Jako konstrukční kritéria jít, odstranění pěny vrstvu z pěny flotace je odvážné tvrzení. Skutečnost, že takové zařízení existuje nejen, ale má 50 provozních zařízení, svědčí o tlaku na průmysl, aby našel nová řešení tváří v tvář moderním výzvám. Nízké stupně, komplexní rudy a rostoucí náklady na energie podnítil rozvoj zcela nové flotační cév, zlepšení stávající technologie a nové myšlení o flotační flowsheets.
flotační plavidlo bez pěny pochází z flotační divize Eriez, která ji patentovala v roce 2002 a uvedla na trh pod názvem HydroFloat. Je určen speciálně pro inovativní flowsheet, který řeší jeden z největších problémů těžební operace obličeje: S více množství, aby proces, a více jemnozrnné rudy, rozmělňování požaduje stále více energie. Pokud by flotační obvody zvládly hrubší částice, mohla by se v rozmělňovacím obvodu ušetřit energie.
„většina těžebních společností se zabývá klesajícími stupni rud a komplexní mineralogií,“ řekl Barun Gorain, ředitel skupiny strategic Technology Solutions Group společnosti Barrick Gold. „Skutečným problémem je, že více než 99 procent toho, co skutečně těžíme ve zlatém průmyslu, je považováno za odpad.“Řekl, že flotace hrubých částic by mohla umožnit dolům odmítnout nějaký odpad dříve v hodnotovém řetězci, což pomůže snížit kapitálové a provozní náklady.
bohužel konvenční flotační buňka dosahuje vysoké regenerace pouze v omezených rozsazích velikostí. Například sulfidová Ruda může velmi dobře plavat při 90 až 120 mikronech, ale ne při 50 nebo 150 mikronech.
dosavadní výzkum identifikoval dva hlavní důvody horní hranice velikosti plovoucích částic. Za prvé, hrubší částice nemají tendenci mít tolik povrchové mineralizace, aby přilákaly bubliny.
za druhé, i když jsou schopni se připojit, mají tendenci se znovu odpojit. Ve většině běžných tanků, oběžného kola na dně vytváří turbulenci, která pomáhá bubliny a částice se srazí; bubliny vystoupaly nahoru přes klidový zóny a shromažďovat se v pěnu vrstvu na vrcholu.
Graeme Jameson, laureát profesor na University of Newcastle v Austrálii, vysvětlil, že pokud částice jsou visí na bubliny točí kolem vírů v kapalině na 100 otáček za druhé, tam je nějakou kritickou velikost, při které se částice bude jednoduše oddělit od bubliny.
vysokoenergetické turbulence jsou skvělé pro regeneraci malých částic a podle návrhu je existence turbulence tím, co udržuje částice všech velikostí v suspenzi. Ale tato turbulence také odrazuje hrubé částice od Plovoucí.
„čím hrubší částice máte, tím rychleji musíte míchat kapalinu, abyste je udrželi mimo dno nádoby,“ řekl. „Takže je to sebezničující zařízení z hlediska pokusu o vznášení hrubých částic.“
fluidní lůžka
Eriezův HydroFloat může vznášet částice až do 2 000 mikronů. Zatímco technologie je známá v potašových provozech, její instalace v kovových dolech je nedávným vývojem. S laskavým svolením Eriez Místo z oběžného kola, Eriez je HydroFloat používá fluidní zvednout hrubé částice rudy. Napájen z vrcholu, nádoba má přívod vody asi dvě třetiny cesty dolů. Jak hrubé částice klesají ke dnu, konstantní tok vody je jemně tlačí zpět nahoru, nepřetržitě narušuje oblast, která je asi 65 procent pevných látek. Voda byla ošetřena pomocí stlačeného plynu a napěnění přídatné látky, aby se vytvářet bubliny hrubé částice se mohou připojit k. Zatímco mineralizované částice plavou do přetečení praní, hrubé hlušiny usadí na odvodnění zóna ve spodní třetině nádoby. Když tato zóna dosáhne určité hustoty, její obsah se uvolní do podtokového výstupu.
