Hvad er et flydende kredsløb, og hvordan fungerer det? En producentvejledning

Stå på operationsgulvet i en kobber-, bly-zink- eller fosfatkoncentrator, og du vil se den samme scene: lange rækker af rektangulære tanke, der hver kærner mørk pulp under et lag mineralbelagt skum, forbundet med vasker, rør og pumper. Det arrangerede system er flydekredsløbet.

For at besvare spørgsmålet direkte: Et flotationskredsløb er en planlagt sekvens af flotationsceller og understøttende udstyr, herunder konditioneringstanke, blæsere, pumper, vasker og fortykningsmidler, gennem hvilke finmalet malm strømmer i definerede trin. Værdifulde mineralpartikler binder sig til luftbobler, stiger til et skum og skummes af som koncentrat, mens uønskede gangurpartikler forbliver våde, synker og forlader planten som tailings.

Rækkefølgen betyder mere end nogen enkelt maskine. Rudere celler gør det første opsving, scavenger-celler fejer op, hvad roughers gik glip af, og renere celler opgraderer skummet til en kvalitet, som et smelter eller kemisk fabrik rent faktisk vil betale for. Et velarrangeret kredsløb genvinder rutinemæssigt 85 til 95 procent af det værdifulde metal i en malm. En dårligt arrangeret kan efterlade flere procentpoint metal, ofte hele overskudsgraden, begravet i tailings-dæmningen.

Denne vejledning forklarer, hvad hver del af kredsløbet gør, hvorfor stadierne er arrangeret, som de er, hvordan maskiner vælges til hver opgave, og hvad der skal forberedes før bestilling af udstyr. Det er skrevet ud fra en producents synspunkt, der designer, bygger, installerer og idriftsætter disse systemer som komplette mineralforarbejdningsanlæg.

Hvad er et flydende kredsløb i virkeligheden

En flydemaskine og et flydekredsløb er ikke det samme, og skelnen har reelle konsekvenser, når du køber udstyr. En flotationsmaskine er en enkelt omrørt tank, der spreder luft i pulp. Et flotationskredsløb er det komplette arrangement af disse tanke i trin, sammen med alt, hvad der flytter pulp og skum mellem dem. Ved at købe en maskine får du én arbejdsstation; design af et kredsløb giver dig en produktionslinje med sine egne kvalitetskontrolsløjfer.

Et komplet kredsløb indeholder normalt disse elementer:

• Konditionerings- og blandetanke, hvor den formalede malm bringes i kontakt med opsamlere, skummere og modifikatorer, før flotationen begynder.
• En grovere bank, hvilket betyder flere celler forbundet i serie, der accepterer den friskmalede pulp.
• En skurebank, der behandler de grovere tailings, før de kasseres.
• Et eller flere renere stadier, der opgraderer det mere grove skum, nogle gange med et genslibningstrin imellem.
• Pumper, vasker og rør, der flytter papirmasse, skum og cirkulerende mellemstykker fra scene til scene.
• Et luftsystem: selvansugende maskiner suger deres egen luft ind, mens luftdrevne maskiner fødes af dedikerede blæsere.
• Nedstrøms fortykningsmidler, der bundfælder kraftfoder og tailings og returnerer klaret vand til planten.

Ordet "kredsløb" beskriver løkkerne inde i dette arrangement. Ikke alle partikler flyder korrekt første gang, så mellemprodukter kaldet middlings pumpes tilbage til tidligere stadier og passerer gennem nogle celler mere end én gang. Et kredsløb er derfor aldrig en ret linje; det er et netværk med kontrolleret recirkulation, og det netværk er det, der gør et kemisk separationsprincip til et stabilt, dagligt produktionsresultat.

Disse tre roller optræder i næsten alle metalsulfidkoncentratorer i verden, fra nogle få tons om dagen til titusinder. Det, der ændrer sig mellem planterne, er antallet af celler i hvert stadie, størrelsen af ​​cellerne, og hvor aggressivt stadierne skubbes mod genopretning eller mod grad.

Hvordan skumflotationsprocessen fungerer inde i hver celle

Flotation er en overfladekemiproces, der er klædt ud som tung industri. Før kredsløbet kan gøre noget, skal malmen formales fint nok til, at værdifulde mineralkorn adskilles eller frigøres fra gråbjerget, der omgiver dem. I mange sulfidkredsløb betyder dette en formaling på omkring 55 til 80 procent, der passerer 74 mikron, produceret af en kuglemølle, der arbejder i lukket kredsløb med en klassificering. Hvis partiklerne stadig er låst sammen, kan intet reagensskema på jorden flyde værdien rent ud.

