mineralkoncentreringsudstyr faktisk skal opnå

Et koncentrationsanlæg har én opgave: Afvis ganggang og opgrader det værdifulde mineral til et koncentrat, som et smelter, et udvaskningskredsløb eller et direkte marked kan acceptere. Udstyret, der bruges i den linje, bestemmer mere end den endelige karakter og genvinding. Den indstiller vandforbruget, reagensforbruget, energibehovet og antallet af operatører, der er nødvendige for at holde anlægget stabilt.

Hele flowarket opfører sig som en kæde. Slibning sætter befrielsesstørrelsen. Klassificering stabiliserer partikelstørrelsen fremadrettet. Conditioning forbereder mineraloverfladen til opsamling. Flotation udfører selve adskillelsen. Fortykkelse og afvanding genvinder vandet og fortætter koncentratbedet. Hvis et led er designet med forkert tolerance, betaler resten af ​​kæden for det. Et fortykningsmiddel, der er underdimensioneret til tailingsstrømmen, vil tvinge planten til at skære foder. En flotationsmaskine med den forkerte pumpehjulstype vil udvikle et skumstabilitetsgab, som reagensændringer ikke kan fikse.

Disse punkter forklarer, hvorfor anlægsejere bør definere malmen over dens fulde levetid for minen, ikke den gennemsnitlige kvalitet. Udstyr, der er dimensioneret til gennemsnittet, er ofte for lille i den første høj-ler- eller højfine-periode, og den periode er præcis, når de hårdeste driftsforhold opstår.

De fem udstyrsgrupper i et koncentrationsanlæg

Selvom hvert flowsheet er forskelligt, indeholder et typisk koncentrationsanlæg de samme fem grupper af udstyr. At forstå hver gruppes funktion hjælper en køber med at sammenligne bud, der normalt ligner lange lister med maskinnavne og modelnumre.

Ud over disse fem styrer fodringsudstyr såsom en kanal-type feeder eller disk feeder malmen ind i det første mølletrin. Det lyder mindre, men uregelmæssig fodring forårsager stigning i slibekredsløbet, og bølger ødelægger flotationsstabiliteten.

Valg af flydemaskine: luftstrøm, mekanisme og funktion

Flotation er det vigtigste separationsværktøj i de fleste koncentrationsanlæg. Maskinen skal sprede luft, suspendere mineralpartiklerne, skabe en skumzone, der er stabil nok til at transportere mineralet op til vaskeriet, og holde pumpeenergien inden for et rimeligt område.

Selvluftningsmaskiner trækker luft ind i papirmassen ved hjælp af det roterende pumpehjul. De har ingen blæser, mindre rør og enkel betjening, og de fungerer godt i celler på tværs af små og mellemstore volumener. SF, BF og JJF tilhører alle denne klasse. Tvangsluftmaskiner som XCF/KYF og CLF modtager luft fra en lavtryksblæser. Resultatet er dybere tanke, mere ensartet luftfordeling og et skumlag, der forbliver stabilt, selv når foderkvaliteten skifter hurtigt. I store ru og rensende banker er denne stabilitet de ekstra blæseromkostninger værd.

I vores egne installationer er XCF/KYF-kombinationen et almindeligt valg til større krævende opgaver og rensningsopgaver. XCF enkeltsidet padlecelle parrer sig med KYF-cellen med samme volumen, og de to deler en luftforsyning og en vasker. Dette arrangement forkorter banklængden, forenkler gulvlayout og reducerer det vaskede område, der skal rengøres.

XCF/KYF flydemaskine til grovslibning og hårdere opgaver Dette kombinerede XCF-sug og KYF-jævnstrømscellepar deler én lufttilførsel og vask, hvilket giver lavt energiforbrug og pålidelig suspension til grove tunge partikler. Se produkt →

Når malmen bærer et groft formalet produkt, er BF- eller CLF-celler ofte bedre, fordi de holder grove tunge partikler i suspension uden at bygge et sandleje. Et af de første spørgsmål at stille en leverandør er, om den foreslåede celle faktisk har håndteret denne malmtype og dette partikelstørrelsesområde før.