Ken Roberts, globální obchodní ředitel společnosti Eriez, uvedl, že HydroFloat může rozšířit flotaci až na 400 nebo více mikronů. V některých sulfidových rudách získala dvoumilimetrové částice-převede se na 2 000 mikronů. Navíc řekl: „díky výzkumu na univerzitě v Utahu jsme dokázali, že dokážeme vznášet částice s dvouprocentní povrchovou mineralizací.“
HydroFloat není výslovně určen k plavání jemných částic. Myšlenka je taková, že by to bylo součástí rozděleného obvodu, předřazeného do hrubého a jemného, s technologiemi přizpůsobenými každému. Tato praxe byla prokázána v nekovových rudách, jako je potaš a diamanty; Eriez byl právě v posledních několika letech proniknut na trh s kovy.
Jameson dělá laboratorní práce na svém vlastním roztoku s fluidním ložem od roku 2006. Jeho design se přizpůsobí stejnojmenné Jameson Mobilní nechal patentovat v pozdní 1980. Na rozdíl od HydroFloat, jeho buňky léčí jemné a hrubé spolu. Flotační krmné cykly kolem airjet první, kde se setkává s vysokou energií užitečnou pro připojení jemných částic k bublinám. „To je vlastně jako Jamesonova buňka,“ řekl.
pak proudí do fluidního lože, kde prostředí s nižší energií umožňuje připojení hrubých částic. Bubliny naložené rudou vznášejí až do vrstvy pěny a přetékají do pračky. Recyklační linka odebírá kapalinu z horní části a recykluje ji do základny, která má být použita pro fluidizaci. Jakékoli jemné částice vyplavené v recyklačním potrubí se znovu připojí k bublině poblíž základny. Jemná gangue má tendenci k přepadovému výstupu.
před rokem dostal Jameson ruce na porfyrovou měděnou rudu z Jižní Ameriky a jeho nedávno dokončená zkušební práce ukazuje povzbudivé výsledky. „Můžeme získat 100% zotavení až do asi 300 mikronů,“ řekl.
nyní Jameson hledá důlní místo ochotné vyzkoušet instalaci v plném rozsahu asi 50 až 100 tun za hodinu. „Smyslem této velikosti je, že jediná jednotka je poměrně snadno ovladatelná a postavitelná,“ řekl. „Můžete si ji vzít na místo na kamionu a nainstalovat ji tam a udělat testwork ,a pak máte něco, co můžete spolehlivě škálovat od.“
postavte ji větší-ale chytřejší
ačkoli osvědčená technologie podporuje Plovoucí hrubou rudu, to není nikde poblíž normy. „Těžební průmysl má historii řešení vrácení krmiva známky a vyšší náklady využitím úspor z rozsahu,“ řekl Walter Valery, globální ředitel poradenské a technologií pro těžbu a zpracování nerostných surovin na Poklop. Tendence je “ zacházet s velkými tonážemi, jemně brousit veškerý materiál a nechat to vyřešit následnými separačními procesy. To je však obecně velmi neefektivní a během prostojů není ani odpovědné, ani životaschopné.“
hlavní dodavatelé zařízení splňují tuto poptávku tím, že navrhnou stále větší flotační buňky. Před třiceti lety by byla buňka o objemu 30 metrů krychlových neobvykle velká. Dnes jsou buňky o objemu 300 metrů krychlových samozřejmostí. Outotec má 500 krychlových metrů buňky v provozu a několik 630-krychlových metrů buněk v dodávce, zatímco FLSmidth má jeden 660 krychlových metrů buňky v provozu.
stavba jedné velké nádrže poskytuje úspory energie z rozsahu. Že svítí zvlášť jasně pro těžební společnosti nově zájem v energetické náklady na flotační – dříve hlavní téma pouze v rozmělňování, ale nyní vstupuje zaměření jako nákladové tlaky obecně zesílit a flotační množství stoupat.