Dernæst kommer konditionering. Pulpen omrøres i blandetanke, mens reagenser tilsættes. Samlere adsorberer på overfladerne af værdifulde mineraler og gør dem vandafvisende, hvilket er det væsentlige trick. Depressiva gør det modsatte for de mineraler, du ønsker at efterlade, og holder dem våde og passive. Modifikatorer såsom kalk indstiller pulpens pH-værdi, så alle disse kemikalier opfører sig efter hensigten.

Inde i selve flotationscellen skærer et roterende pumpehjul den indkommende luft til millioner af fine bobler og holder papirmassen suspenderet. Tre ting sker så hurtigt efter hinanden: bobler kolliderer med partikler, hydrofobe partikler sætter sig fast på boblefilmen, og de fyldte bobler stiger gennem pulpen til et skumlag ved overfladen. Skummet er ikke kun skum; det er en arbejdszone, hvor indesluttet vand og svagt vedhæftede gangpartikler dræner ned igen, hvilket øger graden af ​​det tilbageværende. Mineraliseret skum flyder over vasken i toppen af ​​cellen som koncentrat, mens afstødte partikler forlader bunden eller siden af ​​maskinen som tailings.

Kemi afgør, hvad der kan flyde. Et klassisk eksempel er sphalerit, zinkmalmsmineralet: almindelige sulfidopsamlere rører det knap, før kobbersulfat aktiverer dens overflade ved en pH på omkring 10,5 til 11. Pyrit derimod holdes nede i mange kredsløb blot ved at holde kalkdoseringen høj. Det er grunden til, at to anlæg, der flyder med forskellige malme, kan se næsten identisk ud i hardware og opføre sig helt forskelligt i praksis.

Råere, Scavenger, Renere, Rensemiddel: De fire stadier af et flydende kredsløb

Konklusion først: stadierne eksisterer, fordi restitution og grad trækker i modsatte retninger. En celle kan enten gribe alt hurtigt, ved lav kvalitet, eller tage sin tid og producere noget rent, ved lav restitution. Kredsløbet opdeler denne konflikt på tværs af separate faser, så hver enkelt kan optimeres til et enkelt job.

Hårdere scene

Den mere grove bank modtager den friske, konditionerede pulp og er designet til hurtig og fuldstændig genopretning frem for kvalitet. Groft koncentrat er normalt et middelprodukt, alt for lavt i kvalitet til at sælge, men det indeholder hovedparten af ​​den værdi, der i sidste ende vil forlade planten. Ruere celler kører derfor med mere lavt skum og aggressiv beluftning.

Scavenger stadium

Ådselbanken behandler alt, hvad råmændene afviste. Dets koncentrat er magert, så det pumpes tilbage til mere grov fodring eller samles i den renere strøm i stedet for at blive sendt. Oprydderens eneste formål er at sikre, at det endelige tailings er ægte affald. På et dårligt tunet anlæg er skurvognen det sted, hvor du bogstaveligt talt kan se penge forlade bygningen, fordi alle værdier, den går glip af, er væk for altid.

Rengørings- og efterrensningstrin

Rengøringsmidler tager det grovere skum og opgraderer det. Skummet er dybere her, opholdstiderne pr. ton er længere, og nogle gange tilsættes vaskevand til skumoverfladen for at drive medbragt gangg tilbage i pulpen. Strenge koncentratspecifikationer eller finkornede malme kan retfærdiggøre et andet rensningstrin, genrenseren eller en genslibningsmølle mellem skrubning og rensning, så kompositpartikler får en ny chance for frigørelse.

Midler og cirkulerende belastninger

Ethvert mellemprodukt, der går baglæns, er en mellemting. Cirkulerende belastninger på titusindvis af procent er normalt i flotationsanlæg, og pumperne og vaskerne skal dimensioneres til dem fra dag ét. Når operatører siger, at et kredsløb er "stabilt", mener de normalt, at disse sløjfer har nået ligevægt: det, der foregår, kommer rundt med en konstant hastighed.

Kredsløbskonfigurationer og valg af flydemaskine

Konfigurationen er plantens skelet, og den er valgt fra malmen, ikke fra et katalog. Tabellen nedenfor opsummerer de konfigurationer, vi oftest designer omkring i mineralbearbejdnings-EPC-arbejde.

