Apakah Litar Pengapungan dan Bagaimana Ia Berfungsi? Panduan Pengeluar

Berdiri di atas lantai operasi penumpu kuprum, plumbum-zink atau fosfat dan anda akan melihat pemandangan yang sama: barisan panjang tangki segi empat tepat, masing-masing mengocok pulpa gelap di bawah lapisan buih bersalut mineral, disambungkan dengan mesin basuh, paip dan pam. Sistem tersusun itu ialah litar pengapungan.

Untuk menjawab soalan secara terus: litar pengapungan ialah jujukan sel pengapungan dan peralatan sokongan yang dirancang, termasuk tangki penyaman, peniup, pam, pencuci dan pemekat, yang melaluinya bijih yang dikisar halus mengalir dalam peringkat yang ditentukan. Zarah mineral berharga melekat pada buih udara, naik menjadi buih, dan dibuang sebagai pekat, manakala zarah gangue yang tidak diingini kekal basah, tenggelam, dan meninggalkan tumbuhan sebagai tailing.

Urutan itu lebih penting daripada mana-mana mesin tunggal. Sel-sel yang lebih kasar membuat pemulihan pertama, sel-sel pemulung menyapu apa yang orang kasar terlepas, dan sel-sel yang lebih bersih menaik taraf buih kepada gred yang sebenarnya akan dibayar oleh pelebur atau loji kimia. Litar yang disusun dengan baik secara rutin memulihkan 85 hingga 95 peratus daripada logam berharga dalam bijih. Satu yang tidak disusun dengan baik boleh meninggalkan beberapa mata peratusan logam, selalunya keseluruhan margin keuntungan, tertimbus di dalam empangan tailing.

Panduan ini menerangkan perkara yang dilakukan oleh setiap bahagian litar, mengapa peringkat disusun mengikut cara mereka, cara mesin dipilih untuk setiap tugas, dan perkara yang perlu disediakan sebelum memesan peralatan. Ia ditulis dari sudut pandangan pengilang yang mereka bentuk, membina, memasang dan mentauliahkan sistem ini sebagai loji pemprosesan mineral yang lengkap.

Apakah Litar Pengapungan Sebenarnya

Mesin pengapungan dan litar pengapungan bukanlah perkara yang sama, dan perbezaannya mempunyai akibat sebenar apabila anda membeli peralatan. Mesin pengapungan ialah tangki bergolak tunggal yang menyebarkan udara ke dalam pulpa. Litar pengapungan ialah susunan lengkap tangki tersebut secara berperingkat-peringkat, bersama-sama dengan segala yang menggerakkan pulpa dan buih di antara mereka. Membeli mesin memberi anda satu stesen kerja; mereka bentuk litar memberi anda barisan pengeluaran dengan gelung kawalan kualitinya sendiri.

Litar lengkap biasanya mengandungi unsur-unsur ini:

• Tangki pendingin dan pencampuran, di mana bijih tanah disentuh dengan pengumpul, pembuih, dan pengubah suai sebelum pengapungan bermula.
• Tebing yang lebih kasar, bermakna beberapa sel yang disambungkan secara bersiri, yang menerima pulpa tanah segar.
• Bank pemulung yang merawat tailing yang lebih kasar sebelum dibuang.
• Satu atau lebih peringkat lebih bersih yang menaik taraf buih yang lebih kasar, kadangkala dengan langkah mengisar semula di antaranya.
• Pam, pencuci dan kerja paip yang menggerakkan pulpa, buih dan bahagian tengah yang beredar dari peringkat ke peringkat.
• Sistem udara: mesin penyebu sendiri menarik udaranya sendiri, manakala mesin paksaan udara disuap oleh blower khusus.
• Pemekat hiliran yang mengendapkan pekat dan tailing dan mengembalikan air yang dijernihkan ke loji.

Perkataan "litar" menerangkan gelung di dalam susunan ini. Tidak setiap zarah terapung dengan betul pada kali pertama, jadi produk perantaraan yang dipanggil middlings dipam kembali ke peringkat awal dan melalui beberapa sel lebih daripada sekali. Oleh itu, litar bukanlah satu garis lurus; ia adalah rangkaian dengan peredaran semula terkawal, dan rangkaian itulah yang menjadikan prinsip pengasingan kimia menjadi hasil pengeluaran harian yang stabil.