„když zdvojnásobíme velikost, dostaneme se v praxi nejméně o 10 až 20 procent,“ řekl Antti Rinne, viceprezident prodeje v Outotecu. „To je obrovské množství peněz ve většině zemí světa v současné době.“
Toto postupné zvětšování přichází s nevýhodami. Pokud se objem nádrže zvýší, turbulence nemusí nutně dosáhnout přiměřené výšky, což činí alespoň část extra objemu nádrže ztrátou prostoru, oceli a peněz.
„podíl na buňku, která je vysoce turbulentní výrazně snížil jako velikost flotace buněk se dramaticky zvýšila za posledních 20 let,“ řekl Ericovi Tabosa, zpracování minerálů inženýr na Poklop.
FLSmidth řešil tento problém prostřednictvím svého nového návrhu oběžného kola nextSTEP, který byl vyvinut pro odstranění „mrtvých“ prostorů bez turbulencí. Výsledkem je, že nový design také zvyšuje energetickou účinnost stroje. „Zjistili jsme, že máme trvale nižší výkon ve srovnání s jinými flotačními stroji s nuceným vzduchem,“ řekl Asa Weber, ředitel flotační technologie ve společnosti FLSmidth.
další významnou novinkou FLSmidth je konfigurace hybridního energetického obvodu, která řeší problém nekonzistence plovákových článků. Protože se v každé buňce obvodu získává nějaká Ruda, mineralogické vlastnosti se mění z buňky na buňku, ale samotný design buněk není.
Outotec také vyvinul způsoby, jak zvýšit při zachování energetické účinnosti. Jeho vlastní nové konstrukce oběžného kola, představené v roce 2007, zahrnují rotor / stator s podobnými výhodami distribuce turbulencí, nazvaný FloatForce. Outotec také vynalezl pomocné oběžné kolo, zvané FlowBooster, které dále zlepšuje míchání v nádrži s velmi nízkou dodatečnou energií.
značné úsilí vynaložilo na nalezení nejlepší rychlosti oběžného kola pro konkrétní rudu a aplikaci. „V posledních letech jsme dělali hodně práce při pohledu na pohony s proměnnou rychlostí na flotačních buňkách,“ řekl Ben Murphy, technologický ředitel flotace ve společnosti Outotec. První velké buňky provozující operace s pohonem s proměnnou rychlostí byly nainstalovány asi před pěti lety. Od té doby tyto instalace ukázaly, že mohou maximalizovat spotřebu energie, využití nebo někdy i obojí.
„zajímavé je, že jsme skutečně byli schopni vyvrtat spoustu optimalizace rychlosti a práce na redukci energie na malé buňky,“ dodal Murphy. „Což je trochu elegantní; ne vždy to tak funguje.“Pro malou operaci spoléhající se na dieselové generátory na vzdáleném místě by to mohlo ušetřit skutečné peníze.
Chcete-li vznášet stejné množství materiálu, vyžaduje SFR menší výkon a menší stopu rostliny než konvenční flotační buňka. S laskavým svolením Woodgrove Technologies samostatné komory
Barrick používá při svých operacích velké konvenční buňky. Podle Goraina ale také spolupracuje s různými konsorciemi na vývoji „nové generace“ účinnějších flotačních strojů. „Úspory z rozsahu stále fungují u některých rud, ale u komplexních těles s nízkým stupněm rudy se tyto konvenční buňky blíží svým technickým limitům nebo jejich přínosy jsou přinejlepším jen okrajové,“ řekl.
konsorcium sponzorovalo práci na novém designu společností Woodgrove Technologies. Místo samostatných zón do jedné nádoby, představil flotační reaktor (SFR) rozděluje flotační proces do tří komor: turbulentní sběr částic jednotka, klidový bublina uvolnění jednotky, a podobně klidový pěny rekuperační jednotka. Každý SFR je postaven na zakázku pro předpokládané vlastnosti rudy každého dolu.
