флотационная машина для медной руды

Предыстория отрасли: Критическая роль пенной флотации в добыче меди

Мировой спрос на медь, краеугольный камень электрификации, возобновляемая энергия, и развитие инфраструктуры, продолжает расти. Однако, Содержание медной руды из первичных источников неуклонно снижается на протяжении десятилетий.. Сегодняшние рудники часто перерабатывают руду с содержанием меди ниже 1%, это означает, что закончилось 99% добытого материала являются отходами. Эта реальность оказывает огромное давление на переработку полезных ископаемых, чтобы она была одновременно высокоэффективной и экономически жизнеспособной.. Основным методом обогащения этих бедных руд является пенная флотация., процесс разделения, в котором используются различия в химическом составе поверхности минеральных частиц.. Основная задача заключается в максимизации извлечения меди и качества концентрата при минимизации энергопотребления., Использование воды, и эксплуатационные расходы. Неэффективная флотация может привести к значительным финансовым потерям и еще большему воздействию на окружающую среду., что делает производительность самой флотационной машины решающим фактором во всей цепочке создания стоимости в горнодобывающей промышленности.

Основной продукт/технология: Как работает современная флотационная машина?

Флотационная машина предназначена для отделения гидрофобных (водоотталкивающий) ценные минералы из гидрофильных (притягивающий воду) банда (пустая порода). Для медных руд, в суспензию добавляются специальные реагенты, называемые коллекторами. (смесь измельченной руды и воды) для обработки минералов сульфида меди (как халькопирит - CuFeS₂) гидрофобный. Основная функция машины — генерировать и рассеивать пузырьки воздуха в кондиционированном растворе..

Архитектура современной камеры принудительной флотации, например, резервуарная ячейка или аналогичные усовершенствованные конструкции, обычно состоит из:

• Танк: Большой сосуд с суспензией.
• Роторно-статорный механизм: Центральное расположение рабочего колеса (Ротор) окружен неподвижным диффузором (статор). Эта сборка перемешивает навозную жижу, удерживая частицы во взвешенном состоянии и разрезая входящий воздух на мелкие пузырьки.
• Воздуходувка: Система подачи воздуха низкого давления, которая подает воздух по полому валу к ротору..
• Прачечная для пены: Периферийный сборный канал, куда переливается насыщенная минералами пена..
• Сброс хвостов: Выходное отверстие в нижней части резервуара для гидрофильных хвостов. (напрасно тратить) выйти.

Ключевое новшество в современных машинах заключается в их способности точно контролировать гидродинамическую среду.. Это включает в себя оптимизацию распределения размеров пузырьков., потребляемая мощность для суспензии частиц, и стабильность пены. Передовые системы управления используют данные в реальном времени от датчиков, измеряющих такие параметры, как плотность целлюлозы., рН, и растворенный кислород для автоматической регулировки скорости потока воздуха и дозирования реагентов.. По сравнению со старыми конструкциями с механическим перемешиванием, в которых используется воздух с самоаспирацией., современные машины с принудительной подачей воздуха обеспечивают превосходную металлургическую производительность при значительно более низком потреблении энергии на тонну переработанной руды..

Рынок & Приложения: Где применяется технология флотации меди?

Флотационные машины повсеместно используются на всех крупных медных рудниках по всему миру., из Чили и Перу в Монголию и Замбию. Их применение охватывает несколько важнейших этапов обогатительной фабрики.:

• Более грубая флотация: Первичный этап, на котором основная часть (~80-90%) меди извлекается из молотой руды.
• Флотация мусора: Последующий этап для восстановления всей оставшейся меди, пропущенной более грубыми ячейками., максимальное общее восстановление.
• Очиститель флотации: Несколько этапов, предназначенных для "чистый" более грубый концентрат за счет удаления увлеченной пустой породы, тем самым повышая качество конечного концентрата для соответствия спецификациям металлургического завода. (часто >25-30% Cu).

Выгоды, получаемые от внедрения высокоэффективной технологии флотации, значительны.:

Выгода	влияние
Увеличение восстановления	Извлекает больше молекул меди из руды, что напрямую увеличивает доход..
Высшая марка концентрата	Снижает транспортные расходы на металлургические заводы и минимизирует штрафные санкции..
Снижение энергопотребления	Современные клетки могут использовать до 30-50% меньше энергии, чем устаревшие модели [1].
Снижение эксплуатационных расходов	Снижение требований к электропитанию и техническому обслуживанию снижает общие эксплуатационные расходы..
Улучшенное управление водными ресурсами	Эффективные контуры позволяют повысить рециркуляцию воды на заводе..

Эти машины служат не только новым проектам, но и играют центральную роль в программах модернизации предприятий, направленных на устранение узких мест существующих производств..

Перспективы на будущее: Что будет дальше с флотацией меди?

Эволюция флотационной технологии обусловлена ​​необходимостью цифровизации и устойчивого развития.. Ключевые тенденции, определяющие его будущее, включают:

1. Расширенное управление процессом & ИИ: Интеграция алгоритмов машинного обучения с данными датчиков в реальном времени позволит прогнозировать управление схемами флотации.. Эти системы могут предвидеть сбои в процессе и постоянно оптимизировать заданные значения для достижения максимальной производительности без постоянного вмешательства человека..
2. Сенсорная технология: Новые датчики, включая системы машинного зрения для онлайн-анализа текстуры и скорости пены в сочетании с XRF-анализаторами потоков суспензии [2], обеспечить беспрецедентное понимание динамики процесса.
3. Усовершенствования конструкции оборудования: Текущие исследования сосредоточены на новых конструкциях ротор-статор, которые еще больше снижают энергоемкость и одновременно повышают эффективность столкновения частиц с пузырьками..
4. Безводная флотация или флотация с пониженным содержанием воды: Поскольку нехватка воды становится критической проблемой во многих горнодобывающих регионах, такие технологии, как сухое складирование хвостов, применяются наряду с исследованиями новых методов разделения, которые сводят к минимуму потребление пресной воды..

