Në industrinë moderne të minierave dhe përpunimit të mineraleve, një nga sfidat më të vazhdueshme është trajtimi i llumit - grimca ultra të imëta zakonisht më të vogla se 44 mikronë që mund të kompromentojnë rëndë proceset e rikuperimit në rrjedhën e poshtme -7 -9 . Cikloni i çrrënjosjes, një hidrociklon i specializuar, është shfaqur si një zgjidhje e domosdoshme për heqjen e këtyre imtësive problematike përpara se ato të arrijnë në flotacion, ndarje gravitacionale ose faza të tjera të pasurimit -3 . Ky artikull eksploron parimet e punës, zbatimet dhe ndikimin transformues të cikloneve të çrrënjosjes në operacionet minerare në të gjithë botën.
Çfarë është një ciklon zhysmërues?
Një ciklon zhveshës është një pajisje klasifikimi që përdor forcën centrifugale për të ndarë grimcat bazuar në madhësinë dhe dendësinë. Lëngu i lëngshëm futet tangjencialisht në seksionin e sipërm cilindrik, duke krijuar një vorbull spirale. Grimcat më të trasha dhe më të rënda detyrohen të dalin jashtë dhe poshtë përgjatë murit të konit, duke u shkarkuar përmes rrjedhës së poshtme (kulmit). Grimcat më të imëta dhe më të lehta - llumrat - lëvizin nga brenda dhe lart me vorbullën qendrore, duke dalë përmes tejmbushjes -22.
Ndryshe nga hidrociklonet konvencionale të përdorura për klasifikimin e qarqeve të bluarjes, ciklonet e heqjes së gëlqeres janë projektuar posaçërisht për të bërë prerje jashtëzakonisht të imëta - shpesh në 30 deri në 44 mikronë - ku sitja bëhet joekonomike dhe joefikase -7 -9 . Dizajni i tyre kompakt, kapaciteti i lartë dhe thjeshtësia operative i bëjnë ato zgjedhjen e preferuar për aplikimet e heqjes së gëlqeres në të gjithë industrinë minerare -22.
Pse është e rëndësishme heqja e llumit
Llamba nuk janë thjesht mbetje inerte; ato e degradojnë në mënyrë aktive performancën e përpunimit të mineraleve. Në qarqet e flotacionit, llumrat mund të konsumojnë reagentë flotacioni pa kontribuar në vlerë në procesin e rikuperimit dhe mund të rrisin përmbajtjen e lagështisë së produktit përfundimtar -3 . Në sistemet e ndarjes me gravitet si spiralet, llumrat pengojnë procesin e ndarjes -3 . Për përgatitjen e qymyrit, fraksioni minus 44 mikronë shpesh përmban përmbajtje hiri që tejkalon 30%, duke e bërë ekonomikisht të paqëndrueshme rikuperimin -9.
Rreziqet ekonomike janë të konsiderueshme. Në uzinën e xehes së hekurit Vargem Grande 2 të Vale në Brazil, humbjet nga llumi ishin mesatarisht afërsisht 18% të peshës së xehes totale të nxjerrë - ekuivalente me 1.9 milion ton hekur të humbur çdo vit -16 - . Kjo përfaqëson jo vetëm humbjen e të ardhurave, por edhe rritjen e kostove të menaxhimit të mbetjeve dhe detyrimeve mjedisore.
Aplikime kryesore në të gjithë industrinë minerare
Përmirësimi i xehes së hekurit
Ciklonet e zhveshjes së gëlqeres luajnë një rol të rëndësishëm në përpunimin e xehes së hekurit, veçanërisht ndërsa rezervat e nivelit të lartë shterohen dhe operatorët drejtohen te xehet e nivelit të ulët -5 . Nënproduktet e mbetjeve me kokërr të imët - zakonisht të përbëra nga hekuri, alumina dhe silica - paraqesin sfida të rëndësishme në përpunim për shkak të madhësisë së tyre jashtëzakonisht të imët të grimcave dhe mineralogjisë komplekse -5.
Inovacionet e fundit kanë përmirësuar ndjeshëm performancën e heqjes së gëlqeres. Hidrocikloni CAVEX® 2 CVD i Weir Minerals, i cili paraqet një hyrje spirale laminare LIG+™ të përparuar që zvogëlon turbulencën, arriti një rritje prej 9 pikësh përqindjeje në rikuperimin e masës në uzinën VGR2 të Vale, duke e rritur rikuperimin në 56% -16 -18 . Dizajni i ri gjithashtu rriti kapacitetin vëllimor me afërsisht 30%, duke lejuar që pesë ciklone operative të zëvendësojnë shtatë njësi ndërsa zënë të njëjtën gjurmë -16 -18.
Në minierën Khonbond të Tata Steel në Indi, ku xeherori limonitik prodhon llum ultra të imët (≤30 μm) me vlera të mira hekuri, përshtatja me hidrociklonet CAVEX® 2 400CVD i mundësoi operacionit të arrinte një objektiv prej 8% të rendimentit të hekurit që më parë ishte i paarritshëm me pajisjet konvencionale -5.
Përpunimi i qymyrit
Në përgatitjen e qymyrit, ciklonet e heqjes së gëlqeres zakonisht pozicionohen para koncentruesve spiralë për të hequr materialin ultra të imët me përmbajtje të lartë hiri që nuk mund të përfitohet nëpërmjet spiraleve – – . Trendi i industrisë favorizon minimizimin e numrit të njësive operative, duke preferuar ciklonet me diametër më të madh dhe pikat e prerjes më të trasha – . Megjithatë, fokusi është gjithnjë e më shumë në zvogëlimin e pikave të prerjes për të minimizuar humbjen e materialit të trashë në derdhje –.