„dívali Jsme se na třídy a prostornost v průběhu životnosti dolu, a pak jsme design pěna rekuperační jednotka pro správu vážené distribuce kovových jednotky v průběhu této doby,“ řekl Glenn Kosick, prezident společnosti Woodgrove Technologií. „Například, pokud jste na zadním konci banky standardních flotačních strojů, můžete odstranit 0,3 až 0,5 tuny za hodinu na metr čtvereční. Zatímco s tímto strojem byste mohli běžet rychlostí 2,5 až tři tuny za hodinu na metr čtvereční.“
Kosick řekl SFR je efektivní design snižuje jeho spotřebu energie téměř na polovinu ve srovnání s běžnou flotační cele a jeho omezené využití podlahové plochy je levnější instalovat. „Prodávali jsme ho na snížení kapitálových a provozních nákladů,“ řekl. Jeho konstrukce však také podporuje lepší selektivitu díky velkému snížení vzduchu používaného v těchto strojích ve srovnání s cisternovými články.
„data budeme zase v plném rozsahu nám ukazuje, že můžeme plavat hrubší materiál omezující plochu, což má za následek velmi stabilní pěnu a krátké dopravní vzdálenosti,“ řekl Kosick. Nejhrubší buňka, která nyní pracuje, běží na krmivu p80 asi 230 mikronů; nejlepší je na 20 mikronech.
od roku 2010 vstoupilo do provozu dvaadvacet SFR; více než 130 je v plánu. Po několika úspěšných instalacích v malých dolech konsorcium financovalo zkušební měřítko-až 930 tun za hodinu v měděném dole Vale v Sossego v Brazílii. Jedna z konsorciálních společností nedávno udělila Woodgrove podrobnou techniku pro instalaci v projektu mědi 95,000 za den v Chile.
kombinace řešení
tato nová řešení jsou často prezentována a mohou být instalována jako diskrétní projekty. Ale jsou nejúčinnější, když jsou viděny holisticky. Například Woodgrove se nedávno spojil s dodavatelem procesního řízení Portage Technologies, což mu umožnilo dodávat zařízení a monitorování procesů jako jeden balíček. Woodgrove nyní může nabídnout systém charakterizace pěny pro měření rychlosti pěny, stability a barvy; a velikost bublin, počet a hustota, a může poskytnout včasné návrhy na změny nastavení zařízení. Kromě toho může jeho počáteční broušení a řízení cyklonu stabilizovat rázy a zabránit tomu, aby se horniny dostaly do flotačního okruhu.
ve větším měřítku jsou inovativní návrhy průtokových listů a schémata činidel stejně důležité jako potřeba účinného flotačního zařízení. Například Barrick používá vlastní patentovaný průtokový list pro velmi složité žáruvzdorné tělo zlaté rudy. Proces („Mill-Chemie-Float-Mlýn-Chemie-Float“) zahrnuje plovoucí hrubší částice v krmivech první, přebrušování, a pak plovoucí pokuty ale povoleno s příslušnou chemii, aby vyhovovaly hrubé a pokuty samostatně.
konzultanti na Poklop, stejně jako mnoho pracujících na výzkumu a inovací, navrhnout přijetí důl-na-mlýn flowsheet design na míru pro konkrétní sadu rudy těla.
znovuobjevený průtokový list může začít cílenějším tryskáním; může rozptýlit flotaci broušením. Kristy Duffy, inženýr zpracování minerálů v Hatch, navrhl, že nové technologie hrubé flotace by mohly být užitečné ve fázi před koncentrací k odstranění hrubé gangy. Fáze mohou běžet: hrubé broušení, předkoncentrační flotace, broušení, hrubší flotace, přebrousit a čištění flotace.
Gorain souhlasí s tím, že by mohl být potenciálně užitečný. „Non-flotace-based pre-koncentrace je ve skutečnosti mnohem více atraktivní, protože se snažíte vypořádat s odpadem přímo v těžební než všechny významné energetické intenzivní rozmělňování je pokračovat,“ řekl. Pokud je však mineralogie rud příliš rozšířená a jemně šířená pro jiné metody, pak si myslí, že flotace by mohla být účinným prvním koncentračním krokem.