Дорожная карта указывает на полную автономию "Умный" флотационные установки, работающие с максимальной эффективностью и минимальным воздействием на окружающую среду.

Раздел часто задаваемых вопросов

• Каков типичный диапазон размеров частиц для эффективной флотации меди??
  Эффективная флотация обычно происходит в диапазоне размеров частиц 10 к 150 микроны (0.010 к 0.150 мм). Частицы мельче этой ("слизи") может быть трудно восстановить из-за малой массы и плохой эффективности столкновения с пузырьками., в то время как более крупные частицы могут быть слишком тяжелыми, чтобы пузырьки могли их поднять..

• Насколько важен контроль pH при флотации сульфида меди?
  Контроль pH абсолютно важен. Это напрямую влияет на эффективность реагента., свойства минеральной поверхности, и селективность между различными сульфидными минералами (НАПРИМЕР., отделение меди от пирита). Лайм (СаО) обычно используется в качестве депрессора пирита и для поддержания щелочного pH. (~9-12), что оптимально для многих коллекторов сульфида меди.

• Для чего используются колонные флотационные камеры?
  Колонные ячейки в основном используются на более чистых стадиях из-за их способности производить концентраты очень высокого качества. [3]. Они работают по принципу противотока, при котором поднимающиеся пузырьки взаимодействуют с нисходящим потоком питательной суспензии, а промывочная вода наверху помогает удалить захваченные частицы пустой породы из пены..

• Как измерить эффективность флотации??
  Производительность измеряется двумя ключевыми металлургическими параметрами.: Восстановление (процент общего содержания меди в сырье, относящемся к концентрату) и Оценка(процент меди в конечном концентрате). Они рассчитываются путем балансировки масс регулярных проб, взятых из корма.,хвосты,иконцентрировать потоки.

Тематическое исследование / Инженерный пример: Устранение узких мест на обогатительной фабрике Серро-Верде

Яркий пример, демонстрирующий воздействие, был реализован на предприятии Freeport-McMoRan в Серро-Верде в Перу во время проекта расширения. [4].

Испытание:
Расширение завода было направлено на значительное увеличение производительности. Существующая традиционная схема флотационной камеры была узким местом в производительности. Невозможно было справиться с более высоким объемом без добавления чрезмерного количества новых камер, что привело бы к увеличению капитальных затрат и требований к площади, поэтому требовалось альтернативное решение..

Решение:
Операция, выбранная для установки большого объема,Ячейки принудительной посадки танкового типа для новых ступеней грубой очистки и очистки. Эти конструкции включали:

• Индивидуальные объемы ячеек более 300 кубических метров.
• Усовершенствованные системы ротор-статор для превосходного рассеивания воздуха и взвешивания частиц при более низком энергопотреблении..
• Комплексная автоматизация контроля уровня и воздуха.

Выполнение & Измеримые результаты:
После ввода в эксплуатацию,новая схема продемонстрировала значительные улучшения по сравнению с базовой производительностью старых ячеек.:
| Метрика | Исход |
| :--- | :--- |
| пропускная способность | Увеличение более чем на 50%, успешно устранить узкие места в целях расширения завода.[4]|
| Восстановление меди | Достигнуты сопоставимые или слегка улучшенные показатели извлечения, несмотря на переработку большего тоннажа.[4]|
| энергоэффективность | Снижение удельного энергопотребления(кВтч/том)примерно на 15% по сравнению с технологией предыдущего поколения, используемой на сайте.[5]|
| След & Капитальные затраты | Требуется меньше единиц для той же производительности,резкое сокращение строительных работ,размер здания,и связанные с этим затраты на инфраструктуру.[5]|

Этот практический пример подчеркивает, что внедрение современного флотационного оборудования не только приносит металлургическую выгоду, но и является ключевым фактором для реализации крупномасштабных проектов и обеспечения экономической рентабельности при добыче полезных ископаемых с низким содержанием полезных ископаемых..

---

[1] Несеберг,М.,&Лелинский,Д.(2018)."Энергоэффективность при переработке полезных ископаемых:Роль флотационного дизайна."МинералыИнжиниринг,Том 121, стр. 83-89..
[2] Олдрич,С.,&Фэн,Д.(2019)."Машинное обучение в переработке полезных ископаемых:Обзор."IFAC-PapersOnLine,Том52(14),стр.264-269.
[3] Финч,Дж.А.,&Несс,Дж.Э.(2007)."Колонка Флотации."в:Вращение пены:Век инноваций.МСП,пп697-726.
[4] Фрипорт-МакМоран.(2016).CerroVerdeExpansionProjectTechnicalReport.SECFiling.
[5] Лелинский,Д., и др.(2017)."Анализ производительности флотационной системы SuperCell™ объемом 300 м3Cellat Cerro Verde."в:Материалы 39-го ежегодного собрания канадских переработчиков полезных ископаемых,ЦИМ.пп235-250