Wat is een mijnbouwmengtank en hoe optimaliseert deze de minerale verwerking?

In mineraalverwerkings- en hydrometallurgische circuits is het bereiken van een uniforme suspensie van pulp met een hoog vastestofgehalte en een efficiënte verspreiding van flotatiereagentia een kritische factor bij het verbeteren van de terugwinningspercentages van mineralen en de concentraatkwaliteiten. Omdat het de belangrijkste roerapparatuur is voor het conditioneren van pulp, het mengen van reagentia en het uitlogen vóór flotatie, hebben het hydraulische ontwerp en de structurele integriteit van de mijnbouwmengtank rechtstreeks invloed op de daaropvolgende scheidingsstatistieken. Geconfronteerd met hoge dichtheid, zeer schurende pulpsoorten met complexe deeltjesgrootteverdelingen, kan een diep begrip van de kernconfiguratie en de stromingsvelddynamiek van deze apparatuur praktische productieproblemen zoals ernstige cavitatieslijtage, vaste afzetting en ongelijkmatige menging ter plaatse effectief oplossen.

Stromingsveldontwerp en waaierselectie voor pulp met een hoge concentratie

De kernfunctie van de Mijnbouwmengtank is het verschaffen van voldoende vloeistofdynamica door mechanisch roeren om de bezinkingssnelheid van minerale deeltjes tegen te gaan. Bij verrijkingsprocessen worden de waaierontwerpen duidelijk onderscheiden op basis van verschillende procesvereisten:

• Axiale stromingswaaier : Dit type genereert voornamelijk axiale circulatie in de vloeistof, zoals hoogefficiënte draagvleugelvleugels. Deze ontwerpen kunnen enorme circulatiedebieten produceren bij lage afschuifsnelheden, waardoor vaste deeltjes van onderaf door de tank worden gesuspendeerd met een extreem laag energieverbruik. Het is zeer geschikt voor pulpopslagtanks met groot volume en uitloging.
• Radiaalstroomwaaier : De vloeistof straalt vanuit het midden van de waaier naar buiten en genereert sterke afschuifkrachten, zoals bij zesbladige rushton-turbinewaaiers. Tijdens de toevoeging van reagentia en de conditioneringsfase van flotatie kan dit stromingsveld met hoge afschuiving niet-wateroplosbare collectoren snel afschuiven tot druppeltjes van microngrootte, waardoor de kans op botsingen tussen reagentia en minerale deeltjes aanzienlijk wordt vergroot en het adsorptie-effect wordt versterkt.

Om te voorkomen dat de minerale pulp een monolithische rotatie binnen het tanklichaam vormt, wat de mengefficiëntie zou verminderen, moeten verticale schotten in de mijnmengtank worden geconfigureerd. Typisch worden vier verticale schotten symmetrisch geïnstalleerd op de binnenwand van de cilindrische tank. De breedte van de schotten is doorgaans een twaalfde van de tankdiameter, en er wordt een bepaalde opening gehandhaafd tussen de schotten en de tankwand om de centrale werveling te elimineren en tangentiële stroming om te zetten in sterke bovenste en onderste axiale circulatiestromen.

Belangrijke materiaaltechnologieën voor bescherming tegen slijtage en corrosie

Mijnbouwmachines worden geconfronteerd met langdurige schurende slijtage door vaste deeltjes met een hoge hardheid en chemische corrosie door zure en alkalische reagentia. De sleutel tot het behoud van een stabiele werking op lange termijn van de mijnbouwmengtank ligt in de oppervlaktebeschermingstechnologie van het tanklichaam en het roersysteem:

• Hoge slijtvaste rubberen voering : Er worden koude bindings- of warme vulkanisatieprocessen toegepast om de binnenwand van de tank en het waaieroppervlak te omhullen met zeer elastisch, slijtvast rubber. De elastische vervorming van het rubber kan de impactenergie van vaste deeltjes effectief absorberen. Bij gewone pulpsoorten met deeltjesgroottes van minder dan 1 mm en vaste stofconcentraties van minder dan 30% is de levensduur ervan veel groter dan die van gewoon koolstofstaal.
• Hooggelegeerd staal en speciale coatings : In sterk zure uitlogingsomgevingen moeten het tanklichaam en de transmissie-as zijn vervaardigd uit 316L roestvrij staal, duplex roestvrij staal, of aan het oppervlak zijn gespoten met polytetrafluorethyleen om structureel falen veroorzaakt door lokale putcorrosie en intergranulaire corrosie te voorkomen.

Vergelijking van de belangrijkste technische parameters

Bij het evalueren of configureren van een mijnbouwmengtank is het matchen van de mechanische afmetingen, het transmissievermogen en de pulpverwerkingscapaciteit van cruciaal belang. Het volgende is een vergelijking van technische parameters voor gebruikelijke roertankspecificaties in industriële toepassingen:

Bij de daadwerkelijke technische selectie wordt de aspectverhouding (H/D) van het tanklichaam doorgaans tussen 1,0 en 1,2 geregeld. Als de hoogte te groot is, kan een eentrapswaaier het ophangeffect in het bovenste deel van de tank niet garanderen. In dergelijke gevallen moet een tweetraps of meertraps waaiersysteem worden ontworpen om ervoor te zorgen dat de concentratie-uniformiteit van de pulp door de hele tank meer dan 95% bereikt.

Technisch ontwerp van aandrijfsystemen en heavy-duty opstarten

Het aandrijfmechanisme van de mijnbouwmengtank bestaat doorgaans uit een krachtige elektromotor, een oppervlakteverkleiner met harde tanden en een verbeterd hoofdlagerhuis. Als gevolg van plotselinge omstandigheden, zoals stroomuitval of onderhoudswerkzaamheden in mijnen, kunnen vaste deeltjes in de tank zich binnen korte tijd snel bezinken en de waaier begraven, waardoor het fenomeen van ingezand tank ontstaat.

Om het probleem van opnieuw starten onder zware belasting of zelfs onder ingeschuurde omstandigheden op te lossen, moet de uitrustingsconfiguratie rekening houden met een hoge startkoppelcoëfficiënt. De sterkteberekening van de transmissie-as moet niet alleen voldoen aan het nominale koppel, maar ook bestand zijn tegen de wisselende radiale krachten die worden gegenereerd door het ongelijkmatige stromingsveld van de pulp wanneer de waaier draait. Door een aandrijfsysteem met variabele frequentie te configureren, kan de waaiersnelheid dynamisch worden aangepast aan schommelingen in de pulpstroom en -concentratie tijdens het productieproces om het energieverbruik te verminderen. Bovendien kan het een softstartmodus bij lage snelheid en hoog koppel bieden, waardoor de reductietandwielen en de hoofdas effectief worden beschermd tegen schade door impactbelasting.