Echipamente de concentrare a mineralelor: Ghid de selecție pentru flotație, îngroșare și măcinare

Alegeți echipamentul de concentrare a mineralelor în funcție de mineralogia minereului, dimensiunea particulelor de furaj și costul real pe tonă de concentrat, nu după prețul de achiziție al mașinii. Un banc de plutire cu aer forțat vă oferă spumă stabilă pe celulele mari, o mașină de auto-aerere economisește energie pentru sarcini mai mici, iar un concentrator cu antrenare centrală cu cuplul de torsiune selectat corect vă protejează echilibrul de apă din prima zi de funcționare. Acest ghid vine din perspectiva unui producător care a construit linii de flotare, măcinare, clasificare, amestecare și îngroșare pentru proiecte de cupru, aur, zinc, fosfat, potasiu și litiu. Acesta explică ce trebuie să realizeze fiecare grup de echipamente, ce greșeli de selecție cresc costul de operare și ce trebuie verificat înainte de a plasa o comandă.

Ce echipamente de concentrare a mineralelor trebuie să realizeze efectiv

O fabrică de concentrare are o singură sarcină: să respingă ganga și să transforme mineralul valoros într-un concentrat pe care o topitorie, un circuit de leșiere sau o piață directă îl poate accepta. Echipamentul folosit în acea linie determină mai mult decât nota finală și recuperarea. Acesta stabilește consumul de apă, consumul de reactiv, necesarul de energie și numărul de operatori necesari pentru a menține stabila instalației.

Întreaga schemă de flux se comportă ca un lanț. Măcinarea stabilește dimensiunea de eliberare. Clasificarea stabilizează dimensiunea particulelor în viitor. Condiționarea pregătește suprafața minerală pentru colectare. Flotația face separarea propriu-zisă. Îngroșarea și deshidratarea recuperează apa și densifică patul de concentrat. Dacă o verigă este proiectată cu o toleranță greșită, restul lanțului plătește pentru asta. Un agent de îngroșare care este subdimensionat pentru fluxul de steril va forța planta să taie hrana. O mașină de flotație cu tipul de rotor greșit va dezvolta un decalaj de stabilitate a spumei pe care schimbările de reactiv nu nu le pot repara.

Aceste puncte explică de ce proprietarii de plante ar trebui să definească minereul pe întreaga sa durată de viață a minei, nu gradul mediu. Echipamentul dimensionat pentru medie este adesea prea mic în prima perioadă cu argilă mare sau cu amenzi mari, iar acea perioadă este exact când vin cele mai grele condiții de funcționare.

Cele cinci grupuri de echipamente dintr-o uzină de concentrare

Deși fiecare schemă de flux este diferită, o instalație tipică de concentrare conține aceleași cinci grupuri de echipamente. Înțelegerea funcției fiecărui grup ajută un cumpărător să compare ofertele care în mod normal arată ca liste lungi de nume de mașini și numere de model.

Dincolo de aceste cinci, echipamentele de alimentare, cum ar fi un alimentator de tip canal sau un alimentator cu discuri, controlează intrarea minereului în prima etapă a morții. Sună minor, dar alimentarea neregulată provoacă creșterea în circuitul de măcinare, iar creșterea strică stabilitatea flotației.

Selectarea mașinii de plutire: flux de aer, mecanism și sarcină

Flotația este principalul instrument de separare în majoritatea centralelor de concentrare. Mașina trebuie să disperseze aerul, să suspende particulele minerale, să creeze o zonă de spumă suficient de stabilă pentru a transporta mineralul până la spălătorie și să păstreze pomparea energiei într-un interval rezonabil.

Mașinile cu autoaerare atrag aer în pulpă prin rotorul rotativ. Nu au suflantă, mai puține conducte și funcționare simplă și funcționează bine în celule din intervalul de volum mic și mediu. SF, BF și JJF aparțin toate acestei clase. Mașinile cu aer forțat precum XCF/KYF și CLF primesc aer de la o suflantă de joasă presiune. Rezultatul este rezervoare mai adânci, distribuție mai uniformă a aerului și un strat de spumă care rămâne stabil chiar și atunci când gradul de alimentare se schimbă rapid. În băncile mari, mai aspre și scavenger, această stabilitate merită costul suplimentar al suflantei.