Tiga peranan ini muncul dalam hampir setiap penumpu sulfida logam di dunia, daripada beberapa tan sehari hingga berpuluh ribu. Apa yang berubah antara tumbuhan ialah bilangan sel dalam setiap peringkat, saiz sel, dan seberapa agresif peringkat itu ditolak ke arah pemulihan atau ke arah gred.

Bagaimana Proses Pengapungan Buih Berfungsi Di Dalam Setiap Sel

Pengapungan ialah proses kimia permukaan yang disandang sebagai industri berat. Sebelum litar boleh melakukan apa-apa, bijih mesti dikisar dengan cukup halus sehingga butiran mineral berharga diasingkan, atau dibebaskan, daripada batuan sisa di sekelilingnya. Dalam kebanyakan litar sulfida ini bermakna pengisaran kira-kira 55 hingga 80 peratus melepasi 74 mikron, dihasilkan oleh kilang bebola yang bekerja dalam litar tertutup dengan pengelas. Jika zarah masih dikunci bersama, tiada skema reagen di bumi boleh mengapungkan nilai dengan bersih.

Seterusnya datang penyaman udara. Pulpa dikacau dalam tangki pencampur sementara reagen ditambah. Pengumpul menyerap ke permukaan mineral berharga dan menjadikannya kalis air, yang merupakan helah penting. Depresan melakukan sebaliknya untuk mineral yang anda ingin tinggalkan, menjadikannya basah dan pasif. Pengubah suai seperti kapur menetapkan pH pulpa supaya semua bahan kimia ini berkelakuan seperti yang dimaksudkan.

Di dalam sel pengapungan itu sendiri, pendesak berputar memotong udara masuk menjadi berjuta-juta buih halus dan mengekalkan pulpa terampai. Tiga perkara kemudian berlaku secara berturut-turut: gelembung berlanggar dengan zarah, zarah hidrofobik melekat pada filem gelembung, dan gelembung yang dimuatkan naik melalui pulpa ke dalam lapisan buih di permukaan. Buihnya bukan sekadar buih; ia adalah zon kerja di mana air terperangkap dan zarah gangue yang melekat lemah mengalir kembali ke bawah, meningkatkan gred apa yang tinggal. Buih bermineral melimpahi mesin basuh di bahagian atas sel sebagai pekat, manakala zarah yang ditolak keluar dari bahagian bawah atau sisi mesin sebagai tailing.

Kimia menentukan apa yang boleh terapung. Contoh klasik ialah sphalerite, mineral bijih zink: pengumpul sulfida biasa hampir tidak menyentuhnya sehingga kuprum sulfat mengaktifkan permukaannya pada pH sekitar 10.5 hingga 11. Pyrite, sebaliknya, ditahan dalam banyak litar hanya dengan mengekalkan dos kapur yang tinggi. Inilah sebabnya mengapa dua tumbuhan yang mengapungkan bijih yang berbeza boleh kelihatan hampir sama dalam perkakasan dan berkelakuan berbeza dalam amalan.

Lebih Kasar, Pemulung, Pembersih, Pembersih Semula: Empat Peringkat Litar Pengapungan

Kesimpulan pertama: peringkat wujud kerana pemulihan dan gred menarik ke arah yang bertentangan. Sel boleh sama ada merebut semuanya dengan pantas, pada gred rendah, atau mengambil masa dan menghasilkan sesuatu yang bersih, pada pemulihan rendah. Litar membahagikan konflik ini merentasi peringkat berasingan supaya setiap satu boleh dioptimumkan untuk satu kerja.

Tahap lebih kasar

Bank yang lebih kasar menerima pulpa segar dan berhawa dingin dan direka bentuk untuk kelajuan dan kesempurnaan pemulihan berbanding kualiti. Pekat yang lebih kasar biasanya merupakan produk sederhana, gred yang terlalu rendah untuk dijual, tetapi ia mengandungi sebahagian besar nilai yang akhirnya akan meninggalkan kilang. Oleh itu, sel yang lebih kasar berjalan dengan buih yang lebih cetek dan pengudaraan yang agresif.

