A sűrítő hatásának javítása ásványi feldolgozó flokkuláló szerek használatával

A flokkulálószerek javíthatják a sűrítő teljesítményét azáltal, hogy 15-40%-os alulfolyó sűrűség és 30-60%-kal csökkenti az ülepedési időt ha megfelelően van kiválasztva és adagolva. A megfelelő flokkuláló polimer típus, molekulatömeg és töltéssűrűség közvetlenül befolyásolja a részecskék aggregációját, az ülepedési sebességet és a derítés hatékonyságát az ásványi feldolgozási műveletekben.

A sűrítők kritikus egységműveletek az ásványfeldolgozó üzemekben, amelyek jelentős tőke- és működési költségeket emésztenek fel. A sűrítő gyenge teljesítménye csökkent teljesítményhez, túlzott vízfogyasztáshoz és a későbbi feldolgozási problémákhoz vezet. A flokkulálószerek elsődleges kémiai eszközként szolgálnak e rendszerek optimalizálására azáltal, hogy a finom részecskéket nagyobb, gyorsabban ülepedő aggregátumokká alakítják át.

A flokkulálószer kiválasztásának kritériumai sűrítőszer alkalmazásokhoz

A megfelelő flokkulálószer kiválasztásához meg kell érteni az érc ásványtanát, a részecskeméret-eloszlást, az iszap kémiáját és a kívánt teljesítményt. A különböző ásványi rendszerek eltérően reagálnak a flokkulálószer jellemzőire.

Anionos flokkulálószerek általános alkalmazásokhoz

Az anionos poliakrilamidok képviselik Az ásványi sűrítéshez használt flokkulálószerek 70-80%-a . Ezek a polimerek hatékonyan működnek a legtöbb oxidércen, szénen és nem nemesfém-koncentrátumon. A közepes töltéssűrűségű (20-40%) nagy molekulatömegű anionos flokkulálószerek (12-20 millió Dalton) általában optimális teljesítményt nyújtanak a réz- és aranyzagy sűrítéséhez.

Egy chilei rézbánya 58%-ról 68%-ra növelte az alulfolyó sűrűséget azáltal, hogy 15 millió daltonos flokkulálószerről 18 millió daltonos termékre váltott, miközben a dózist 45 g/t-ról 38 g/t-ra csökkentette.

Kationos és nemionos alternatívák

A kationos flokkulálószerek kiválóak az agyagban gazdag rendszerekben, ahol a részecskék felülete negatív töltést hordoz. A foszfát-, hamuzsír- és olajhomokos műveletek gyakran 5-12 millió dalton molekulatömegű kationos polimereket használnak. A nemionos flokkuláló anyagokat magas sótartalmú környezetben, vagy ahol a víz kémiája jelentősen ingadozik.

A flokkulálószer adagolásának és adagolásának optimalizálása

Az adagolás optimalizálása egyensúlyba hozza a teljesítménynövekedést a vegyszerköltségekkel. A túlzott adagolás pénzt pazarol, és ténylegesen ronthatja a teljesítményt azáltal, hogy túladagolást okoz, például restabilizálódik vagy megnövekszik a felülúszó zavarossága.

Hígítási és keverési követelmények

A flokkulálószer megfelelő előkészítése jelentősen befolyásolja a teljesítményt. A szokásos gyakorlat magában foglalja a megoldások elkészítését a 0,05-0,2% aktív polimer koncentráció . A kétlépcsős hígítórendszerek öregítő tartályokkal jobb polimeraktiválást biztosítanak, mint az egyfokozatú rendszerek. Az öregedési időnek 30-60 percnek kell lennie a teljes polimer hidratációhoz.

Az adagolási pont elhelyezkedése kritikusan befolyásolja a flokkuláció hatékonyságát. A pelyhesítő adagolópont felszerelése a betápláló kút előtt 3-5 méterrel, enyhe soros keveréssel, megfelelő érintkezési időt biztosít a pelyheket károsító túlzott nyírás nélkül. Nyugat-Ausztráliában nikkelműveletet hajtottak végre 22%-os javulás a túlfolyás tisztaságában hozzáadási pontjuk áthelyezésével és statikus keverő felszerelésével.

Sűrítőanyag teljesítményének mérése és ellenőrzése

A szisztematikus teljesítményfigyelés lehetővé teszi az adatvezérelt optimalizálást és a problémák korai felismerését. A fő teljesítménymutatókat folyamatosan vagy rendszeres időközönként nyomon kell követni.