Qarqet ciklonike me dy faza kanë rezultuar veçanërisht efektive për heqjen e gëlqeres së qymyrit. Një ciklon primar 500 mm bën një prerje nominale prej 150 mikronësh, ndërsa një ciklon sekondar 250 mm ose 150 mm arrin një ndarje më të imët prej 70 mikronësh -9 . Kjo qasje shfrytëzon karakteristikat e natyrshme të madhësive të ndryshme të ciklonit për të arritur ndarje më të mprehta sesa sistemet me një fazë -9.
Bakri dhe Metalet Bazë
Xehet e oksidit të bakrit shpesh përmbajnë përmbajtje të lartë llumi, me mineralet e bakrit të prirura për humbje gjatë pasurimit -4 . Provat industriale kanë treguar se shtimi i një sistemi ciklon për ç'gëlqerim para flotacionit mund të përmirësojë ndjeshëm rikuperimin. Në një operacion, mbetjet e flotacionit të sulfurit të bakrit të përpunuara përmes një qarku ciklon për ç'gëlqerim arritën një koncentrat gjithëpërfshirës të oksidit të bakrit që klasifikonte 24.63% Cu me 85.55% rikuperim - duke tejkaluar ndjeshëm performancën e flotacionit të sulfurimit të drejtpërdrejtë vetëm -4.
Fosfati dhe Mineralet Industriale
Në përpunimin e xehes së fosfatit, heqja e gëlqeres është kritike për rritjen e selektivitetit në flotacionin e rrjedhës së poshtme -22 . Megjithatë, ajo gjithashtu rrezikon humbjen e mineraleve që përmbajnë fosfor në llum. Teknikat e avancuara të modelimit dhe simulimit tani po aplikohen për të optimizuar gjeometritë e ciklonit dhe kushtet e operimit, duke balancuar përfitimet e heqjes së llumit kundrejt humbjeve të mineraleve të vlefshme -22.
Për përpunimin e ilmenitit me kokrriza të imëta, një skemë rrjedhëse e ciklonimit të zhveshjes + flotacionit ka demonstruar konsum më të ulët të reagentëve dhe nota superiore të koncentratit të titanit krahasuar me alternativat e ndarjes magnetike + flotacionit, duke arritur 47.06% TiO₂ me 59.03% rikuperim -1.
Konsideratat e projektimit dhe praktikat më të mira
Ciklonet e heqjes së gëlqeres zakonisht janë më të vegjël në diametër sesa ciklonet e klasifikimit - shpesh 100 mm deri në 250 mm - për të arritur pika prerjeje më të imëta - - . Megjithatë, kur duhet të trajtohen shpejtësi të konsiderueshme rrjedhjeje, mund të kërkohet një numër i madh njësish - . Dizajnet moderne theksojnë mirëmbajtjen e lehtë, me mbulesa të sipërme që lejojnë që ciklonet individuale të hiqen për riparim pa shkëputur tubacionet e furnizimit ose të tejmbushjes - -.
Variablat kryesorë të funksionimit përfshijnë presionin e furnizimit, diametrin e kulmit dhe diametrin e kërkuesit të vorbullës – . Ciklonet funksionojnë më me efikasitet në përqendrime më të ulëta të lëndëve të ngurta, por termocentralet që kërkojnë të minimizojnë përdorimin e ujit shtyjnë drejt përqendrimit më të lartë të lejueshëm të lëndëve të ngurta - një kompromis që kërkon balancim të kujdesshëm -3.
Jetëgjatësia e konsumimit është një tjetër konsideratë kritike. Ciklonet e heqjes së gëlqeres janë ndërtuar nga materiale rezistente ndaj konsumimit, siç është poliuretani, për t'i bërë ballë natyrës gërryese të slurreve minerale – . Prodhuesit tani ofrojnë ciklone me diametër nga 3 inç deri në 42 inç, me kapacitete deri në 5,800 GPM, të projektuara për punë të fortë dhe të vazhdueshme –.
Bottom Line
Ndërsa operacionet minerare përpunojnë gjithnjë e më shumë xehe me cilësi të ulët dhe përballen me rregullore më të rrepta mjedisore, roli i cikloneve të heqjes së gëlqeres do të rritet vetëm në rëndësi. Këto pajisje të thjeshta nuk janë thjesht pajisje ndihmëse - ato janë mundësues kritikë të rikuperimit efikas të mineraleve, duke ndikuar drejtpërdrejt në rendimentin e uzinës, konsumin e reagentëve, cilësinë e produktit dhe menaxhimin e mbetjeve -3 . Me inovacionet e vazhdueshme në projektimin e ciklonit dhe zbatimin e mjeteve të avancuara të simulimit për optimizim, ciklonet e heqjes së gëlqeres vazhdojnë të evoluojnë si një nga mjetet më të fuqishme dhe me kosto efektive në arsenalin e inxhinierëve të përpunimit të mineraleve -.
Për operacionet minerare që kërkojnë të maksimizojnë rikuperimin dhe të minimizojnë mbetjet, investimi në teknologjinë e duhur të ciklonit të zhveshjes nga gëlqerja dhe praktikat operative nuk është opsionale - është thelbësore.