Tahap pemulung

Bank pemulung melayan apa sahaja yang ditolak oleh orang kasar. Pekatnya adalah kurus, jadi ia dipam kembali ke suapan yang lebih kasar atau disambungkan ke dalam aliran yang lebih bersih dan bukannya dihantar. Satu-satunya tujuan pemulung adalah untuk memastikan tailing akhir benar-benar sisa. Pada loji yang ditala dengan teruk, pemulung adalah tempat anda benar-benar boleh melihat wang meninggalkan bangunan, kerana sebarang nilai yang terlepas akan hilang untuk selamanya.

Peringkat pembersih dan pembersih semula

Pembersih mengambil buih yang lebih kasar dan menaik tarafnya. Buih lebih dalam di sini, masa tinggal bagi setiap tan lebih lama, dan air basuhan kadangkala ditambahkan pada permukaan buih untuk memacu gangue yang terperangkap kembali ke dalam pulpa. Spesifikasi pekat yang ketat, atau bijih berbutir halus, mungkin mewajarkan peringkat pembersihan kedua, pembersih semula, atau pengisar semula antara pengasaran dan pembersihan supaya zarah komposit mendapat peluang lagi untuk pembebasan.

Middlings dan beban beredar

Setiap produk perantaraan yang bergelung ke belakang adalah pertengahan. Beban edaran berpuluh peratus adalah perkara biasa di loji pengapungan, dan pam dan mesin basuh mesti bersaiz untuknya dari hari pertama. Apabila operator mengatakan litar adalah "stabil," mereka biasanya bermaksud gelung ini telah mencapai keseimbangan: apa yang berlaku di sekeliling datang pada kadar yang tetap.

Konfigurasi Litar dan Pemilihan Mesin Pengapungan

Konfigurasi adalah rangka tumbuhan, dan ia dipilih daripada bijih, bukan daripada katalog. Jadual di bawah meringkaskan konfigurasi yang paling kerap kami reka bentuk dalam kerja EPC pemprosesan mineral.

Dalam mana-mana peringkat, sel disambungkan secara bersiri supaya pulpa melihat setiap mesin secara bergilir-gilir. Apabila tan bertambah, aliran terbahagi merentasi tebing selari, kerana satu bank sama ada memerlukan sel yang besar atau melepaskan masa tinggal. Mendapatkan hak aritmetik bank adalah mudah setelah masa kediaman yang diperlukan diketahui, dan ini merupakan pengiraan tunggal yang paling biasa di sebalik sebut harga pengapungan.

Pemilihan mesin kemudiannya mengikut kewajipan. Mesin penyebuan sendiri, seperti jenis SF, BF, GF, dan JJF, mencipta sedutan udara mereka sendiri dalam zon pendesak. Itu mengeluarkan sistem peniup untuk sel tersebut dan, dalam susunan sel-ke-sel, membolehkan buih mengalir melalui graviti antara mesin tanpa pam buih. Ia sangat sesuai untuk loji dengan tona sederhana dan untuk tugas yang lebih bersih di mana setiap sel dikendalikan pada kedalaman dan tahap buih yang berbeza.

Mesin paksaan udara, seperti jenis XCF dan KYF, menerima udara bertekanan rendah daripada blower dan bukannya menyedutnya. Pendesak berjalan pada kelajuan persisian yang lebih rendah, yang mengurangkan haus dan sesuai dengan isipadu tangki yang besar. Dalam susunan berpasangan, sel XCF boleh mengeluarkan buih dari sel KYF bersebelahan, jadi bank gabungan tidak memerlukan pam buih perantaraan sama sekali. Untuk tugas besar yang lebih kasar dan pemulung ini menjimatkan peralatan, ruang lantai dan waktu penyelenggaraan.

Pulpa khas memerlukan mesin khas. Saiz zarah kasar dan ketumpatan pulpa yang lebih tinggi, yang berlaku dalam rawatan semula tailing tertentu dan aplikasi bukan logam, memerlukan mesin yang direka bentuk di sekeliling ampaian yang lebih kuat, seperti jenis CLF. Logik yang sama terpakai jauh melangkaui logam sulfida: batu fosfat, potash dan mineral industri lain juga terapung, dan projek peranti pengapungan batu fosfat kami untuk kumpulan baja yang besar mengikuti penaakulan pembersih kasar-pemulung yang sama dengan skema reagen yang berbeza sama sekali.

