Loop een kopersmelterij binnen en kijk naar het concentraat dat bij de poort arriveert; vaker wel dan niet bestaat dat concentraat vanwege flotatie. Koperflotatie is een mineraalverwerkingsmethode die koperhoudende mineralen scheidt van afvalgesteente door gebruik te maken van verschillen in hydrofobiciteit van het oppervlak. In plaats van een hele berg erts te smelten, produceert flotatie een hoogwaardig concentraat dat 20-30% koper bevat uit ROM-erts met slechts 0,3-1% koper. Het is de allerbelangrijkste upgradestap tussen de mijn en de smelterij.
Het proces is conceptueel eenvoudig: erts wordt tot poeder vermalen, gemengd met water en reagentia en belucht in flotatiecellen. Koperdeeltjes worden door een collector waterafstotend gemaakt, hechten zich aan luchtbellen, stijgen naar de oppervlakte en worden als schuim opgevangen. Het ganggesteente blijft in de pulp achter en wordt residuen. Achter die eenvoudige beschrijving schuilt een complex systeem van chemie, apparatuurselectie en procescontrole, en dat is wat dit artikel in praktische termen uitlegt.
Waarom flotatie werkt: het principe van oppervlaktechemie
Flotatie gaat niet over dichtheid of deeltjesgrootte; het gaat over oppervlaktechemie. De meeste kopermineralen zijn van nature hydrofiel, wat betekent dat ze door water worden bevochtigd. De meeste ganggesteentemineralen, zoals kwarts en silicaten, hebben ook hydrofiele oppervlakken. Om ze te scheiden, wijzigt het flotatieproces het kopermineraaloppervlak chemisch, zodat het hydrofoob genoeg wordt om zich aan luchtbellen te hechten.
Deze modificatie wordt gedaan met collectoren, meestal xanthaatmoleculen zoals natriumethylxanthaat of kaliumamylxanthaat. Het collectormolecuul heeft twee functionele uiteinden: het ene uiteinde adsorbeert op het kopermineraaloppervlak en het andere uiteinde steekt naar buiten uit als een waterafstotende koolwaterstofketen. Na conditionering draagt het kopermineraaldeeltje een dunne, niet-polaire coating waardoor een luchtbel water van het oppervlak kan verdringen en een stabiel driefasig contact kan vormen. Het beldeeltjesaggregaat stijgt vervolgens door de pulp en rapporteert aan de schuimlaag bovenaan de flotatiecel.
Drie krachten bepalen of een deeltje zal blijven drijven: de kans op een botsing tussen een deeltje en een bel, de kans op aanhechting na botsing, en de kans op onthechting tijdens het opstijgen. Botsing is afhankelijk van turbulentie, belgrootte en deeltjesgrootte. De hechting hangt af van de hydrofobiciteit van het oppervlak en de inductietijd. Het onthechting hangt af van de belgrootte en de turbulentie-intensiteit. Een goed ontworpen flotatiecircuit brengt deze factoren in evenwicht, zodat kopermineralen snel herstellen terwijl het ganggesteente in de pulp achterblijft.
Dit is de reden waarom schuim, dat in eerste instantie een klein detail lijkt, eigenlijk een kritisch controlepunt is. Het schuim moet stabiel genoeg zijn om deeltjes uit de cel te transporteren, maar niet zo stabiel dat gangsteen wordt opgesloten. Schuimhoogte, luchtstroom en schuimdosering worden voortdurend in realtime aangepast om de juiste balans te behouden. In een koperflotatie-installatie kijken operators naar de kleur en textuur van het schuim om te beoordelen of het proces gezond is voordat laboratoriumtests dit bevestigen.
Soorten kopererts en hun drijfvermogen
Niet al het kopererts gedraagt zich op dezelfde manier in een flotatiecel. Het ertstype bepaalt de reagenskeuze, het circuitontwerp en het verwachte herstel. De meest voorkomende kopermineralen vallen in twee categorieën: sulfidemineralen en oxidemineralen. Sulfidekopermineralen zijn van nature goede kandidaten voor beursgang; oxidemineralen zijn veel moeilijker te drijven en vereisen vaak sulfidering vóór beursgang.