Inden for ethvert trin er celler forbundet i serie, så pulpen ser hver maskine på skift. Når tonnagen vokser, opdeles strømmen på tværs af parallelle banker, fordi en enkelt bank enten ville have brug for enorme celler eller opgive opholdstid. At få bankregningen rigtig er ligetil, når først den nødvendige opholdstid er kendt, og det er den mest almindelige beregning bag en børsnotering.

Maskinvalg følger herefter pligten. Selvansugende maskiner, såsom SF-, BF-, GF- og JJF-typerne, skaber deres egen luftsugning i pumpehjulszonen. Det fjerner blæsersystemet for disse celler, og i celle-til-celle-arrangementet lader skum flyde ved hjælp af tyngdekraften mellem maskiner uden skumpumper. De passer godt til mellemtonnage planter og til renere opgaver, hvor hver celle betjenes med forskellig skumdybde og niveau.

Luftdrevne maskiner, såsom XCF- og KYF-typerne, modtager lavtryksluft fra blæsere i stedet for at suge den ind. Løbehjulet kører med en lavere periferihastighed, hvilket reducerer slid og passer til store tankvolumener. I det parrede arrangement kan XCF-celler trække skum fra tilstødende KYF-celler, så en kombineret bank behøver ingen mellemliggende skumpumper overhovedet. Til store, hårdere og skurrende opgaver sparer dette udstyr, gulvplads og vedligeholdelsestimer.

Specielle papirmasser kræver specielle maskiner. Grove partikelstørrelser og højere massefylde, som forekommer i visse tailings-genbehandlinger og ikke-metalapplikationer, kræver maskiner designet omkring stærkere suspension, såsom CLF-typen. Den samme logik gælder langt ud over metalsulfider: fosfatsten, potaske og andre industrielle mineraler flyder også, og vores projekt til flotation af fosfatsten for en stor gødningsgruppe fulgte nøjagtigt det samme grovere-rensende ræsonnement med et helt andet reagensskema.

Et eksempel på hurtig størrelse viser, hvordan konfiguration og hardware mødes. En koncentrator, der behandler 3.000 tons malm om dagen med omkring 33 procent tørstof, sender omkring 300 kubikmeter papirmasse i timen til flotation. Hvis testarbejde siger, at rougherne har brug for otte minutters opholdstid, har scenen brug for omkring 40 kubikmeter effektivt volumen, hvilket kunne være fire celler på 10 kubikmeter eller to celler på 20. Scavenger-beregningen følger samme mønster, og rengøringsmaskinerne er dimensioneret efter kraftfodertonnage frem for fodertonnage.

Hvad fodrer kredsløbet, og hvad forlader det

Opstrøms er kredsløbet kun så godt som dets fodertilberedning. Formalingstrinnet, typisk en kuglemølle af vådgittertypen lukket med en spiralklassificeringsanordning eller hydrocyklon, indstiller partikelstørrelsesfordelingen, som flotation skal håndtere. Hvis klassificeringsdrift og grove korn slipper igennem, ender de i de mere ru celler, hvor bobler ikke kan løfte dem, og de melder sig direkte til tailings. Dette er grunden til, at erfarne operatører følger klassificeringsapparatet næsten lige så tæt som skummet.

Mellem slibning og flotation sidder konditionering, det mest undervurderede trin i anlægget. Opsamlere har brug for minutters kontakttid for at adsorbere ordentligt, og tætte pulp skal forblive fuldstændigt suspenderet for hver partikel at se reagens. I projekter, der håndterer tætte eller tyktflydende papirmasser, specificerer vi højkoncentreret omrøring foran cellerne, netop fordi et dårligt konditioneret foder ikke kan reddes nedstrøms, uanset hvor gode maskinerne er.

Nedstrøms skal begge produkter håndteres. Koncentratet strømmer til et fortykningsmiddel, almindeligvis en centerdrivende type, hvor faste stoffer bundfældes, og underløbet tilfører filtrering forud for smeltning eller kemisk behandling. Affald bliver også fortykket, og det genvundne vand vender tilbage til planten. Vandbalancen fortjener reel ingeniørmæssig opmærksomhed: I tørre miljøer og saltsøer, hvor vi bygger storskala kalium- og lithiumblandings- og separationsudstyr, er hver genbrugt kubikmeter vand, som stedet ikke behøver at pumpe ind fra et andet sted.