Fortykningsmidler: vandgenvinding og underløbskontrol

Den centerdrivende koncentrator er arbejdshesten til afvanding i mineralkoncentration. Gylle kommer ind i den centrale foderbrønd, faste stoffer sætter sig til bunden, en roterende rive trækker det bundfældede leje mod det centrale udløb, og klart overløb løber ud over fælgen. Det store tal at se er rivemomentet. En rive, der er kronisk overbelastet, slider gearkassen, bøjer akslen og stopper til sidst anlægget.

Dimensionering af fortykningsmiddel udtrykkes normalt som belastning af faste stoffer: tons tørstof pr. kvadratmeter tankareal pr. dag. For en kraftfoder- eller tailingsstrøm, der sætter sig godt, er 0,5-1,5 t/m²/dag et praktisk område. For fine lerholdige tailings kan tallet være meget lavere, nogle gange under 0,3, og forbruget af flokkuleringsmiddel bliver den styrende faktor.

Underløbstæthed er det andet tal. I uædle metalanlæg er 55-65 vægtprocent faste stoffer almindeligt for et fortykningsmiddel, der fodrer et filter, og 45-55% for et tailing damfoder. Pumpen og rørene skal dimensioneres til den faktiske underløbsviskositet, især når mineralet er stærkt flokkuleret, og lejet opfører sig som et blødt fast stof. At få den rigtige underløbstæthed afgør også, hvor meget vand du genvinder. Med rent overløb og et velkontrolleret leje kan anlægget rutinemæssigt returnere 70-85 % af sit procesvand. I saltsø-kaliprojekter, hvor saltlage både er den medium og den værdifulde væske, bliver en lille vandbalancefejl til et stort produktionstab. Fortykningsmiddeldesignet skal tage højde for brinedensitet og temperatur fra den første beregning.

Central kørselskoncentrator til effektiv vandgenvinding Dette fortykningsmiddel hæver faste stoffer fra 20-30 % til 40-70 %, med en løfterivemekanisme og drejningsmomentbeskyttelse til at styre underløb med høj densitet og genvinde procesvand. Se produkt →

Slibning og klassificering: partikelstørrelsen bestemmer alt nedstrøms

Ingen flotationscelle kan genvinde et mineral, der ikke er blevet frigivet. Slibning er det trin, der skaber partikelstørrelsesfordelingen. Kuglemøllen af ​​vådgittertypen er et standardvalg i små og mellemstore anlæg, fordi den tilfører en tæt pulp til sorteringsapparatet og håndterer en høj cirkulerende belastning med god kontrol over udledningsstørrelsen.

Spiralklassifikatoren arbejder i et lukket kredsløb med kuglemøllen. Overdimensioneret sand vender tilbage til møllen for endnu en gang; overløb går videre til flotation. For flotationsfoder er målet ofte 60-75 %, der passerer 74 mikron, men det rigtige antal kommer fra frigørelsestest, ikke fra en standard. En grovkornet malm kan være perfekt frigivet ved 80% passerer 150 mikron; en finkornet eller spredt malm kunne kræve, at 80% passerer 45 mikron. Slibning finere end frigørelse koster energi uden genvindingsgevinst, og overslibning skaber fint slim, der forbruger reagenser og trækker koncentratkvaliteten ned.

Wet Grid Ball Mill til lukket kredsløbsslibning Denne mølle tilfører en tæt pulp til klassificeringsapparatet og håndterer høje cirkulerende belastninger med en 15 % højere kapacitet end overløbsmøller, velegnet til frigørelsestest. Se produkt →

Klassificeringen skal også holde snitstørrelsen under variationer i foderhårdhed. I praksis anbefaler vi et skærmtjek hvert skift i de første uger efter idriftsættelse. Operatører kan derefter korrelere små ændringer i overløbsstørrelsen med flotationsgenvinding, før afvigelsen bliver alvorlig.