Chalcopyriet (CuFeS 2 ) is veruit het meest voorkomende kopermineraal en het belangrijkste doelwit van koperflotatie wereldwijd. Het reageert snel op xanthaatcollectoren en is relatief eenvoudig uit pyriet met kalk te deprimeren. Chalcociet (Cu 2 S) is een secundair verrijkingsmineraal dat nog gemakkelijker drijft, maar vanwege zijn hoge kopergehalte meer collector verbruikt. Borniet en covelliet reageren ook goed op conventionele flotatie. Oxidemineralen zoals malachiet, azuriet en chrysocolla reageren niet alleen op xanthaten. Ze vereisen een sulfidisatiestap met natriumsulfide of natriumhydrosulfide, waardoor een dunne sulfidefilm op het mineraaloppervlak ontstaat, waardoor xanthaatadsorptie mogelijk wordt.
Voor een plantenontwerper is het onderscheid van belang lang voordat de productie begint. Een kopererts met een hoge oxidefractie heeft een veel complexer stroomschema nodig dan een puur sulfide-erts, en de flotatieapparatuur moet langere conditioneringstijden en een andere beluchtingsregeling bieden. De onderstaande tabel geeft een overzicht van veel voorkomende kopermineralen en hun flotatiereactie.
| Mineraal | Formule | Cu-inhoud | Flotatiereactie |
|---|---|---|---|
| Chalcopyriet | CuFeS 2 | 34,6% | Uitstekend; gemakkelijke collectoradsorptie |
| Chalcociet | Cu 2 S | 79,8% | Uitstekend; hoog collectorverbruik |
| Borniet | Cu 5 FeS 4 | 63,3% | Uitstekend |
| Covelliet | CuS | 66,5% | Goed; vereist een zorgvuldige pH-controle |
| Malachiet | Cu 2 CO 3 (OH) 2 | 57,5% | Arm; heeft sulfidisering nodig |
| Cupriet | Cu 2 O | 88,8% | Matig; heeft sulfidisering nodig |
| Chrysocolla | CuSiO 3 ·2H 2 O | ~36% | Moeilijk; vaak verwerkt door uitloging |
Gemengde ertsen die zowel sulfide als koperoxide bevatten, komen veel voor in verweerde afzettingen. Een typische strategie is om eerst het sulfidegedeelte te laten drijven, vervolgens het oxidegedeelte te sulfidiseren en te laten drijven in een afzonderlijke flotatiefase. Sommige fabrieken gebruiken een hybride circuit met zwaartekracht of zwaartekracht-flotatie voor grof vrijgekomen oxidedeeltjes. In de praktijk wordt de grens tussen de twee circuits bepaald door een diagnostische analyse van de koperterugwinning in de sulfidefase.
Het complete stroomschema voor koperflotatie: van ROM-erts tot concentraat
Een koperflotatie-installatie is niet zomaar een rij flotatiecellen; het is een zorgvuldig gesequenced systeem van verkleining, classificatie, pulpvoorbereiding, flotatie en ontwatering. Elke fase bereidt het erts voor op de volgende, en een knelpunt op welk punt dan ook belemmert het herstel onmiddellijk. Het begrijpen van het volledige stroomschema is de eerste stap op weg naar het selecteren van de juiste apparatuur.
Verpletteren
Run-of-mine erts uit de mijn wordt in twee of drie fasen verpletterd om de hoeveelheid erts terug te brengen tot ongeveer 10-15 mm. Kaakbrekers en kegelbrekers zijn de meest voorkomende keuzes. Het doel is om het kopermineraal zo vroeg mogelijk vrij te maken met een minimaal energieverbruik.
Slijpen en classificatie
Gemalen erts komt in een kogelmolen die in een gesloten circuit werkt met een spiraalvormige classificator. De classificator stuurt extra grote deeltjes terug naar de molen en stuurt fijne producten naar de flotatie. Voor de meeste kopersulfide-ertsen is een maalgraad van 60-75% die 200 mesh (74 μm) passeert voldoende.
Conditionering
De overloop van de classificator komt terecht in een conditioneringstank waar collectoren, opschuimers en pH-modificatoren worden toegevoegd. De conditioneringstijd varieert van 2 tot 10 minuten, afhankelijk van het ertstype en de oplosbaarheid van het reagens. Een goede conditionering bepaalt rechtstreeks de effectiviteit van de daaropvolgende scheiding.