Contoh saiz pantas menunjukkan cara konfigurasi dan perkakasan bertemu. Penumpu yang merawat 3,000 tan sehari bijih pada kira-kira 33 peratus pepejal menghantar kira-kira 300 meter padu pulpa sejam ke pengapungan. Jika kerja ujian mengatakan orang kasar memerlukan lapan minit masa tinggal, pentas memerlukan kira-kira 40 meter padu isipadu berkesan, yang boleh menjadi empat sel 10 meter padu atau dua sel 20. Pengiraan pemulung mengikut corak yang sama, dan pembersih bersaiz pada tan pekat dan bukannya tan suapan.

Apa yang Memberi Suapan kepada Litar dan Apa yang Meninggalkannya

Di hulu, litar ini hanya sebaik penyediaan suapannya. Peringkat pengisaran, biasanya kilang bola jenis grid basah ditutup dengan pengelas lingkaran atau hidrosiklon, menetapkan taburan saiz zarah yang mesti dikendalikan oleh pengapungan. Jika klasifikasi hanyut dan butiran kasar tergelincir, ia berakhir di dalam sel yang lebih kasar di mana buih tidak dapat mengangkatnya, dan ia melaporkan terus ke tailing. Inilah sebabnya mengapa pengendali berpengalaman menonton pengelas hampir sama rapat dengan buih.

Antara pengisaran dan pengapungan duduk penyaman, langkah yang paling dipandang remeh dalam kilang. Pengumpul memerlukan beberapa minit masa sentuhan untuk menjerap dengan betul, dan pulpa padat mesti kekal digantung sepenuhnya untuk setiap zarah untuk melihat reagen. Dalam projek yang mengendalikan pulpa padat atau likat, kami menentukan pengadukan berkepekatan tinggi di hadapan sel dengan tepat kerana suapan yang dikondisikan dengan buruk tidak dapat diselamatkan di hilir, tidak kira betapa baiknya mesin itu.

Di hiliran, kedua-dua produk memerlukan pengendalian. Pekatan mengalir ke pemekat, biasanya jenis pemacu tengah, di mana pepejal mendap dan aliran bawah menyalurkan penapisan sebelum peleburan atau pemprosesan kimia. Tailing juga menebal, dan air yang diperoleh kembali ke loji. Imbangan air patut mendapat perhatian kejuruteraan sebenar: dalam persekitaran gersang dan tasik masin, di mana kami membina peralatan pencampuran dan pengasingan kalium dan litium berskala besar, setiap meter padu yang dikitar semula adalah air yang tidak perlu dipam dari tapak dari tempat lain.

Parameter Operasi Yang Memutuskan Pemulihan

Pengendali mengawal dua tuas dengan berkesan: kimia dan fizik. Kimia meliputi dos reagen dan pH. Fizik merangkumi ketumpatan, kedalaman buih, kadar udara, dan paras. Jadual di bawah menyenaraikan parameter yang paling penting, dengan julat yang merupakan titik permulaan biasa dan bukannya jawapan universal.

Satu prinsip daripada pengalaman operasi mengatasi mana-mana nombor tunggal: kestabilan mengatasi kesempurnaan. Ketumpatan suapan yang mengembara dengan beberapa titik menggerakkan segala-galanya ke hilir, termasuk tekstur buih, tahap dan permintaan reagen. Tumbuhan yang mengukur ketumpatan pulpa dan mengalir pada suapan litar, dan membetulkan drift awal, tahan pemulihan jauh lebih mudah daripada tumbuhan yang melaraskan sel selepas kerosakan kelihatan dalam makmal ujian. Dos yang konsisten daripada pam yang ditentukur, dan log bertulis penampilan buih terhadap keputusan ujian, akan melakukan lebih banyak untuk pemulihan selama setahun daripada mana-mana anjakan heroik tunggal.

Cara Prestasi Litar Diukur: Gred, Pemulihan dan Tukar Ganti

Dua nombor menerangkan litar pengapungan. Gred ialah kandungan logam pekat, dinyatakan sebagai peratusan. Pemulihan ialah bahagian logam dalam suapan yang melaporkan kepada pekat itu. Loji boleh mempunyai gred yang sangat baik dan pemulihan yang lemah, atau sebaliknya, dan perbezaan antara mereka adalah di mana reka bentuk litar memperolehnya.