Driftsparametre, der bestemmer gendannelse

En operatør styrer effektivt to håndtag: kemi og fysik. Kemi dækker reagensdosering og pH. Fysik dækker tæthed, skumdybde, lufthastighed og niveau. Tabellen nedenfor viser de parametre, der betyder mest, med intervaller, der er typiske udgangspunkter snarere end universelle svar.

Et princip fra driftserfaring opvejer ethvert enkelt tal: stabilitet slår perfektion. En foderetæthed, der vandrer flere punkter, flytter alt nedstrøms, inklusive skumtekstur, niveauer og reagensbehov. Planter, der måler pulpdensitet og flow ved kredsløbsføde, og korrigerer drift tidligt, holder restitution langt lettere end planter, der justerer cellerne, efter at skaden er synlig i analyselaboratoriet. Ensartet dosering fra kalibrerede pumper og en skriftlig log over skumudseende i forhold til analyseresultater vil gøre mere for restitutionen over et år end noget enkelt heroisk skift.

Hvordan kredsløbsydelse måles: karakter, restitution og afvejning

To tal beskriver et flotationskredsløb. Kvalitet er metalindholdet i koncentratet, udtrykt i procent. Genvinding er andelen af ​​metallet i foderet, der rapporterer til dette kraftfoder. En plante kan have fremragende kvalitet og dårlig genopretning, eller omvendt, og forskellen mellem dem er, hvor kredsløbsdesign tjener sit hold.

Genvindingen beregnes ud fra to-produktformlen: Genvindingsprocent er lig med c ganget med (f minus t), divideret med f ganget med (c minus t), gange 100, hvor f er foderkvaliteten, c er kraftfoderkvaliteten, og t er tailingskvaliteten. Tag et kobberkredsløb med en 1,0 procent foderkvalitet, et 25 procent koncentrat og 0,08 procent i det endelige tailings. Beregningen giver 25 gange 0,92, divideret med 1,0 gange 24,92, hvilket er cirka 92,3 procent nyttiggørelse. Det enkelte tal, der spores dagligt, fortæller ledelsen, om kredsløbet holder sin designydelse.

Partikelstørrelse forklarer mange udvindingsmangler. Bobler transporterer mellemstore partikler effektivt; grove partikler løsner sig under deres egen vægt, og fint slim følger vand ind i skummet eller nægter overhovedet at sætte sig.

Afvejningen følger direkte: at skubbe graden højere, med dybere renere skum og strammere reagenskontrol, koster normalt en vis genvinding og jagter hver sidste partikelomkostningsklasse. Flere renere stadier, en genslibning mellem skrub og rengøring og bedre klassificering opstrøms er, hvordan et anlæg køber begge dele på én gang. Det er designbeslutninger, ikke skift-for-skift-justeringer, hvilket er præcis grunden til, at konfigurationsafsnittet i denne vejledning betyder mere end noget betjeningstip.

Almindelige problemer med flydekredsløb og praktiske løsninger

De fleste kredsløbsproblemer melder sig selv i skummet, før de dukker op i analyserne. Kortene nedenfor parrer de seks symptomer, vi oftest bliver spurgt om, med deres sædvanlige årsager og de handlinger, der rent faktisk virker.

Et mønster, der er værd at huske: tilbagevendende problemer i cellerne spores normalt tilbage til opstrøms klassificering eller fodervariabilitet snarere end til selve flotationsmaskinerne. At rette årsagen en gang slår justering af symptomerne hvert skift, og det er grunden til, at vores idriftsættelsesteam altid starter ved mølleudledningen og arbejder fremad.

Fra testarbejde til et kørende anlæg

Et flotationskredsløb er designet på data, og datastien er veletableret. Batchflotationstest på borekerne- eller kanalprøver fastslår, hvilke reagenser der virker, og hvor hurtigt mineralet flyder. Tests med låst cyklus simulerer derefter en rigtig plantes cirkulerende middelværdier, og afslører de karakterer og genopretninger, der faktisk er bæredygtige, snarere end de flatterende tal for et enkelt gennemløb. For større investeringer bekræfter en pilotkampagne opholdstider og skumhåndteringsadfærd i et meningsfuldt omfang.