Voorbewerken
Geconditioneerde pulp stroomt naar ruwere flotatiecellen waar de eerste bulkwinning van kopermineralen plaatsvindt. Het ruwere concentraat gaat gewoonlijk naar schonere cellen, terwijl de ruwere residuen naar opvangcellen kunnen gaan voor extra herstel.
Opruimen
Scavenger-cellen zijn ontworpen om kopermineralen terug te winnen die aan het ruwere stadium zijn ontsnapt. Hun concentraat kan opgewaardeerd worden in het reinigingscircuit of teruggevoerd worden naar het ruwvoer. Scavenger-residuen zijn meestal definitieve residuen.
Reiniging
Ruwe en wegvangende concentraten worden één, twee of drie keer opnieuw in schonere cellen gepompt om meegevoerde gangsteen te verwijderen en het concentraat te verhogen tot de beoogde koperkwaliteit. Schonere residuen worden gerecirculeerd om een gesloten circuit te vormen.
Verdikking en filtratie
Het uiteindelijke concentraat wordt ingedikt in een verdikkingsmiddel met centrale aandrijving en vervolgens gefilterd om het vochtgehalte terug te brengen tot 8-12% voordat het naar de smelterij wordt getransporteerd. Het overloopwater van het verdikkingsmiddel wordt naar de fabriek gerecirculeerd.
Dit stroomschema is een algemeen raamwerk en geen vast recept. Een porfierkopererts met een laag kleigehalte heeft mogelijk slechts twee schonere fasen nodig. Voor een erts met een hoog pyrietgehalte kan kalkdepressie en een pyrietflotatiefase nodig zijn om stroomafwaarts zwavel terug te winnen. Erts met aanzienlijk oxidekoper heeft extra conditioneringstanks en een sulfidisatie-eenheid nodig. Het stroomschema begint altijd met ertskarakterisering.
Het selecteren van de juiste flotatie- en maalapparatuur staat centraal in het ontwerp van het stroomschema. In een kopersorteerfabriekproject in Vietnam , bereikte de combinatie van een natte roosterkogelmolen, een classificator en een rij mechanische flotatiecellen de vereiste concentraatkwaliteit terwijl het energieverbruik binnen het projectbudget bleef. Dat is het soort praktische uitkomst dat flowsheetontwerp maakt of breekt.
Flotatiereagentia: de chemische gereedschapskist
Reagentia maken flotatie mogelijk. Ze worden tijdens het gebruik continu geconsumeerd en hun dosering en combinatie hebben meestal een grotere impact op het herstel dan welke andere factor dan ook. Een koperflotatiefabriek gebruikt vijf basistypen reagentia, elk met een aparte rol.
Verzamelaars vormen de belangrijkste klasse. Xanthaten zijn nog steeds de industriestandaard voor kopersulfideflotatie. Xanthaten met een korte keten, zoals natriumethylxanthaat en natriumisopropylxanthaat, zijn selectief en geschikt voor fijnkorrelige ertsen, terwijl xanthaten met een lange keten, zoals kaliumamylxanthaat, een sterker verzamelvermogen bieden voor grovere deeltjes en ertsen van lagere kwaliteit. Dithiofosfaten en thionocarbamaten worden soms gemengd met xanthaten om de selectiviteit tegen pyriet te verbeteren. De collectordosering in een kopercircuit varieert gewoonlijk van 20 tot 100 gram per ton erts, afhankelijk van de ertskwaliteit en mineralogie.
Opschuimers stabiliseren de luchtbellen in de pulp. MIBC is de meest gebruikte schuimopschuimer bij koperflotatie, favoriet vanwege zijn schuimkwaliteit en gemakkelijke bediening. Opschuimers voor dennenolie en alifatische alcohol worden ook gebruikt in planten die een natuurlijk schuim genereren met een groot beloppervlak. De dosering van de opschuimer is klein, doorgaans 10 tot 50 gram per ton, maar het effect op het overloopgedrag is onmiddellijk en zichtbaar binnen enkele seconden na een doseringswijziging.
