Apparatuur voor mineraalconcentratie: selectiegids voor flotatie, verdikking en slijpen

Kies apparatuur voor het concentreren van mineralen op basis van de ertsmineralogie, de deeltjesgrootte van het voer en de werkelijke kosten per ton krachtvoer, niet op basis van de aankoopprijs van de machine. Een flotatiebank met geforceerde lucht zorgt voor stabiel schuim op grote cellen, een zelfbeluchtingsmachine bespaart energie bij kleinere taken, en een centraal aangedreven concentrator met correct geselecteerd harkkoppel beschermt uw waterbalans vanaf de eerste dag van gebruik. Deze gids komt vanuit het perspectief van een fabrikant die flotatie-, maal-, classificatie-, meng- en verdikkingslijnen heeft gebouwd voor koper-, goud-, zink-, fosfaat-, potas- en lithiumprojecten. Er wordt uitgelegd wat elke apparatuurgroep moet bereiken, welke selectiefouten de bedrijfskosten verhogen en wat u moet verifiëren voordat u een bestelling plaatst.

Wat apparatuur voor het concentreren van mineralen daadwerkelijk moet bereiken

Een concentratiefabriek heeft één taak: gangsteen afstoten en het waardevolle mineraal opwaarderen tot een concentraat dat een smelterij, een uitloogcircuit of een directe markt kan accepteren. De apparatuur die in die lijn wordt gebruikt, bepaalt meer dan het eindcijfer en de recuperatie. Het bepaalt het waterverbruik, het reagensverbruik, de energievraag en het aantal operators dat nodig is om de installatie stabiel te houden.

Het hele stroomschema gedraagt ​​zich als een ketting. Slijpen stelt de bevrijdingsgrootte in. Classificatie stabiliseert de deeltjesgrootte in de toekomst. Conditionering bereidt het minerale oppervlak voor op verzameling. Flotatie zorgt voor de daadwerkelijke scheiding. Door indikking en ontwatering wordt het water teruggewonnen en wordt het concentraatbed verdicht. Als één schakel met de verkeerde tolerantie wordt ontworpen, betaalt de rest van de keten daarvoor. Een verdikkingsmiddel dat te klein is voor de stroom residuen zal de plant dwingen het voer te verminderen. Een flotatiemachine met het verkeerde waaiertype zal een schuimstabiliteitskloof ontwikkelen die reagensveranderingen niet kunnen verhelpen.

Deze punten verklaren waarom fabriekseigenaren het erts moeten definiëren over de gehele levensduur van de mijn, en niet over de gemiddelde kwaliteit. Apparatuur die geschikt is voor het gemiddelde is vaak te klein in de eerste periode met veel klei of hoge boetes, en die periode is precies het moment waarop de moeilijkste bedrijfsomstandigheden zich aandienen.

De vijf apparatuurgroepen in een concentratiefabriek

Hoewel elk stroomschema anders is, bevat een typische concentratie-installatie dezelfde vijf groepen apparatuur. Door de functie van elke groep te begrijpen, kan een koper biedingen vergelijken die er normaal gesproken uitzien als lange lijsten met machinenamen en modelnummers.

Naast deze vijf controleert toevoerapparatuur zoals een kanaaltoevoer of schijftoevoer de ertsinvoer in de eerste maalfase. Het klinkt klein, maar een onregelmatige voeding veroorzaakt een stijging in het maalcircuit, en een stijging vernietigt de flotatiestabiliteit.

Selectie van flotatiemachines: luchtstroom, mechanisme en plicht

Flotatie is het belangrijkste scheidingsinstrument in de meeste concentratie-installaties. De machine moet lucht verspreiden, de minerale deeltjes opschorten, een schuimzone creëren die stabiel genoeg is om het mineraal naar de wasserette te voeren en de energie binnen een redelijk bereik blijven pompen.

Zelfbeluchtingsmachines zuigen lucht in de pulp door de roterende waaier. Ze hebben geen ventilator, minder leidingwerk en een eenvoudige bediening, en ze werken goed in cellen met een klein tot middelgroot volumebereik. SF, BF en JJF behoren allemaal tot deze klasse. Geforceerde luchtmachines zoals XCF/KYF en CLF ontvangen lucht van een lagedrukblower. Het resultaat zijn diepere tanks, een gelijkmatigere luchtverdeling en een schuimlaag die stabiel blijft, zelfs als de voersoort snel verandert. In grote ruwere en aaseterbanken is die stabiliteit de extra ventilatorkosten waard.