Kritikus teljesítménymutatók

• Alulfolyó sűrűség: A sűrítő teljesítményének elsődleges mutatója, folyamatosan mérve magsűrűség-mérőkkel vagy manuálisan Marcy skálákkal
• Túlcsordulás tisztasága: Nefelometrikus zavarossági egységben (NTU) vagy lebegőanyag-koncentrációban mérve, a célértékek jellemzően 200 NTU alatt vannak
• Leállási sebesség: Ülepítési tesztekkel határozták meg, jól flokkulált iszapok esetén a flokkulálószer hatékonyságát 15-40 m/h tipikus sebességgel.
• Ágyszint: A sűrítőanyag mélységének 30-50%-át fenntartva az optimális működés érdekében
• Nyomaték: A gereblye nyomatékának növekedése az ágy tömörítési problémáit vagy a nem megfelelő pelyhesedést jelzi

Laboratóriumi vizsgálati protokollok

A rendszeres tégely- vagy henger-ülepítési tesztek validálják a növény teljesítményét és szűrik az alternatív pelyhesítő anyagokat. A szabványos vizsgálati protokoll a következőket tartalmazza:

1. Gyűjtsön reprezentatív takarmánymintákat a növényi takarmány sűrűségén
2. A tesztadag a jelenlegi növényi adag 50-150%-a, 25%-os lépésekben
3. Mérje meg a kezdeti ülepedési sebességet (első 30 másodperc) és a végső ülepedést 30 perc után
4. Elemezze a felülúszó átlátszóságát és a leülepedett ágy sűrűségét
5. Dokumentálja a pelyhek méretére, szilárdságára és képződési sebességére vonatkozó megfigyeléseket

A sűrítőszer teljesítményével kapcsolatos gyakori problémák elhárítása

A teljesítményproblémák különböző okokból fakadnak, beleértve a takarmányváltoztatást, a vízkémiai változásokat, a berendezés problémáit vagy az optimálisnál alacsonyabb flokkulálószer alkalmazást. A szisztematikus diagnosztika megakadályozza a helytelen korrekciós intézkedéseket.

Gyenge alulfolyási sűrűség

Ha az aluláramlás sűrűsége a cél alá esik, sorban vizsgálja meg ezeket a tényezőket:

• Megnövelt agyagtartalom a takarmányércben, csökkenti a permeabilitást (nagyobb molekulatömegű flokkulálószert igényel)
• A flokkulálószer aluladagolása vagy rossz keverés, ami tökéletlen pelyhesedést eredményez
• A sűrítő kapacitását meghaladó túlzott hidraulikus terhelés
• Túl nagy a gereblye sebessége, ami megakadályozza az ágyak összetömörödését (csökkentse 10-15 m/h csúcssebességet)

Egy ausztrál aranyműveletben a szilárdanyag-tartalom 52%-ról 46%-ra csökken, és az érc jellemzése során kiderült, hogy az agyagtartalom 8%-ról 18%-ra nőtt . Az ultranagy molekulatömegű flokkulálószerre (22 millió dalton) való áttérés visszaállította az alulfolyó sűrűséget 54%-ra.

Magas túlfolyási zavarosság

A zavaros túlcsordulás hiányos részecskebefogást vagy pelyhesedést jelez. Ez a probléma általában a következőkből adódik:

• A flokkulálószer túladagolása töltés megfordítását és a részecske-restabilizációt okozza
• A túlzott keverési intenzitás megtöri a kialakult pelyheket (csökkentse a járókerék fordulatszámát vagy használjon kímélő statikus keverőket)
• Ultrafinom részecskeképződés az őrlőkör változásaiból (másodlagos flokkulálószer adagolás hozzáadása)
• A víz kémiai változásai, amelyek befolyásolják a felületi töltést (pH, ionerősség, szervesanyag-tartalom)

Fejlett flokkuláló technológiák és stratégiák

A flokkulálószerek kémiájának és alkalmazási módszereinek legújabb fejlesztései lehetőséget kínálnak a teljesítmény jelentős javítására a hagyományos egypolimeres megközelítéseken túl.

Kettős polimer rendszerek

Két különböző flokkulálószer egymás utáni hozzáadása kihívást jelentő alkalmazásokban felülmúlhatja az egyes polimereket. Egy tipikus rendszer kis molekulatömegű, nagy töltéssűrűségű polimert használ kondicionálóként, amelyet nagy molekulatömegű áthidaló flokkulálószer követ. Ezzel a megközelítéssel sikerült 35%-os javulás az ülepedési sebességben és 28%-os vegyszerköltség csökkenés évi 15 millió tonnát feldolgozó brazil vasércműveletben.