Modificatoren controleren de pulpchemie en de oppervlaktelading van mineralen. Kalk is de meest economische pH-regelaar in kopercircuits en houdt de pH van de pulp binnen het bereik van 9,5–11,5 om pyriet te verlagen en het risico op ongewenst ijzerherstel te verminderen. Natriumcarbonaat heeft de voorkeur voor sommige oxide-ertsen waarbij kalk speciale kationen zou neerslaan. Zwavelzuur wordt gebruikt in zuurcircuits, vooral bij oxideflotatie met sulfidering.
Depressiva en activatoren verfijnen de selectiviteit. Natriumcyanide of zinksulfaat wordt toegevoegd om sfaleriet in koper-zinkertsen te verlagen, terwijl kopersulfaat in het omgekeerde geval sfaleriet kan activeren. Natriumsulfiet of zwaveldioxide verlagen pyriet in alkalische circuits. De onderstaande tabel toont typische reagensbereiken in een conventioneel kopersulfidecircuit.
| Reagenstype | Voorbeeld reagentia | Hoofdfunctie | Typische dosering |
|---|---|---|---|
| Verzamelaar | Xanthaten, dithiofosfaten | Maak koperminerale oppervlakken hydrofoob | 20–100 g/ton |
| Frer | MIBC, pijnboomolie, alcoholmengsels | Stabiliseren luchtbellen en schuimlaag | 10–50 g/ton |
| pH-modificator | Kalk, natriumcarbonaat, zwavelzuur | Controleer de alkaliteit van de pulpa, druk pyriet in | 500–3000 g/ton |
| Depressief | Natriumcyanide, zinksulfaat, natriumsulfiet | Voorkom dat ganggesteente en pyriet gaan drijven | 10–200 g/ton |
| Activator | Kopersulfaat | Bevorder de beursgang van geactiveerde mineralen | 100–500 g/ton |
Reagensoptimalisatie is geen eenmalige engineeringactiviteit. Het moet worden herhaald als het ertsmengsel verandert, als het seizoen de waterkwaliteit verandert of als er onverwachte klei wordt aangetroffen. Een goed beheerde flotatie-installatie houdt een reagenslogboek bij en een dagelijks overzicht van de dosering versus de testresultaten.
Kernapparatuur in een koperflotatiefabriek
De apparatuurlijn bepaalt rechtstreeks hoe goed de chemische en fysieke stappen van de flotatie worden uitgevoerd. Maal-, meng-, flotatie- en ontwateringsapparatuur moet overeenkomen met zowel de ertskenmerken als de geplande productiecapaciteit. Het gebruik van extra grote apparatuur verhoogt de kapitaalkosten; het gebruik van ondermaatse apparatuur leidt tot herstelverliezen die later moeilijk te elimineren zijn.
Slijpapparatuur
De kogelmolen van het natte rooster is de standaard primaire slijpmachine in koperconcentrators. Het maalt een gemalen voer van ongeveer 10–15 mm tot een flotatievoer van 60–75%, waarbij het 200 mesh in één of twee fasen passeert. Het rooster aan de afvoerzijde regelt het pulpniveau in de molen en vermindert overmatig malen. Voor een koperfabriek is overmatig malen een verborgen vijand, omdat het resulterende slijm reagentia verbruikt en de flotatieselectiviteit vermindert.
Nat slijpen heeft de voorkeur boven droog slijpen omdat het stof elimineert, het risico op oxidatie van vers vrijgekomen koperoppervlakken vermindert en een slurry direct klaarmaakt voor flotatie. De kogelmolen wordt meestal gebruikt in een gesloten circuit met een spiraalclassificator of hydrocycloon. Het achteraf uitrusten van een bestaande molen met een efficiënter bekledingsontwerp of een aandrijving met variabele snelheid is een kosteneffectieve manier om capaciteit te vergroten zonder een compleet nieuwe molen te kopen.
Meng- en conditioneringsapparatuur
De conditioneringsfase wordt vaak onderschat bij het ontwerpen van installaties, maar het is juist de fase waarin het contact tussen reagens en mineralen daadwerkelijk plaatsvindt. Een grote mengtank, ook wel conditioneringstank genoemd, levert de energie en verblijftijd die nodig zijn voor collectoradsorptie en schuimdistributie. Bij koperflotatie houdt de conditioneringstank de pulp twee tot tien minuten vast voordat de pulp de eerste flotatiecel binnengaat. De waaier moet krachtig genoeg zijn om grove deeltjes op te zuigen, maar zacht genoeg om de lucht die op natuurlijke wijze in de slurry wordt meegevoerd, niet te laten afschuiven.