Pemulihan dikira daripada formula dua produk: Peratus pemulihan bersamaan dengan c didarab dengan (f tolak t), dibahagikan dengan f didarab dengan (c tolak t), darab 100, di mana f ialah gred suapan, c ialah gred pekat, dan t ialah gred tailing. Ambil litar tembaga dengan gred suapan 1.0 peratus, pekat 25 peratus, dan 0.08 peratus dalam tailing akhir. Pengiraan memberikan 25 kali 0.92, dibahagikan dengan 1.0 kali 24.92, iaitu kira-kira 92.3 peratus pemulihan. Angka tunggal itu, dijejaki setiap hari, memberitahu pengurusan sama ada litar itu mengekalkan prestasi reka bentuknya.

Saiz zarah menerangkan banyak kekurangan pemulihan. Buih membawa zarah bersaiz sederhana dengan cekap; zarah kasar tertanggal di bawah beratnya sendiri, dan lendir halus mengikut air ke dalam buih atau enggan melekat sama sekali.

Pertukaran berikut secara langsung: menolak gred lebih tinggi, dengan buih yang lebih bersih dan kawalan reagen yang lebih ketat, biasanya memerlukan sedikit pemulihan, dan mengejar setiap gred kos zarah terakhir. Peringkat yang lebih bersih, penyelarasan semula antara pengasaran dan pembersihan, dan klasifikasi hulu yang lebih baik ialah cara tumbuhan membeli kedua-duanya sekali. Itu adalah keputusan reka bentuk, bukan pelarasan anjakan demi anjakan, itulah sebabnya bahagian konfigurasi panduan ini lebih penting daripada sebarang petua pengendalian.

Masalah Litar Pengapungan Biasa dan Pembetulan Praktikal

Kebanyakan masalah litar mengumumkan diri mereka dalam buih sebelum ia muncul dalam ujian. Kad di bawah menggandingkan enam simptom yang paling kerap ditanya kepada kami dengan punca biasa dan tindakan yang benar-benar berkesan.

Corak yang patut diingat: masalah berulang dalam sel biasanya dikesan kembali ke klasifikasi huluan atau kebolehubahan suapan dan bukannya kepada mesin pengapungan itu sendiri. Membetulkan puncanya sebaik sahaja melaraskan gejala setiap syif, dan itulah sebab pasukan pentauliahan kami sentiasa bermula pada pelepasan kilang dan berusaha ke hadapan.

Daripada Kerja Ujian kepada Loji Berjalan

Litar pengapungan direka pada data, dan laluan data ditetapkan dengan baik. Ujian pengapungan kelompok pada teras gerudi atau sampel saluran menentukan reagen yang berfungsi dan berapa cepat mineral terapung. Ujian kitaran terkunci kemudian mensimulasikan bahagian tengah yang beredar bagi sebuah loji sebenar, mendedahkan gred dan pemulihan yang sebenarnya mampan dan bukannya nombor yang menyanjung bagi satu pas. Untuk pelaburan yang lebih besar, kempen perintis mengesahkan masa tinggal dan tingkah laku pengendalian buih pada skala yang bermakna.

Hasil tersebut diterjemahkan terus ke dalam perkakasan: masa kediaman peringkat demi peringkat, volum sel, jenis mesin, tugas peniup dan pam, serta peralatan pencampuran dan penebalan di sekeliling sel. Menyampaikan ini sebagai satu pakej ialah maksud EPC pemprosesan mineral dalam amalan, dan itulah sebabnya barisan produk kami bermula daripada penghancuran dan pengisaran melalui pengadukan, pengapungan, penebalan dan larut lesap, supaya tiada peringkat yang diukur dengan tekaan untuk dipadankan dengan peralatan pembekal lain.

Litar sedia ada juga dibina semula, dan selalunya keuntungan pemulihan terpantas dalam loji datang daripada mengkonfigurasi semula sel dan bukannya menambahnya. Bijih berubah apabila lombong masuk lebih dalam, dan litar yang direka sepuluh tahun lalu kini mungkin membersihkan mineralogi yang berbeza. Projek pembaharuan teknikal pengapungan zink 3,000 tan sehari kami adalah kes biasa: tapak yang sama, kelas peralatan am yang sama, konfigurasi baharu dan logik reagen dipadankan dengan bijih semasa.