Blandetanke: konditioneringstrinnet, der bliver undervurderet

Konditioneringstid er en af de billigste procesvariable at ændre og en af de mest almindelige årsager til et flotationsproblem, når det er forkert. Reagenser har brug for tid til at reagere med mineraloverfladen. En gylleblandetank giver den tid, før pulpen kommer ind i den første flotationscelle. En agentblandetank opløser og homogeniserer reagensdoser; hvis den er for lille, svinger reagenskoncentrationen, og nedstrøms flotationscellerne bliver umulige at kontrollere.

To designpunkter betyder mest. Den første er døde zoner. En stor tank med et lille pumpehjul ser ud til at blande sig, men kernen af ​​pulpvolumenet kan forblive ubehandlet og derefter kortslutte til flotationstilførslen. Den anden er strømtilførsel pr. volumenhed. For lidt kraft giver ufuldstændig affjedring; for meget skaber stærk forskydning, der kan fjerne reagenslag eller knække bobler. Anlæggets erfaring viser, at dette problem er mere almindeligt, end operatører tror, ​​fordi tanken ser aktiv ud, mens bunden og hjørnerne holder stagnerende pulp.

XBN højkoncentreret blandetank er en variant designet til massefylde, som almindelige blandetanke ikke kan håndtere. Det holder faste stoffer i bevægelse og undgår de lokale koncentrationsspidser, der ændrer forholdet mellem reagens og faste stoffer under flotation. For planter, der behandler højdensitetsudvaskningspulper, er denne enhed værd at studere, før en generisk tank vælges.

Hvordan malmtype ændrer udstyrslisten

Mineralkoncentrationsudstyr kan ikke vælges uden at kende malmens kemiske og fysiske opførsel. To anlæg, der begge flyder kobber, ligner hinanden på papiret, men hvis den ene behandler massiv sulfid og den anden oxid-karbonatmalm, ændres flotationsmaskinens pligt, slibemålet og afvandingssystemet. Tabellen nedenfor opsummerer den typiske logik for seks almindelige malmfamilier.

Tabellen er ikke en designmanual. Det er en påmindelse om, at den samme udstyrskategori optræder overalt, men driftspunktet inden for den kategori skal indstilles af malmen. Derfor beder vores ingeniører om en fuldstændig mineralogisk beskrivelse, ikke kun en metalkvalitet, når en kunde anmoder om et tilbud.

Hvor driftsomkostningerne går hen, og hvordan man reducerer dem

Energi er den største enkeltstående omkostning, som ejerne af koncentrationsanlæg står over for. Målt på udstyrsniveau ser en typisk elektrisk energifordeling således ud.

Reduktion af det absolutte tal starter med slibefoderstørrelsen. Et knuserprodukt, der er 10 mm finere, kan reducere kuglemøllens energibehov med ca. 5-8 %, fordi møllen ikke længere bruger sin ladning til at reparere fejlen i det sidste knusetrin. Derefter er følgende foranstaltninger praktiske for et eksisterende anlæg:

• Installer frekvensomformere på flotationsmaskinernes pumpehjul og kør dem ved den laveste hastighed, der holder partiklerne i suspension.
• Hold skumdybden på designværdien. At trække skum med en overenergisk lufttilførsel øger energien pr. ton og sænker kvaliteten.
• Tilføj en skum-crowder for at accelerere det mineraliserede skum ind i vaskeriet uden at hæve lufthastigheden.
• Automatiser fortykningsmiddelunderløbskontrol. Et stabilt leje betyder mindre flokkuleringsmiddel pr. ton tørstof og en mere stabil returvandsstrøm.
• Overvåg klassificeringsoverløbsstørrelsen. Et overjordet produkt koster formalingsenergi og reagens, og det producerer et koncentrat, der er sværere at afvande.