Voor fabrieken die reagentia afzonderlijk moeten bereiden, wordt een reagensmengtank gebruikt om de collectoren en opschuimers op te lossen en te verdunnen tot de gewenste concentratie voordat ze aan de pulp worden toegevoegd. Mengtanks met een hoge concentratie worden ook gebruikt in uitloogcircuits en voor speciale toepassingen zoals de voorbereiding van flotatieresiduen voor opvulling. De mengintensiteit, het tankvolume en het waaierontwerp moeten op elkaar worden afgestemd, zodat de verdeling van de verblijftijd overeenkomt met de flotatiekinetiek van het erts.
Flotatiemachines
Mechanische flotatiemachines vormen de kern van elke koperconcentrator. Ze bestaan uit een tank, een waaier/statormechanisme en een luchttoevoersysteem. De waaier creëert een recirculatiepatroon in de tank, waardoor vaste stoffen in suspensie blijven terwijl de luchttoevoer in fijne belletjes wordt verspreid. Het aan het oppervlak gevormde schuim wordt verwijderd door schrapers of door natuurlijk overlopen in een wasserette.
Verschillende tankgeometrieën en waaierstijlen zijn geschikt voor verschillende taken. De flotatiemachine van het BF-type is een populaire keuze voor kopervoorbewerkings- en spoelcircuits vanwege het zelfventilerende mechanisme en het ondiepe tankontwerp. Het XCF/KYF-type is een geforceerde luchtmachine die wordt gebruikt wanneer een hoog luchtdebiet nodig is voor grootschalige productie, vooral in een fabriek met meerdere grote flotatielijnen. Het JJF-type, met zijn ontwerp met hoge capaciteit, wordt vaak geselecteerd voor de eindreinigingsfase waar een beperkt schuimvolume nodig is, maar selectiviteit van cruciaal belang is. Het CLF-type is ontworpen voor flotatie van grove deeltjes, waardoor het bruikbaar is voor ertsen waarbij het kopermineraal grofkorrelig is en moet worden teruggewonnen zonder overmatig malen.
De grootte van de flotatiecellen is de afgelopen twintig jaar aanzienlijk toegenomen. Een moderne koperinstallatie kan in het ruwere circuit 100 m³ of 200 m³ cellen gebruiken. Grotere cellen verminderen het aantal eenheden, vereenvoudigen de instrumentatie en verlagen het energieverbruik per ton erts. Maar grotere cellen zijn ook minder vergevingsgezind als het gaat om een slechte schuimbeheersing, en vereisen goed ontworpen dartkleppen en niveaucontrolesystemen. De keuze tussen zelfbeluchtende en geforceerde machines is gebaseerd op de consistentie van de ertstoevoer en de mate van controle die de fabriek wil behouden.
Naast flotatieapparatuur heeft een koperfabriek ook classificatie-, indikkings- en pompapparatuur nodig. De classificator zorgt voor een stabiele, fijne voeding voor flotatie, terwijl het verdikkingsmiddel zowel de concentraat- als de waterbalans van het residuen regelt. De rol van flotatiemijnbouwapparatuur in de moderne hydrometallurgie gaat verder dan eenvoudige scheiding; het omvat het leveren van een consistente voedingsstroom waarvan de stroomafwaartse uitloogcircuits afhankelijk zijn voor een stabiele terugwinning.
Sleutelparameters bij flotatie-optimalisatie
Het ontwerp bepaalt waartoe een flotatie-installatie in staat is; werking bepaalt wat er daadwerkelijk wordt bereikt. De bedrijfsparameters die in deze sectie worden behandeld, bepalen dagelijks de metallurgische resultaten. Voor een ingenieur of koper die een koperflotatieproject evalueert, is het kennen van deze parameters de snelste manier om te beoordelen of een voorgesteld proces redelijk is.