Pentauliahan kemudiannya mengikut urutan yang menjadikan pengalaman sebagai rutin: pendirian mekanikal, ujian air, suapan bijih pertama, kemudian reagen dan penalaan aras sehingga litar mengekalkan pemulihan reka bentuknya. Tumbuhan yang berbelanja secara realistik untuk tempoh penalaan ini mencapai prestasi papan nama tanpa drama; loji yang menganggap pentauliahan sebagai sesuatu yang difikirkan semula biasanya membayarnya dalam pengeluaran yang terlepas pada bulan-bulan pertama.

Perkara yang Perlu Diperiksa Sebelum Memesan Peralatan Pengapungan

Sebut harga peralatan boleh kelihatan sama di atas kertas dan menunjukkan prestasi yang sangat berbeza di kilang. Berdasarkan perkara yang kami lihat apabila pelanggan datang kepada kami selepas pembelian yang sukar, pemeriksaan ini memisahkan perolehan bunyi daripada pelajaran yang mahal:

1. Sahkan data bijih di sebalik reka bentuk. Minta ujian baru-baru ini, mineralogi dan taburan saiz zarah yang digunakan oleh vendor, dan pastikan mereka menerangkan bijih anda, bukan andaian.
2. Minta isipadu berkesan, bukan isipadu tangki. Sudut mati dan corak aliran herot mengurangkan masa kediaman sebenar, dan perbezaannya secara senyap-senyap boleh menelan belanja beberapa peratus pemulihan.
3. Padankan jenis mesin dengan saiz zarah dan ketumpatan pulpa. Pulpa yang kasar dan padat memerlukan mesin yang direka untuknya, bukan sel tujuan umum dengan motor yang lebih besar dihidupkan.
4. Semak bahan pembuatan. Pendesak, peresap, aci, dan pelapik menentukan hayat haus; mengesahkan spesifikasi getah atau poliuretana dan jangka masa penggantian.
5. Sahkan sistem udara. Untuk bank paksa udara, sahkan saiz blower, margin tekanan dan kapasiti siap sedia, kerana pemulihan berhenti apabila udara berhenti.
6. Sahkan ketersediaan alat ganti haus dan syarat penghantaran sebelum menandatangani, bukan selepas set pertama haus.
7. Bertegas pada pemasangan dan pentauliahan sokongan dengan pencapaian yang ditetapkan, termasuk bantuan suapan pertama dan penalaan pemulihan.
8. Minta rujukan pada jenis bijih yang sama dan hubungi mereka. Sepuluh minit menggunakan telefon dengan loji operasi lebih bernilai daripada mana-mana risalah.

Bagi pihak kami sendiri: kilang di Zhuji, Zhejiang telah menghabiskan beberapa dekad membina peralatan hidrometalurgi dan benefisiasi, mengendalikan pusat penyelidikan dan pembangunan bersama-sama dengan kira-kira 200 mesin ujian dan pengeluaran, berfungsi di bawah sistem pengurusan kualiti ISO9001, dan menghantar lebih daripada 25,000 tan struktur dan produk logam setiap tahun. Projek dalam tembaga, zink, molibdenum, fosfat, potash dan litium, kedua-dua di China dan di Asia Tenggara, Timur Tengah dan Afrika, memberi kami senarai rujukan yang kami galakkan setiap bakal pelanggan menyemak.

Soalan Lazim Litar Pengapungan

Jika anda merancang penumpu baharu, atau membina semula litar sedia ada di sekeliling bijih yang diubah, langkah seterusnya terpantas ialah perbualan teknikal yang disokong oleh data. Hantar asas-asas, bermakna daya pemprosesan sasaran, ujian kepala, komposisi mineral, saiz pengisaran yang dijangkakan dan spesifikasi pekat, dan cadangan litar peringkat demi peringkat boleh disediakan dengan pengiraan masa kediaman, pemilihan mesin dan reka letak yang sesuai dengan tapak anda. Cadangan itu, bukannya katalog, adalah yang memberitahu anda apa yang sebenarnya akan dilakukan oleh litar dengan bijih anda.