Flotowanie, jedna z najczęściej stosowanych technologii oddzielania rdzenia w nowoczesnym przemyśle przetwarzania minerałów, w dużym stopniu opiera się na wydajnym mieszaniu i interakcji gazu, cieczy,i fazy stałe w komórce flotacyjnejKomórka flotacyjna jest czymś więcej niż zwykłym pojemnikiem, to złożony wielofazowy reaktor przepływowy, którego podstawową misją jest stworzenie optymalnej dynamiki płynów dla spotkań, kolizji, adhezji,i mineralizacji hydrofobowych cząstek mineralnych i bąbelkówW tym artykule omówione zostaną dwie główne operacje ogniw flotacyjnych: wentylacja i mieszanie.płynne, oraz fazy stałe, zapewniające efektywne i dokładne oddzielanie minerałów.
一 Rdzeń procesu flotacji: istota i cel trójfazowego mieszania
Istotą procesu flotacji jest wprowadzenie powietrza (fazy gazowej) do osadu rudy (dwufazowy układ płynno-solidny).Celowe cząstki mineralne selektywnie przylegają do bąbelków powietrzaTe bąbelki wznosi się na powierzchnię slurry jako warstwa pianki, która jest odkręcana, podczas gdy minerały gangue pozostają w slurry i są rozprowadzane jako odpady.Sukces tego procesu zależy bezpośrednio od następujących trzech warunków::
1 Skuteczna zawiesina cząstek stałych:Odpowiednie mieszanie musi zapewnić równomierne zawieszenie cząstek rudy o różnej wielkości i gęstości w obróbce,zapobieganie osadzaniu się grubych i ciężkich cząstek oraz zapewnienie, aby wszystkie cząstki miały możliwość kontaktu z bąbelkami.
2 Skuteczna dyspersja gazu:Wprowadzane powietrze musi zostać odcięte i rozbić na wiele małych, odpowiednio wielkości pęcherzyków,które są następnie równomiernie rozproszone w całej komórce flotacyjnej w celu zwiększenia interfejsu gaz-płyn i prawdopodobieństwa zderzenia między bąbelkami a cząstkami rudy.
3 Kontrolowane środowisko hydrodynamiczne:Komórka flotacyjna musi utrzymywać wystarczającą turbulencję, aby sprzyjać zawieszeniu cząstek i rozpraszaniu się bąbelków,przy jednoczesnym unikanie nadmiernego turbulencji, które mogłyby spowodować odprowadzanie przymocowanych cząstek rudy. It is necessary to construct a flow field in the trough that has both a high turbulent kinetic energy dissipation zone (to promote collision) and a relatively stable zone (to facilitate the floating of mineralized bubbles).
Dlatego "doskonałe mieszanie" nie jest prostą homogenizacją, but refers to the uniform distribution of the three phases at the macro level and the creation of controlled turbulence and flow field structures that are conducive to the selective adhesion of particles and bubbles at the micro level.
二 Mechanicznie poruszone komórki flotujące: klasyczna fuzja powiewu i poruszania.
Mechanicznie poruszane ogniwa pływające są obecnie najczęściej stosowanym urządzeniem pływającym.organicznie łączy dwie funkcje: wentylację i mieszanie.
1Agitacja:Prężniki pompowe i wirusowe obrotowe obrotowe obrotowe, napędzane przez silnik, obracają się z dużą prędkością, działając jak pompa, osiągając przede wszystkim następujące efekty poruszania:
Zmiany i zmiany:Obrót obrotowy napędu wytwarza silną siłę odśrodkową, która przyciąga osad z środka i wyrzuca go radialnie lub ośniowo.To pompowanie tworzy skomplikowany przepływ w komórce, zapewniając, że osada pozostaje w ruchu, co zapewnia skuteczne poruszanie się gęstych i dużych cząstek i utrzymywanie ich w zawieszeniu.
Wytwarzanie turbulencji:Wysokiej prędkości obrotowa obrotowa napędu powoduje gwałtowny gradient prędkości i intensywne turbulencje w okolicy (zwłaszcza na końcach ostrza).Ta bardzo burzliwa strefa jest głównym miejscem dla pęknięcia bąbelki i kolizji cząstek-bąbelki.
2Powietrzanie: samosprycja i przymusowe powietrzanie.
W celu uzyskania większej przepustowości, należy zastosować oczyszczalnik o temperaturze nieprzekraczającej 10 °C.
Maszyny do samodzielnego oddychania (takie jak model SF):posiadają sprytnie zaprojektowaną obrotową, która tworzy strefę ujemnego ciśnienia w komorze obrotowej obrotowej obrotowej.Powietrze jest automatycznie wciągane przez rurę odsyskową i mieszane z osadą w komorze obrotowejTen rodzaj maszyny flotacyjnej ma prostą konstrukcję i nie wymaga zewnętrznego dmuchawy.
Maszyna do przymusowego unikania powietrza (np. typu KYF):Za pośrednictwem zewnętrznego dmuchawy niskiego ciśnienia, sprężone powietrze jest wpychane do obszaru obrotowego przez pusty wał głównego obrotowego lub niezależne rury.Ta metoda może dokładnie kontrolować ilość powietrza, nie podlega wpływowi prędkości obrotowej obrotowej i poziomu osadu i ma większą zdolność adaptacyjną do warunków procesu, szczególnie odpowiednią dla dużych maszyn do flotacji.
3. Efekt synergiczny "wrotnik-stator"
Stator jest stacjonarnym elementem zainstalowanym wokół obrotowca, zwykle z płytami lub otworami przewodniczymi.