In onze eigen installaties is de XCF/KYF-combinatie een gebruikelijke keuze voor grote voorbewerkings- en aaseterwerkzaamheden. De XCF enkelzijdige paddle-cel kan worden gecombineerd met de KYF-cel met hetzelfde volume, en de twee delen één luchttoevoer en één wasserette. Deze opstelling verkort de lengte van de bank, vereenvoudigt de vloerindeling en verkleint het wasoppervlak dat moet worden schoongemaakt.

XCF/KYF flotatiemachine voor grof en ruwer werk Dit gecombineerde XCF-zuig- en KYF-gelijkstroomcelpaar deelt één luchttoevoer en wasinstallatie, waardoor een laag energieverbruik en betrouwbare ophanging van grove, zware deeltjes wordt geboden. Bekijk Product →

Wanneer het erts een grof maalproduct bevat, zijn BF- of CLF-cellen vaak beter omdat ze grove, zware deeltjes in suspensie houden zonder een zandbed te vormen. Een van de eerste vragen die aan een leverancier moet worden gesteld, is of de voorgestelde cel dit ertstype en dit deeltjesgroottebereik daadwerkelijk eerder heeft verwerkt.

Verdikkingsmiddelen: waterterugwinning en onderstroomcontrole

De centrumaandrijvende concentrator is het werkpaard van ontwatering in mineraalconcentratie. Drijfmest komt de centrale toevoerput binnen, vaste stoffen bezinken naar de bodem, een roterende hark sleept het bezonken bed naar de centrale afvoer, en er stroomt een heldere overloop over de rand. Het grote getal om naar te kijken is het harkkoppel. Een hark die chronisch overbelast is, verslijt de tandwielkast, buigt de as en stopt uiteindelijk de installatie.

De maatvoering van het verdikkingsmiddel wordt normaliter uitgedrukt als de hoeveelheid vaste stoffen: ton droge vaste stoffen per vierkante meter tankoppervlak per dag. Voor een krachtvoer- of residuenstroom die goed bezinkt is 0,5–1,5 t/m²/dag een praktisch bereik. Voor fijne kleihoudende residuen kan het aantal veel lager zijn, soms minder dan 0,3, en wordt het verbruik van vlokmiddelen de controlerende factor.

Onderstroomdichtheid is het tweede getal. In basismetaalfabrieken is 55-65% vaste stof per gewicht gebruikelijk voor een verdikkingsmiddel dat een filter voedt, en 45-55% voor een staartdamvoeding. De pomp en leidingen moeten worden gedimensioneerd voor de werkelijke onderstroomviscositeit, vooral wanneer het mineraal sterk is uitgevlokt en het bed zich gedraagt ​​als een zachte vaste stof. Het goed instellen van de onderstroomdichtheid bepaalt ook hoeveel water u terugwint. Met een schone overloop en een goed gecontroleerd bed kan de installatie routinematig 70-85% van het proceswater retourneren. Bij kaliprojecten in zoutmeren, waar pekel zowel het medium als de waardevolle vloeistof is, verandert een kleine fout in de waterbalans in een groot productieverlies. Het ontwerp van de indikker moet vanaf de eerste berekening rekening houden met de pekeldichtheid en -temperatuur.

Centrale aandrijfconcentrator voor efficiënte waterrecuperatie Dit verdikkingsmiddel verhoogt de vaste stof van 20-30% naar 40-70%, met een hefharkmechanisme en koppelbescherming om onderstroom met hoge dichtheid te beheersen en proceswater terug te winnen. Bekijk Product →

Malen en classificatie: de deeltjesgrootte bepaalt alles stroomafwaarts

Geen enkele flotatiecel kan een mineraal terugwinnen dat niet is vrijgekomen. Slijpen is de stap die de deeltjesgrootteverdeling creëert. De kogelmolen van het natte roostertype is een standaardkeuze in kleine en middelgrote installaties, omdat deze een dichte pulp naar de classificator voert en een hoge circulerende belasting aankan met goede controle over de afvoergrootte.

De spiraalclassificator werkt in een gesloten circuit met de kogelmolen. Extra groot zand keert terug naar de molen voor nog een passage; overflow gaat over naar flotatie. Voor flotatievoer is het doel vaak dat 60-75% de 74 micron overschrijdt, maar het juiste aantal komt voort uit bevrijdingstests en niet uit een standaard. Een grofkorrelig erts kan perfect vrijkomen bij 80% boven de 150 micron; voor een fijnkorrelig of verspreid erts kan 80% nodig zijn om 45 micron te passeren. Fijner malen dan vrijmaken kost energie zonder herstelwinst, en te veel malen creëert fijn slijm dat reagentia verbruikt en de kwaliteit van het concentraat naar beneden haalt.