În propriile noastre instalații, combinația XCF/KYF este o alegere obișnuită pentru sarcini mari de grosime și de evacuare. Celula cu palete XCF cu o singură față se împerechează cu celula KYF de același volum, iar cele două împart o sursă de aer și o spălare. Acest aranjament scurtează lungimea bancului, simplifică amenajarea podelei și reduce suprafața spălată care trebuie curățată.

Mașină de flotație XCF/KYF pentru șlefuire grosieră și sarcini mai aspre Această pereche combinată de celule de aspirație XCF și curent continuu KYF împarte o sursă de aer și o spălare, oferind un consum redus de energie și suspensie fiabilă pentru particulele grele grosiere. Vizualizare produs →

Când minereul poartă un produs de măcinare grosier, celulele BF sau CLF sunt adesea mai bune, deoarece mențin particulele grele grosiere în suspensie fără a construi un pat de nisip. Una dintre primele întrebări pe care trebuie să le adresați unui furnizor este dacă celula propusă a tratat cu adevărat acest tip de minereu și acest interval de dimensiuni ale particulelor înainte.

Agenți de îngroșare: recuperarea apei și controlul subdebitului

Concentratorul central este calul de lucru al deshidratării în concentrație de minerale. Suspensia intră în puțul central de alimentare, solidele se depun în partea de jos, o greblă rotativă trage patul decantat către evacuarea centrală și preaplinul clar se scurge peste margine. Numărul mare de urmărit este cuplul de rake. O greblă care este supraîncărcată cronic uzează cutia de viteze, îndoaie arborele și în cele din urmă oprește instalația.

Dimensiunea agentului de îngroșare este exprimată în mod normal ca încărcare cu solide: tone de solide uscate pe metru pătrat de suprafață a rezervorului pe zi. Pentru un concentrat sau un flux de steril care se depune bine, 0,5–1,5 t/m²/zi este un interval practic. Pentru sterilul fin cu argilă, numărul poate fi mult mai mic, uneori sub 0,3, iar consumul de floculant devine factorul de control.

Densitatea underflow este al doilea număr. În fabricile de metale comune, 55-65% solide în greutate sunt obișnuite pentru un agent de îngroșare care alimentează un filtru și 45-55% pentru un iaz de decantare. Pompa și țevile trebuie să fie dimensionate pentru vâscozitatea reală sub curgere, mai ales când mineralul este foarte floculat și patul se comportă ca un solid moale. Obținerea corectă a densității sub debit decide, de asemenea, câtă apă recuperați. Cu preaplin curat și un pat bine controlat, instalația poate returna în mod obișnuit 70-85% din apa de proces. În proiectele de potasiu de lac sărat, în care saramura este atât lichidul mediu, cât și lichidul valoros, o mică eroare de echilibru a apei se transformă într-o pierdere mare de producție. Designul agentului de îngroșare trebuie să țină cont de densitatea și temperatura saramură de la primul calcul.

Concentrator central de conducere pentru recuperarea eficientă a apei Acest agent de îngroșare crește solidele de la 20-30% la 40-70%, cu un mecanism de ridicare a greblei și protecție la cuplu pentru a gestiona debitul de densitate mare și a recupera apa de proces. Vizualizare produs →

Măcinare și clasificare: dimensiunea particulelor decide totul în aval

Nicio celulă de flotație nu poate recupera un mineral care nu a fost eliberat. Măcinarea este etapa care creează distribuția dimensiunii particulelor. Moara cu bile de tip grilă umedă este o alegere standard în instalațiile mici și mijlocii, deoarece alimentează clasificatorul cu o pastă densă și gestionează o sarcină de circulație mare cu un control bun al mărimii de descărcare.

Clasificatorul în spirală funcționează în circuit închis cu moara cu bile. Nisipul supradimensionat revine la moară pentru o altă trecere; preaplinul trece la flotație. Pentru furajele de flotație, ținta este adesea 60-75% care trec de 74 de microni, dar numărul potrivit provine din testarea de eliberare, nu dintr-o implicită. Un minereu cu granulație grosieră ar putea fi eliberat perfect la 80% trecând de 150 de microni; un minereu cu granulație fină sau diseminată ar putea necesita 80% trecând 45 de microni. Măcinarea mai fină decât eliberarea costă energie fără câștig de recuperare, iar măcinarea excesivă creează slime fină care consumă reactivi și trage în jos gradul de concentrat.