Energi er ikke den eneste driftsomkostning. Sliddele, stålslibemedier og flotationsreagenser er alle følsomme over for valg af udstyr. Et flotationshjul til slibende malm er normalt bedre ved en lidt lavere spidshastighed. Et rivedrev for fortykningsmiddel med den korrekte momentindstilling undgår forskydningsslid. En klassificeringsspiral, der løber med den korrekte hældning, sender den rigtige størrelsesdeling til flotation i stedet for at sende sand, der begraver cellebunden. Hvert af disse punkter vises i anlæggets månedlige omkostningsopgørelse.

Vedligeholdelse: fejl, der tvinger produktionen til at stoppe

Koncentreringsudstyr kører i en gylle med 30-70 vægtprocent tørstof. Slid og skæl er hovedfjenderne, og når først et sammenbrud sker, stopper plantefoderet. Tabellerne nedenfor er en praktisk oversigt over de fejl, som feltingeniører oftest ser på flotations- og fortykningsmaskiner.

Reservedelsbeholdning er en del af vedligeholdelsen. For et lille anlæg er det sædvanligvis den rigtige balance mellem omkostninger og sikkerhed at bære et komplet pumpehjul-statorsæt til hver flotationsmodel, et sæt slidsko for fortykningsmiddel og standardgummireservedele til klassificeringsapparatet.

Hvad recent plant projects show

Udstyrsvalg ser anderledes ud, når de er knyttet til et rigtigt projekt. I en 1 million tons om året kobber-guld pyrit projekt i Anhui , linjen kombinerer en vådgitterkuglemølle, en spiralklassificeringsanordning og XCF/KYF-flodemaskiner i grovere og rensende banker. Kobber- og guldmineralerne er fastlåst i pyrit ved et moderat groft korn, så designet holder den primære slibning på et punkt, hvor pyriten ikke er formalet, og det genvindelige guld ikke er strandet i en slimfraktion.

Et andet eksempel er et kaliumchloridprojekt i Laos, bygget op omkring stort blande- og fortykningsudstyr. Anlægget opererer i mættet saltlage, så korrosionsmarginer og en konservativ fortykningsmiddeldiameter var en del af udvælgelseslogikken. Udstyrsfamilien er den samme som et kobberanlæg, men designværdierne for materialer, drivmoment og luftbehandling er helt anderledes.

Mønstret er klart: enhver succesfuld plante starter fra malmen og arbejder baglæns til maskinen. Detaljerne vedr hvordan man vælger mineralkoncentrationsudstyr efter malmtype er dækket i en separat teknisk artikel.

En praktisk tjekliste inden bestilling

Købere, der gennemgår denne tjekliste, før de sammenligner tilbud, sparer flere penge på en måneds drift, end de typisk forhandler om udstyrsprisen.

Den sidste vare er vigtigere end de fleste købere forventer. En leverandør, der kan koordinere kuglemøllen, klassificeringen, flotationsmaskinerne og fortykningsmidlet som én konstrueret linje, reducerer grænsefladefejl. Flangestørrelser, vaskehøjder, pumpehovedkrav og styresignaler forbindes alle sammen. Når hver maskine kommer fra en anden kilde, bliver anlægsejeren som standard integrator.

Ofte stillede spørgsmål om mineralkoncentrationsudstyr

Mineralkoncentrationsudstyr holder op med at være en liste over maskinnavne, så snart det er forbundet med en malmlegeme og et målkoncentrat. Det rigtige anlæg starter med malmens egenskaber, arbejder gennem formaling, klassificering, konditionering, flotation og fortykning og slutter med en købsbeslutning, der inkluderer driftsomkostninger og eftersalgsstøtte. Hvis du planlægger en ny koncentrator eller opgraderer en eksisterende, skal du først give foderdataene og lade udstyrsvalget følge malmen. Det er forskellen mellem et anlæg, der ser korrekt ud på papiret, og et anlæg, der holder sin genopretning i den tredje måned med kontinuerlig drift.