Slijpfijnheid
De maalfijnheid wordt gemeten als het percentage materiaal dat 200 mesh passeert. Als het erts te grof wordt gemalen, blijven sommige kopermineraaldeeltjes opgesloten met ganggesteente en kunnen ze niet drijven. Als het te fijn gemalen wordt, verbruikt het grote oppervlak reagentia en worden de fijne deeltjes mechanisch in het schuim gevoerd, waardoor het concentraat verdund wordt. Een typisch porfierkopererts kan het beste worden gedreven met een snelheid van 60-70% die 200 mesh passeert, maar voor een hoogwaardig adererts kan het nodig zijn dat 75-80% de 200 mesh passeert voor een adequate bevrijding. Een curve die de relatie tussen fijnheid en herstel laat zien, heeft meestal een duidelijke piek; het vinden van die piek is de eerste taak van een procesoptimalisatieprogramma.
Figuur 1. De terugwinning van koper heeft de neiging toe te nemen naarmate de maalfijnheid toeneemt, maar neemt vervolgens af naarmate te veel malen slijm produceert en het verbruik van reagentia toeneemt.
Pulpdichtheid
De vaste stof-vloeistofverhouding in de flotatievoeding wordt gewoonlijk op 30-45 gew.% vaste stof gehouden. Een dichtere pulp bevat meer kopermineraal per volume-eenheid, waardoor de retentietijd efficiënter wordt, maar ook het risico op viscositeitseffecten en slecht bellentransport toeneemt. Een dunnere pulp geeft een betere selectiviteit en schuimkwaliteit, maar een lagere doorvoer voor hetzelfde celvolume. In de praktijk werken ruwere circuits met een hogere dichtheid, terwijl schonere circuits worden verdund tot 30-40% vaste stoffen om de kwaliteit te maximaliseren.
pH en kalktoevoeging
Kalk is de meest voorkomende pH-modificator in kopercircuits. De doel-pH in de ruwere ligt gewoonlijk tussen 9,5 en 11,5, waar pyriet is verlaagd en kopermineralen nog steeds efficiënt drijven. De aanwezigheid van pyrrhotiet of ander zuurconsumerend ganggesteente verandert de vraag naar kalk, dus de pH-regelkring moet strak en responsief zijn. Een goed geïnstrumenteerde installatie gebruikt een online pH-analysator op de conditionertoevoer en een regelklep op de kalkleiding om het instelpunt binnen ± 0,2 pH-eenheden te houden.
Luchtstroom en waaiersnelheid
De beluchtingssnelheid regelt het aantal en de grootte van de bellen in de flotatiecel. Te weinig lucht verkleint het oppervlakkige beloppervlak en vertraagt het herstel; te veel lucht veroorzaakt een neerwaartse stroming die deeltjes terug naar de bodem voert en het schuim plat kan scheuren. Bij een zelfbeluchtende machine regelt het rotortoerental direct de hoeveelheid aangezogen lucht. Bij een geforceerde machine wordt het ventilatorvermogen afzonderlijk geregeld. Een typisch koperen ruwcircuit gebruikt een luchtstroom van 0,8–1,5 m³/m²/min, afhankelijk van de celbelasting.
Schuimdiepte en schrapersnelheid
Het behouden van een stabiele schuimlaag is essentieel voor het produceren van een schoon concentraat. Een dieper schuim (300–600 mm) zorgt voor meer drainage van meegevoerd ganggesteente en geeft een hogere kwaliteit, terwijl een ondieper schuim het herstel vergroot maar de kwaliteit verlaagt. De schrapersnelheid bepaalt de snelheid waarmee schuim wordt verwijderd; als schrapers te snel lopen, slepen ze met ganggesteente beladen schuim de wasserette in; als ze te langzaam lopen, kan het schuim instorten en terugkeren naar de pulp.
Veelvoorkomende operationele problemen en hoe u deze kunt oplossen
Elke koperflotatie-installatie heeft slechte dagen en de oorzaken zijn niet altijd duidelijk. De onderstaande richtlijnen combineren veel voorkomende symptomen met hun typische oorzaken en corrigerende maatregelen. De responstijd is belangrijk; Vier uur wachten totdat een test een probleem bevestigt, kan meer kosten dan het in realtime veranderen van de reagensdosering op basis van schuimobservatie.
Lage koperterugwinning
Oorzaken
Onvoldoende verzamelaar; overslijpen; slijmlaag op minerale oppervlakken; schuim te oppervlakkig.