Moara cu bile cu grilă umedă pentru măcinare în circuit închis Această moară alimentează clasificatorul cu o pastă densă și gestionează sarcini mari circulante, cu o capacitate cu 15% mai mare decât morile de preaplin, potrivite pentru testarea de eliberare. Vizualizare produs →

De asemenea, clasificatorul trebuie să mențină dimensiunea tăieturii în cazul variațiilor de duritate a alimentării. În practică, recomandăm o verificare a ecranului în fiecare schimb în primele săptămâni după punere în funcțiune. Operatorii pot corela apoi micile modificări ale mărimii preaplinului cu recuperarea flotației înainte ca abaterea să devină gravă.

Rezervoare de amestec: etapa de condiționare care este subestimată

Timpul de condiționare este una dintre cele mai ieftine variabile de proces de schimbat și una dintre cele mai comune cauze ale unei probleme de flotație atunci când este greșită. Reactivii au nevoie de timp pentru a reactiona cu suprafata minerala. Un rezervor de amestecare a nămolului asigură acel timp înainte ca celuloza să intre în prima celulă de flotație. Un rezervor de amestecare a agentului dizolvă și omogenizează dozele de reactiv; dacă este prea mic, concentrația de reactiv fluctuează și celulele de flotație din aval devin imposibil de controlat.

Două puncte de design contează cel mai mult. Prima este zonele moarte. Un rezervor mare cu un rotor mic pare să se amestece, dar miezul volumului de pulpă poate rămâne netratat și apoi scurtcircuita la alimentarea de flotație. Al doilea este puterea de intrare pe unitate de volum. Prea puțină putere dă suspendare incompletă; prea mult creează forfecare puternică care poate îndepărta straturile de reactiv sau poate sparge bule. Experiența instalației arată că această problemă este mai frecventă decât cred operatorii, deoarece rezervorul pare activ, în timp ce fundul și colțurile mențin pulpa stagnată.

Rezervorul de amestec de mare concentrație XBN este o variantă concepută pentru densitățile de pulpă pe care rezervoarele de amestec obișnuite nu le pot gestiona. Menține solidele în mișcare și evită vârfurile locale de concentrație care modifică raportul reactiv-solid în timpul flotației. Pentru plantele care tratează celuloze de înaltă densitate, această unitate merită studiată înainte de a selecta un rezervor generic.

Cum modifică tipul de minereu lista de echipamente

Echipamentele de concentrare a mineralelor nu pot fi selectate fără a se cunoaște comportamentul chimic și fizic al minereului. Două instalații care plutesc ambele cupru arată similar pe hârtie, dar dacă una tratează sulfura masivă și cealaltă oxid-carbonat, sarcinile mașinii de flotare, ținta de măcinare și sistemul de deshidratare se schimbă. Tabelul de mai jos rezumă logica tipică pentru șase familii de minereuri comune.

Tabelul nu este un manual de proiectare. Este o reamintire că aceeași categorie de echipamente apare peste tot, dar punctul de operare din interiorul acelei categorii trebuie stabilit de minereu. De aceea, inginerii noștri solicită o descriere mineralogică completă, nu doar o calitate de metal, atunci când un client solicită o cotație.

Unde ajung costurile de operare și cum să le reducă

Energia este cel mai mare cost controlabil cu care se confruntă proprietarii centralelor de concentrare. Măsurată la nivel de echipament, o divizare tipică a energiei electrice arată astfel.

Reducerea numărului absolut începe cu dimensiunea avansului de măcinare. Un produs de concasor care este cu 10 mm mai fin poate reduce necesarul de energie al morii cu bile cu aproximativ 5-8%, deoarece moara nu-și mai folosește încărcarea pentru a repara greșeala ultimei etape de zdrobire. După aceea, următoarele măsuri sunt practice pentru o instalație existentă:

• Instalați variatoare de frecvență pe rotoarele mașinilor de flotație și rulați-le la cea mai mică viteză care menține particulele în suspensie.
• Păstrați adâncimea spumei la valoarea de proiectare. Tragerea spumei cu o sursă de aer supraenergetică crește energia pe tonă și scade gradul.
• Adăugați un aglomerator de spumă pentru a accelera spuma mineralizată în spălătorie fără a crește rata de aer.
• Automatizați controlul sub debit al agentului de îngroșare. Un pat stabil înseamnă mai puțin floculant per tonă de solide uscate și un flux de apă de retur mai constant.
• Monitorizați dimensiunea depășirii clasificatorului. Un produs suprateran costă energie de măcinare și reactiv și produce un concentrat care este mai greu de deshidratat.