A kondicionáló polimer semlegesíti a felületi töltéseket és mikroflokokat képez, míg az áthidaló polimer ezeket nagy, gyorsan ülepedő pelyhekké aggregálja. A siker kritikus tényezői közé tartozik a megfelelő adagolási arány (jellemzően 1:3-1:5 kondicionáló és áthidaló polimer) és megfelelő keverés az adagolási pontok között.

Emulziós és diszperziós polimerek

Az emulziós pelyhesítők magasabb hatóanyagtartalmat (30-40%) biztosítanak a standard megoldásokhoz képest, csökkentve a szállítási és tárolási költségeket. A diszperziós polimerek gyors aktiválást (10 perc alatt) kínálnak, szemben a hagyományos termékek 30-60 perccel, lehetővé téve a kisebb öregedési tartályok használatát és a folyamatok gyorsabb szabályozását.

Kanadában egy cink-ólom művelet valósult meg, amely áttért az emulziós polimerekre évi 180 000 dolláros megtakarítás az alacsonyabb szállítási költségek és a kisebb sminkberendezések révén , egyenértékű vagy kissé javított sűrítő hatású.

Automatizált adagolásszabályozás

A fejlett vezérlőrendszerek valós időben optimalizálják a flokkulálószer adagolását a takarmány jellemzői és a sűrítő reakciója alapján. Az előrecsatolt vezérlést (az adagolást a betáplálás mennyisége, sűrűsége és részecskemérete alapján) használó rendszerek visszacsatolásvezérléssel kombinálva (reagálnak az alulfolyó sűrűségre és a túlfolyás tisztaságára) 10-15%-kal csökken a flokkulálószer fogyasztás miközben a takarmányváltozatok révén stabil teljesítményt tart fenn.

A streaming áramérzékelők valós idejű mérést tesznek lehetővé a felületi töltésviszonyok között, lehetővé téve az adagolás pontos beállítását. Az 50 000-150 000 dolláros megvalósítási költségek általában 6-18 hónapon belül megtérülnek a vegyszermegtakarítás és a jobb vízvisszanyerés révén.

Gazdasági megfontolások és költségoptimalizálás

A flokkuláló költségek jellemzően 0,10-0,50 dollár tonnánként feldolgozott ércenként , ami jelentős működési költséget jelent. A javított sűrítőteljesítményből származó érték azonban a legtöbb műveletnél messze meghaladja a vegyszerköltséget.

Értékelemzési keretrendszer

Az átfogó értékbecslés a nyers vegyszerek költségén túl számos tényezőt is figyelembe vesz:

• Vízvisszanyerés: Az alulfolyó sűrűség minden 1%-os javulása körülbelül 1,5-2,0%-kal több technológiai vizet nyer vissza, csökkentve a sminkigényt
• Átbocsátóképesség: A jobb betelepítés 10-25%-os kapacitásnövekedést tesz lehetővé tőkebővítés nélkül
• Lefelé irányuló hatás: A jobb túlfolyási tisztaság csökkenti a recirkulációs szilárdanyag-terhelést a folyamatkörökben
• Megbízhatóság: Az állandó teljesítmény csökkenti a működési változékonyságot és a sürgősségi beavatkozásokat

Egy napi 40 000 tonnát feldolgozó rézkoncentrátor számításai szerint az alulfolyó sűrűsége 60%-ról 65%-ra javítva szilárdanyag-szállítást évi 2,8 millió dollár értékben a csökkent édesvízfogyasztás és a megnövekedett feldolgozási kapacitás révén , szemben a flokkulálószer évi 400 000 dolláros további költségeivel.

Versenyképes értékelési folyamat

A több szállítót összehasonlító rendszeres flokkulálószer-próbák biztosítják az optimális termékválasztást és a versenyképes árakat. A strukturált értékelési protokolloknak tartalmazniuk kell:

1. 4-6 jelölt termék laboratóriumi szűrése 2-3 beszállítótól
2. A 2-3 legjobban teljesítő növény kísérletei minimum 2 hetes időszakon keresztül
3. Gazdasági elemzés, beleértve a vegyi anyagok költségeit, a teljesítményjavításokat és a működési előnyöket
4. Ellátásbiztonsági felmérés, beleértve a gyártási helyszíneket és a logisztikai megbízhatóságot

Az ilyen értékelések évente, vagy amikor az érc jellemzői jelentősen megváltoznak, megtartják az optimális teljesítményt és költséghatékonyságot.