Natte kogelmolen voor slijpen met gesloten circuit Deze molen voedt een dichte pulp naar de classificator en kan hoge circulerende belastingen aan met een 15% hogere capaciteit dan overloopmolens, geschikt voor bevrijdingstests. Bekijk Product →

De classificator moet ook de snijgrootte behouden onder variaties in de hardheid van de voeding. In de praktijk adviseren wij de eerste weken na ingebruikname elke dienst een schermcontrole. Operators kunnen vervolgens kleine veranderingen in de overstroomgrootte in verband brengen met het herstel van de flotatie voordat de afwijking ernstig wordt.

Mengtanks: de conditioneringsstap die onderschat wordt

Conditioneringstijd is een van de goedkoopste procesvariabelen om te veranderen en een van de meest voorkomende oorzaken van flotatieproblemen als deze verkeerd zijn. Reagentia hebben tijd nodig om te reageren met het mineraaloppervlak. Een slurrymengtank zorgt voor de tijd voordat de pulp de eerste flotatiecel binnengaat. Een agentmengtank lost reagensdoses op en homogeniseert; als deze te klein is, fluctueert de reagensconcentratie en worden de stroomafwaartse flotatiecellen onmogelijk te controleren.

Twee ontwerppunten zijn het belangrijkst. De eerste zijn dode zones. Een grote tank met een klein rotorblad lijkt te mengen, maar de kern van het pulpvolume kan onbehandeld blijven en dan kortsluiting veroorzaken naar de flotatietoevoer. De tweede is het opgenomen vermogen per volume-eenheid. Te weinig kracht geeft een onvolledige vering; te veel creëert een sterke afschuiving die reagenslagen kan strippen of bellen kan breken. De ervaring van de fabriek leert dat dit probleem vaker voorkomt dan operators denken, omdat de tank er actief uitziet terwijl de bodem en de hoeken stilstaande pulp vasthouden.

De XBN-mengtank met hoge concentratie is een variant die is ontworpen voor pulpdichtheden die gewone mengtanks niet aankunnen. Het houdt vaste stoffen in beweging en vermijdt de lokale concentratiepieken die de verhouding tussen reagens en vaste stoffen tijdens flotatie veranderen. Voor installaties die uitloogpulp met hoge dichtheid behandelen, is deze eenheid de moeite waard om te bestuderen voordat een generieke tank wordt geselecteerd.

Hoe het ertstype de uitrustingslijst verandert

Apparatuur voor het concentreren van mineralen kan niet worden geselecteerd zonder het chemische en fysische gedrag van het erts te kennen. Twee fabrieken die allebei koper drijven, zien er op papier hetzelfde uit, maar als de ene massief sulfide en de andere oxide-carbonaaterts behandelt, veranderen de werking van de flotatiemachine, het maaldoel en het ontwateringssysteem allemaal. De onderstaande tabel vat de typische logica samen voor zes gewone ertsfamilies.

De tafel is geen ontwerphandleiding. Het herinnert ons eraan dat dezelfde apparatuurcategorie overal voorkomt, maar het werkpunt binnen die categorie moet door het erts worden bepaald. Daarom vragen onze ingenieurs om een ​​volledige mineralogische beschrijving, en niet alleen om een ​​metaalsoort, wanneer een klant een offerte aanvraagt.

Waar de bedrijfskosten naartoe gaan en hoe u deze kunt verlagen

Energie is de grootste beheersbare kostenpost waarmee de eigenaren van concentratiecentrales worden geconfronteerd. Gemeten op uitrustingsniveau ziet een typische elektrische energiesplitsing er als volgt uit.

Het verlagen van het absolute aantal begint bij de maalvoedingsgrootte. Een brekerproduct dat 10 mm fijner is, kan de energievraag van de kogelmolen met grofweg 5-8% verminderen, omdat de molen zijn lading niet langer gebruikt om de fout van de laatste breekfase te herstellen. Daarna zijn de volgende maatregelen praktisch voor een bestaande installatie:

• Installeer frequentieregelaars op de waaiers van flotatiemachines en laat ze draaien op de laagste snelheid die deeltjes in suspensie houdt.
• Houd de schuimdiepte op de ontwerpwaarde. Schuim trekken met een overenergetische luchttoevoer verhoogt de energie per ton en verlaagt het niveau.
• Voeg een schuimvuller toe om het gemineraliseerde schuim sneller in de wasserette te laten stromen zonder de luchtsnelheid te verhogen.
• Automatiseer de onderstroomcontrole van het verdikkingsmiddel. Een stabiel bed betekent minder vlokmiddel per ton droge stof en een stabielere retourwaterstroom.
• Controleer de overloopgrootte van de classificatie. Een bovengronds product kost maalenergie en reagens, en levert een concentraat op dat moeilijker te ontwateren is.