Energia nu este singurul cost de operare. Piesele de uzură, mediile de măcinare a oțelului și reactivii de flotație sunt toate sensibile la alegerea echipamentului. Un rotor de flotație pentru minereu abraziv este de obicei mai bun la o viteză de vârf puțin mai mică. O antrenare a greblei de îngroșare cu setarea corectă a cuplului evită uzura prin forfecare. O spirală de clasificare care rulează la înclinația corectă trimite dimensiunea potrivită la flotație în loc să trimită nisip care îngroapă fundul celulei. Fiecare dintre aceste puncte apare în declarația de cost lunară a fabricii.

Întreținere: defecțiuni care forțează oprirea producției

Echipamentul de concentrare funcționează într-o suspensie cu 30-70% solide din greutate. Abraziunea și scara sunt principalii inamici, iar odată ce are loc o defecțiune, hrana plantelor se oprește. Tabelele de mai jos sunt un rezumat practic al defecțiunilor pe care inginerii de teren le văd cel mai des la mașinile de flotație și de îngroșare.

Inventarul de piese de schimb face parte din întreținere. Pentru o instalație mică, transportarea unui set complet rotor-stator pentru fiecare model de flotație, un set de pantofi de uzură a greblei de îngroșare și piese de schimb standard din cauciuc pentru clasificator este de obicei echilibrul potrivit între cost și siguranță.

Ce recent plant projects show

Alegerile de echipamente arată diferit atunci când sunt atașate unui proiect real. Într-o Proiect de pirită de cupru-aur de 1 milion de tone pe an în Anhui , linia combină o moară cu bile cu grilă umedă, un clasificator în spirală și mașini de flotare XCF/KYF în bănci mai brute și scavenger. Mineralele de cupru și aur sunt blocate în pirită la o granulație moderată grosieră, astfel încât designul menține măcinarea primară într-un punct în care pirita nu este supra-măcinată și aurul recuperabil nu este blocat într-o fracțiune de slime.

Un alt exemplu este un proiect de potasiu în Laos, construit în jurul unor echipamente mari de amestecare și îngroșare. Instalația funcționează în saramură saturată, astfel încât marginile de coroziune și un diametru conservator al îngroșatorului au făcut parte din logica de selecție. Familia de echipamente este aceeași cu o fabrică de cupru, dar valorile de proiectare pentru materiale, cuplul de antrenare și tratarea aerului sunt complet diferite.

Modelul este clar: fiecare plantă de succes începe de la minereu și lucrează înapoi la mașină. Detaliile pe cum să alegeți echipamentul de concentrare a mineralelor în funcție de tipul de minereu sunt tratate într-un articol tehnic separat.

O listă de verificare practică înainte de a comanda

Cumpărătorii care trec prin această listă de verificare înainte de a compara cotațiile economisesc mai mulți bani într-o lună de funcționare a fabricii decât negociază de obicei cu privire la prețul echipamentului.

Ultimul articol este mai important decât se așteaptă majoritatea cumpărătorilor. Un furnizor care poate coordona moara cu bile, clasificatorul, mașinile de flotație și îngroșătorul ca o singură linie proiectată reduce greșelile de interfață. Dimensiunile flanșelor, înălțimile de spălare, cerințele capului pompei și semnalele de control, toate se conectează. Când fiecare mașină provine dintr-o sursă diferită, proprietarul centralei devine implicit integrator.

Întrebări frecvente despre echipamentele de concentrare a mineralelor

Mineral concentration equipment stops being a list of machine names as soon as it is connected to an ore body and a target concentrate. Instalația potrivită începe cu caracteristicile minereului, lucrează prin măcinare, clasificare, condiționare, flotare și îngroșare și se termină cu o decizie de cumpărare care include costul de operare și suport post-vânzare. If you are planning a new concentrator or upgrading an existing one, provide the feed data first and let the equipment selection follow the ore. Aceasta este diferența dintre o plantă care arată corect pe hârtie și o plantă care își menține recuperarea în a treia lună de funcționare continuă.