Acties
Collectordosering stapsgewijs verhogen; verminder de voedingssnelheid van de molen; dispergeermiddel toevoegen; pas het schuimniveau en de luchtstroom aan.
Lage concentraatkwaliteit
Oorzaken
Pyriet activering; overmatig schuim; hoog meegevoerd ganggesteente; onvoldoende reinigingsfasen.
Acties
Verhoog de pH met kalk; verminder de opschuimdosering; verminder de schrapersnelheid; voeg een schoner podium toe of verdun het schonere voer.
Schuim te stabiel of broos
Oorzaken
Opschuimertype en dosering komen niet overeen met de waterchemie; veranderingen in de waterhardheid; kleigehalte in het voer.
Acties
Schakel over naar een selectiever schuimer; dosering aanpassen; gebruik een ontschuimer als het te veel is; bewaken van de kwaliteit van het proceswater.
Zandzetting in flotatiecellen
Oorzaken
Waaiertoerental te laag; vruchtvlees te dik; grote deeltjesgrootte; versleten stator of waaier.
Acties
Verhoog de waaiersnelheid; verminder de voerdichtheid; controleer de snijgrootte van de classificator; inspecteer de speling van de waaier en de stator.
Hoge residuenkwaliteit
Oorzaken
Bevrijdingsprobleem; onvoldoende verblijftijd; kortsluiting; verkeerde reagenssuite.
Acties
Onderzoek de maalgrootte opnieuw; controleer de celopstelling op channeling; voeg een aasetercel toe; bekijk de mineralogie van de residuen.
Controlelijst voor aanschaf van apparatuur voor een koperflotatielijn
Het samenstellen van een flotatielijn voor een nieuw koperproject, een fabrieksuitbreiding of een complete procesmodernisering houdt veel meer in dan het publiceren van een lijst met gewenste volumes en het opvragen van offertes. Het kopen van flotatieapparatuur is een beslissing over procesprestaties, bedrijfskosten en after-salesondersteuning. Een gestructureerde checklist helpt de meest voorkomende inkoopfouten te voorkomen.
Bevestig het ertstype en de maalgrootte
De flotatieapparatuur moet concurrerend zijn voor het specifieke erts dat de fabriek zal behandelen. Een sulfide-erts dat tot 65% wordt vermalen boven de 200 mesh heeft andere verblijftijdvereisten dan een erts dat een grote hoeveelheid primair slijm produceert. Vraag de leverancier van de apparatuur om het vereiste celvolume te berekenen op basis van de flotatiekinetiek van het project, en niet alleen op basis van een geschatte vuistregel. Een plant die fijnkorrelig erts behandelt, heeft grotere of ruwere cellen nodig dan een plant die grofkorrelig erts behandelt.
Beoordeel de energie- en onderhoudskosten
Het energieverbruik van een flotatiemachine hangt af van de waaierdiameter, rotorsnelheid en tankgrootte. Machines met zelfbeluchting zijn over het algemeen eenvoudiger en goedkoper in gebruik dan machines met geforceerde lucht, maar machines met geforceerde lucht bieden een directere luchtcontrole, wat het herstel bij variabele voeromstandigheden verbetert. Vergelijk de totale eigendomskosten over een periode van ten minste zeven jaar, inclusief de kosten voor vervanging van de waaier en stator, motoronderhoud en instrumentkalibratie. Kies niet alleen vanwege de aanschafprijs de goedkoopste machine.
Controleer reserveonderdelen en lokale ondersteuning
De levering van reserveonderdelen is vaak het knelpunt dat een fabriek tegenhoudt. Wanneer u een machine evalueert, vraag dan de fabrikant om een aanbevolen voorraadlijst en vergelijk de beschikbaarheid van lokale magazijnen. Het vermogen om binnen korte tijd waaiers, stators, pijlkleppen en niveausensoren te leveren is belangrijker dan welk prestatiekenmerk dan ook als de installatie stilstaat.
Dring aan op een locatietest of pilotproef
Als het project een nieuwe ertsafzetting of een grote procesverandering betreft, dring dan aan op een flotatietest op pilotschaal met het daadwerkelijke ertsmonster. Een eenvoudige batchflotatietest op 1 à 2 kg erts is nuttig, maar kan het schuimgedrag over een continue periode niet beoordelen. Een proefinstallatie van meerdere dagen op een paar honderd kilo erts levert gegevens op over de verblijftijd, de schuimstabiliteit en de slijtage van de apparatuur die niet uit een batchtest kunnen worden verkregen.