Energie is niet de enige exploitatiekosten. Slijtonderdelen, stalen maalmedia en flotatiereagentia zijn allemaal gevoelig voor de keuze van de apparatuur. Een flotatiewaaier voor schurend erts is meestal beter bij een iets lagere tipsnelheid. Een indikkeraandrijving met de juiste koppelinstelling voorkomt schuifslijtage. Een classificatorspiraal die met de juiste helling loopt, stuurt de juiste groottesplitsing naar flotatie in plaats van zand te sturen dat de celbodem begraaft. Al deze punten komen terug in de maandelijkse kostenstaat van de installatie.

Onderhoud: storingen die productiestops tot gevolg hebben

Concentratieapparatuur werkt in een slurry met 30-70% vaste stoffen per gewicht. Slijtage en aanslag zijn de belangrijkste vijanden, en zodra er een storing optreedt, stopt de plantenvoeding. De onderstaande tabellen zijn een praktisch overzicht van de fouten die veldingenieurs het vaakst tegenkomen bij flotatie- en indikkingsmachines.

Inventarisatie van reserveonderdelen is onderdeel van het onderhoud. Voor een kleine installatie is het vervoeren van één complete waaier-statorset voor elk flotatiemodel, één set indikkerhark-slijtschoenen en standaard rubberen reserveonderdelen voor de classificator meestal de juiste balans tussen kosten en veiligheid.

Wat recent plant projects show

Apparatuurkeuzes zien er anders uit als ze aan een echt project zijn gekoppeld. In een Koper-goudpyrietproject van 1 miljoen ton per jaar in Anhui combineert de lijn een kogelmolen met nat rooster, een spiraalclassificator en XCF/KYF-flotatiemachines in ruwere en aaseterbanken. De koper- en goudmineralen zijn opgesloten in pyriet met een matig grove korrel, dus het ontwerp houdt de primaire maling op een punt waar het pyriet niet overgemalen wordt en het winbare goud niet in een slijmfractie blijft hangen.

Een ander voorbeeld is een potasproject in Laos, opgebouwd rond grote meng- en indikapparatuur. De installatie werkt met verzadigde pekel, dus corrosiemarges en een conservatieve indikkerdiameter maakten deel uit van de selectielogica. De apparatuurfamilie is hetzelfde als die van een koperfabriek, maar de ontwerpwaarden voor materialen, aandrijfkoppel en luchtbehandeling zijn compleet anders.

Het patroon is duidelijk: elke succesvolle fabriek begint bij het erts en werkt terug naar de machine. De details op hoe u apparatuur voor het concentreren van mineralen kiest op basis van het ertstype worden behandeld in een afzonderlijk technisch artikel.

Een praktische checklist voordat u bestelt

Kopers die deze checklist doornemen voordat ze offertes vergelijken, besparen in één maand fabrieksbedrijf meer geld dan ze doorgaans onderhandelen over de prijs van de apparatuur.

Het laatste item is belangrijker dan de meeste kopers verwachten. Een leverancier die de kogelmolen, classificator, flotatiemachines en verdikkingsmachine als één lijn kan coördineren, vermindert interfacefouten. Flensafmetingen, washoogtes, pompkopvereisten en besturingssignalen zijn allemaal met elkaar verbonden. Wanneer elke machine uit een andere bron komt, wordt de fabriekseigenaar standaard de integrator.

Veelgestelde vragen over apparatuur voor het concentreren van mineralen

Apparatuur voor het concentreren van mineralen is niet langer een lijst met machinenamen zodra deze is aangesloten op een ertslichaam en een doelconcentraat. De juiste fabriek begint met de kenmerken van het erts, werkt door middel van malen, classificatie, conditionering, flotatie en verdikking, en eindigt met een aankoopbeslissing die de bedrijfskosten en after-sales ondersteuning omvat. Als u een nieuwe concentrator plant of een bestaande upgrade uitvoert, geef dan eerst de voedingsgegevens op en laat de apparatuurselectie het erts volgen. Dat is het verschil tussen een plant die er op papier correct uitziet en een plant die herstelt in de derde maand van continu gebruik.