Více rozšířený zájem směřuje k třídění rudy, která může pomoci vyhodit hlušiny brzy a vlastnosti silně v můj-na-mill diskuse. Roberts z Eriez řekl, že několik velkých společností to vyšetřovalo ruku v ruce s potenciální instalací HydroFloat.
Barrick operace používá velké konvenční buňky spolu s Jameson buněk pro obnovu hrubé osvobozené částice.S laskavým svolením Barrick Gold poklesu účinky
posledních několik let dlouhodobé finanční potíže pro průmysl nucen nějaký pohyb vpřed na inovace, jako mnoho projektů prostě by neměl být životaschopné bez nových přístupů. „Setkal jsem se s dvěma obory, které jsou na společném podniku v Jižní Americe asi před měsícem a ukázal jim nejen HydroFloat, ale některé další technologie, které máme,“ řekl Roberts. „A to byl celý bod schůzky:“ řekněte nám, co máte, to je nové. Před pěti, deseti lety by to nikdo neřekl.“
Woodgrove Technologies je také zaneprázdněna během poklesu-aniž by se musela uvádět na trh, podle Kosicka. „Najímáme zde téměř každý týden, abychom se pokusili udržet krok s poptávkou,“ řekl.
pokles však také potlačil výzkum, který by mohl přinést nové inovace. „Většina divizí společností R&D byla vážně zasažena útlumem těžby,“ řekl Sergio Vianna, inženýr zpracování nerostů v Hatch. „Proto existuje v posledních několika letech málo nových řešení vyvinutých při zpracování nerostů.“
velikost a vyberte konvenční buňky, Poklop by chtěli mít podrobnou studii na rychlost, při níž pěna může stabilně dopravit zpět minerálů přes okraj plováku buňky. Vianna má však pochybnosti o tom, že k takové studii může dojít v současném výzkumném klimatu.
Kym Runge, hlavní výzkumný pracovník v Julius Kruttschnitt Minerální Výzkumné Středisko (JKMRC) na University of Queensland v Austrálii, je znepokojen tím, že Austrálie je dříve zdravého ekosystému, výzkumná střediska, moje stránky a poradenské společnosti je v nebezpečí, pokud by vývoj pokračovat, že řez příliš daleko na jaře zpět. Mnoho světových lídrů v oblasti zpracování nerostných surovin prošlo JKMRC nebo používá nástroje vyvinuté tam.
ale výzkum pokračuje, kde může. „Máme spoustu dalších technologií,na kterých pracujeme,“ řekl Barrick Gorain. „Je zřejmé, že jsou vysoce důvěrné, takže o tom nebudeme moci mluvit. Obecně je však celá myšlenka vyvinout řešení pro různá složitá Rudná tělesa.“
Runge pracuje na řadě výzkumných projektů. Pokrok dosažený výrobci zařízení bez ohledu na, myslí si, že je mnohem více pochopit, jak turbulence ovlivňuje flotaci ve větších buňkách. „Mnoho lidí právě změnilo jednu proměnnou a vidělo korelace a učinilo z toho závěry,“ řekla.
vidí také potřebu simulovat Typ integrovaného nového vývojového listu představeného v JKMRC. „Protože jsou nízké-riziko zvířata, těžební průmysl,“ řekla, „takže být schopni posoudit, Co je bude ekonomický přínos uvedení hrubé částice flotační jednotka ve středu můj brousit?“umožní to přijmout.“
zeptal se, jak by flotační obvody vypadaly za deset let, Runge byl konzervativně optimistický. „Doufám, že se některé z těchto nových technologií začnou přijímat,“ řekla. „Vím, že budeme léčit vyšší propustnost. A tak se budou muset zvětšovat, ale doufejme, že také začneme dělat věci trochu chytřeji.“