Stabilizacja i sterowanie przepływem:Przepływ mieszanego powietrza i osadu wyrzucany z obrotu z dużą prędkością ma silny komponent prędkości dotykowej, który może łatwo tworzyć ogromne wiry w zbiorniku,powodujące niestabilność powierzchni cieczy i wpływające na stabilność warstwy piankowejPłytki przewodnie statora mogą skutecznie przekształcić ten przepływ dotykowy w przepływ promieniowy, który bardziej sprzyja rozproszeniu bąbel i cząstek.
Wspiera rozpraszanie się bąbelków:Dzięki efektowi stabilizacji przepływu statora bąbelki mogą być bardziej równomiernie rozmieszczone w całej objętości skutecznej zbiornika flotacyjnego, a nie skoncentrowane w określonych obszarach.
Izolowanie turbulencji:Stator działa jako "bariera energetyczna", oddzielając obszar o wysokiej turbulencji w pobliżu obrotowca od obszaru separacji i powierzchni pianki na górze zbiornika,tworzenie stosunkowo cichego i stabilnego środowiska dla stabilnego pływania i wzbogacania bań mineralnych.
Wykorzystuje się w ten sposób silnik, aby utrzymywać w stanie stabilnym przepływ wody, a następnie wprowadza go do stacjonarnego obrotu.tworzenie trzech funkcjonalnie różnych stref dynamiki płynu w zbiorniku: strefa mieszania o wysokim natężeniu turbulencji (w pobliżu obrotowca), strefa separacji stosunkowo stabilna (w środku zbiornika) i strefa pianki w dużej mierze statycznej (na powierzchni obróbki.W ten sposób osiąga się efektywne mieszanie i uporządkowane oddzielanie gazu, ciekłej i stałej fazy.
三 Kolumna flotacyjna: kolejny inteligentny sposób na osiągnięcie trójfazowego mieszania.
W przeciwieństwie do gwałtownie turbulentnego środowiska mechanicznie poruszanych ogniw flotacyjnych, kolumny flotacyjne reprezentują alternatywną filozofię projektowania,osiągnięcie trójfazowego mieszania poprzez kontakt przeciwprądu w stosunkowo statycznym środowisku.
Rdzeń wentylacyjny generator bąbelków:Kolumny pływające nie posiadają mechanicznych agitatorów. Ich funkcje wentylacyjne i mieszania zależą głównie od generatora bąbelków znajdującego się na dnie.wykorzystując mikroporyzowane mediaTe mikrobuble są kluczowe dla skutecznego wychwytywania drobnych minerałów przez kolumnę flotacyjną.
Mechanizm kontaktu przeciwprądu:Oddyla się od górnego środka kolumny flotacyjnej i płynie powoli w dół, podczas gdy z dołu powstają cienkie bąbelki, które powoli wznoszą się w górę.Ten mechanizm kontaktu przeciwprądu zapewnia dłuższy czas interakcji i większe prawdopodobieństwo kolizji między cząstkami a bąbelkami.
Środowisko o niskiej turbulencji:Kolumna flotacyjna nie posiada elementów obracających się z dużą prędkością, utrzymując przepływ o niskiej turbulencji, laminarny lub niemal laminarny.To "cichłe" środowisko znacząco zmniejsza zrzut cząstek mineralnych, znacznie ułatwiając odzyskiwanie drobnych i kruchych minerałów.
System wody do mycia:Na szczycie kolumny flotacyjnej zainstalowane jest urządzenie do mycia wody, które skutecznie zmywa cząstki gangu, które są wciągane w warstwę pianki, uzyskując w ten sposób koncentrat o wyższej jakości.
Kolumna flotacyjna, dzięki swojej unikalnej technologii wytwarzania bąbelków i metody kontaktu przeciwprądu, osiąga skuteczny kontakt i separację gazu,fazy ciekłej i stałej w sposób bardziej "delikatny", wykazując doskonałą wydajność, zwłaszcza przy przetwarzaniu materiałów drobnych.
四 Dyrekcja rozwoju technologii i optymalizacji
W celu osiągnięcia bardziej doskonałego "mieszania trójfazowego" technologia wentylacji i mieszania zbiornika flotacyjnego jest nadal ulepszana:
Optymalizacja pola wielkości i przepływu:Wraz ze wzrostem zdolności przetwarzania zwiększa się również ilość ogniw flotacyjnych, a obecnie w eksploatacji znajdują się bardzo duże maszyny flotacyjne o pojemności setek metrów sześciennych.To stawia większe wymagania w zakresie konstrukcji obrotowo-statorowej i kontroli pola przepływu. Numerical simulation technologies such as computational fluid dynamics (CFD) are widely used to guide equipment optimization design to ensure uniform particle suspension and gas dispersion within the huge cell.
Nowe obrotowe i statory:The development of various new impellers (such as backward-inclined blades and multi-stage impellers) and stators aims to achieve greater slurry pumping capacity and more ideal bubble dispersion with lower energy consumption.
Inteligentne sterowanie:Zainstalowanie różnych czujników monitorowania parametrów, takich jak poziom osadu, grubość warstwy pianki i wentylacji w czasie rzeczywistym,i łączenie technologii wizji maszynowej i sztucznej inteligencji w celu analizy stanu piankiW celu uzyskania automatycznej optymalizacji kontroli natężenia agitacji i objętości nawilżania jest to kluczowy kierunek poprawy wydajności flotacji i przejścia w kierunku inteligentnego przetwarzania minerałów.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