Disse resultater omsættes direkte til hardware: opholdstider trin for trin, cellevolumener, maskintyper, blæser- og pumpeopgaver og blande- og fortykningsudstyret omkring cellerne. At levere dette som én pakke er, hvad mineralbearbejdning EPC betyder i praksis, og det er grunden til, at vores produktlinje strækker sig fra knusning og slibning til omrøring, flotation, fortykkelse og udvaskning, så ingen trin er dimensioneret ved gætværk, så det matcher en anden leverandørs udstyr.

Eksisterende kredsløb bliver også genopbygget, og ofte kommer den hurtigste genopretningsgevinst i et anlæg fra at omkonfigurere celler i stedet for at tilføje dem. Malme ændrer sig, efterhånden som minerne går dybere, og et kredsløb designet for ti år siden kan nu rense en anden mineralogi. Vores tekniske reformprojekt for zinkflotation på 3.000 tons pr. dag er et typisk tilfælde: samme sted, samme generelle udstyrsklasse, ny konfiguration og reagenslogik, der er tilpasset den aktuelle malm.

Idriftsættelsen følger derefter en sekvens, som erfaring gør rutine: mekanisk erektion, vandtestning, først malmtilførsel, derefter reagens- og niveaujustering, indtil kredsløbet bevarer sin designgendannelse. Planter, der budgetterer realistisk for denne tuning-periode, når navneskiltets ydeevne uden dramatik; anlæg, der behandler idriftsættelse som en eftertanke, betaler normalt for det i manglende produktion i løbet af de første måneder.

Hvad skal du tjekke, før du bestiller flydeudstyr

Udstyrstilbud kan se identiske ud på papiret og præstere meget forskelligt i anlægget. Baseret på, hvad vi ser, når kunder kommer til os efter et vanskeligt køb, adskiller disse tjek sunde indkøb fra dyre lektioner:

1. Bekræft malmdataene bag designet. Spørg efter de seneste analyser, mineralogi og partikelstørrelsesfordelinger, som sælgeren brugte, og sørg for, at de beskriver din malm, ikke en antagelse.
2. Spørg efter effektiv volumen, ikke tankvolumen. Døde hjørner og forvrængede strømningsmønstre reducerer reel opholdstid, og forskellen kan stille og roligt koste flere procent af restitutionen.
3. Tilpas maskintypen til partikelstørrelse og massefylde. Grove, tætte papirmasser har brug for maskiner, der er designet til dem, ikke en generel celle med en større motor boltet på.
4. Tjek fremstillingsmaterialer. Løbehjul, diffusorer, aksler og foringer bestemmer levetiden for slid; bekræfte gummi- eller polyurethanspecifikationer og forventede udskiftningsintervaller.
5. Bekræft luftsystemet. For luftdrevne banker skal du bekræfte blæserens størrelse, trykmargin og standbykapacitet, fordi genopretningen stopper, når luften stopper.
6. Bekræft tilgængeligheden af ​​sliddele og leveringsbetingelser før underskrift, ikke efter det første sæt er slidt.
7. Insister på installations- og idriftsættelsessupport med definerede milepæle, herunder first-feed assistance og genoprettelsesjustering.
8. Spørg efter referencer på samme malmtype og kontakt dem faktisk. Ti minutter i telefonen med et driftsanlæg er mere værd end nogen brochure.

For vores egen del: fabrikken i Zhuji, Zhejiang, har brugt årtier på at bygge hydrometallurgisk udstyr og udnyttelsesudstyr, driver et forsknings- og udviklingscenter sammen med omkring 200 test- og produktionsmaskiner, arbejder under ISO9001 kvalitetsstyringssystemet og sender mere end 25.000 tons metalstrukturer og produkter om året. Projekter inden for kobber, zink, molybdæn, fosfat, kaliumchlorid og lithium, både i Kina og i Sydøstasien, Mellemøsten og Afrika, giver os en referenceliste, som vi opfordrer alle potentielle kunder til at tjekke.

Flotation Circuit ofte stillede spørgsmål

Hvis du planlægger en ny koncentrator eller genopbygger et eksisterende kredsløb omkring en ændret malm, er det hurtigste næste skridt en teknisk samtale understøttet af data. Send det grundlæggende, hvilket betyder målgennemstrømning, hovedanalyse, mineralsammensætning, forventet formalingsstørrelse og koncentratspecifikation, og et trin for trin kredsløbsforslag kan udarbejdes med opholdstidsberegninger, maskinvalg og et layout, der passer til dit websted. Det forslag, snarere end et katalog, er det, der fortæller dig, hvad kredsløbet rent faktisk vil gøre med din malm.