Controleer de productiemogelijkheden van de leverancier
Capaciteit gaat over productie-ervaring en technische integratie. Een flotatiemachine is een zware unit die continu moet werken onder schurende slibomstandigheden, met een ontwerplevensduur gemeten in tientallen jaren. De geschiedenis van de leverancier met soortgelijke projecten, hun vermogen om leveringsdeadlines te halen en de kwaliteit van hun test- en productieprocessen moeten allemaal worden gecontroleerd. Een fabrieksbezoek wordt aanbevolen als de omvang van het project de inspanning rechtvaardigt.
Voor kopers die een complete koperflotatie-installatie voorbereiden, omvat de beslissing niet alleen de flotatiecel zelf, maar ook de maal-, meng- en ontwateringsapparatuur die het hele productiecircuit vormt. Het bestellen van een volledige lijn bij één enkele fabriek vermindert het interfacerisico, verkort de inbedrijfstellingstijd en maakt de samenwerking na verkoop veel eenvoudiger.
Veelgestelde vragen over koperflotatie
Wat is het belangrijkste doel van koperflotatie?
Het doel is om kopermineralen te scheiden van afvalgesteente, zodat een relatief hoogwaardig concentraat aan de smelterij wordt geleverd. Het verhoogt het kopergehalte van minder dan 1% in typisch sulfide-erts tot ongeveer 20-30% in concentraat, waardoor het smelten economisch levensvatbaar wordt en de hoeveelheid afval die van de mijnlocatie wordt afgevoerd tot een minimum wordt beperkt.
Hoe lang duurt koperflotatie?
De verblijftijd van de pulp in een koperflotatiecircuit bedraagt normaal gesproken 10-20 minuten, verdeeld over ruwere, wegvangende en schonere cellen. De conditioneringstijd voorafgaand aan de beursgang is extra, doorgaans 2 à 10 minuten. De totale tijd vanaf het malen tot het uiteindelijke concentraat kan enkele uren bedragen, maar de actieve flotatieperiode zelf is kort.
Kan koperoxide-erts worden behandeld door flotatie?
Ja, maar alleen na een sulfidisatiestap die een dunne sulfidefilm vormt op het oxidemineraaloppervlak. Deze stap is gevoelig en vereist een zorgvuldige controle van de dosis natriumsulfide. Als het oxide-erts een hoog gehalte aan chrysocolla of andere kopersilicaten bevat, is directe zuuruitloging vaak een betere optie dan flotatie.
Waarom wordt kalk toegevoegd bij koperflotatie?
Kalk wordt voornamelijk toegevoegd om de pH van de pulp te verhogen en op een niveau te houden waarop pyriet en andere ijzersulfiden worden verlaagd. Kalk slaat ook enkele zware metaalionen neer in proceswater en zorgt ervoor dat een duidelijke scheiding tussen koper- en ijzersulfiden behouden blijft. In de meeste kopersulfidecircuits ligt het pH-doel tussen 9,5 en 11,5.
Wat is het verschil tussen een ruwere en een schonere flotatiecel?
Een ruwere cel produceert het eerste concentraat uit de voerslurry en wint doorgaans het grootste deel van het kopermineraal terug. Een schonere cel laat dit concentraat weer drijven om meegesleept gangsteen te verwijderen en het eindcijfer te verhogen. In een grote fabriek zijn de ruwere cellen steeds kleiner, terwijl de schonere cellen kleiner zijn en in één tot drie opeenvolgende reinigingsfasen zijn gerangschikt.
Hoe wordt het flotatieherstel ter plaatse gemeten?
Het herstel wordt berekend op basis van de analyse van het voer, het krachtvoer en de residuen op een bepaalde dienst of dag, waarbij de formule is gebaseerd op de gewichtsverdeling die de drie stromen in evenwicht brengt. Online röntgenanalysers leveren om de paar minuten vrijwel realtime tests, waardoor operators snel kunnen reageren op een afwijking voordat het cumulatieve verlies aanzienlijk wordt.
EN
