Что такое горный смесительный резервуар и как он оптимизирует переработку полезных ископаемых

В процессах переработки полезных ископаемых и гидрометаллургии достижение однородной суспензии пульпы с высоким содержанием твердых частиц и эффективного диспергирования флотореагентов является решающим фактором в повышении степени извлечения полезных ископаемых и качества концентрата. Гидравлическая конструкция и структурная целостность горного смесительного резервуара, являющегося основным оборудованием для перемешивания пульпы, смешивания реагентов и процессов выщелачивания перед флотацией, напрямую влияют на последующие показатели разделения. При работе с высокоплотными, высокоабразивными пульпами со сложным гранулометрическим составом глубокое понимание конфигурации сердцевины и динамики поля потока этого оборудования может эффективно решать практические производственные проблемы, такие как сильный кавитационный износ, отложения твердых частиц и неравномерное смешивание на месте.

Проектирование поля потока и выбор рабочего колеса для высококонцентрированных целлюлоз

Основная функция Горный смесительный бак заключается в обеспечении достаточной динамики жидкости посредством механического перемешивания, чтобы противодействовать скорости осаждения минеральных частиц. В процессах обогащения конструкции рабочих колес четко различаются в зависимости от различных технологических требований:

• Осевое рабочее колесо : этот тип в основном создает осевую циркуляцию жидкости, например, высокоэффективные крыльчатки на подводных крыльях. Эти конструкции могут обеспечить высокую скорость циркуляционного потока при низких скоростях сдвига, обеспечивая взвешивание твердых частиц вне дна по всему резервуару с чрезвычайно низким потреблением энергии. Он идеально подходит для резервуаров для хранения целлюлозы большого объема и перемешивания при выщелачивании.
• Радиальное рабочее колесо : Жидкость исходит наружу из центра рабочего колеса, создавая сильные силы сдвига, как, например, в шестилопастных турбинных колесах Раштона. Во время фазы добавления реагента и кондиционирования во время флотации это поле потока с высокой скоростью сдвига может быстро разрезать неводорастворимые собиратели на капли микронного размера, что значительно увеличивает вероятность столкновения между реагентами и минеральными частицами и усиливает эффект адсорбции.

Чтобы минеральная пульпа не образовывала монолитное вращение внутри корпуса резервуара, что могло бы снизить эффективность смешивания, внутри горного смесительного резервуара необходимо установить вертикальные перегородки. Обычно на внутренней стенке цилиндрического резервуара симметрично устанавливаются четыре вертикальные перегородки. Ширина перегородок обычно составляет одну двенадцатую диаметра резервуара, и между перегородками и стенкой резервуара сохраняется определенный зазор для устранения центрального вихря и преобразования тангенциального потока в сильные верхние и нижние осевые циркуляционные потоки.

Ключевые технологии материалов для защиты от износа и коррозии

Горнодобывающее оборудование подвергается длительному абразивному износу от твердых частиц высокой твердости и химической коррозии от кислотных и щелочных реагентов. Ключом к поддержанию долгосрочной стабильной работы горно-смесительного резервуара является технология защиты поверхности корпуса резервуара и системы перемешивания:

• Высокая износостойкая резиновая подкладка : Для покрытия внутренней стенки резервуара и поверхности рабочего колеса высокоэластичной, износостойкой резиной применяются процессы холодного склеивания или горячей вулканизации. Упругая деформация резины может эффективно поглощать энергию удара твердых частиц. При работе с обычной целлюлозой с размером частиц менее 1 мм и массовой концентрацией твердых веществ менее 30% ее срок службы значительно превышает срок службы обычной углеродистой стали.
• Высоколегированная сталь и специальные покрытия : В сильнокислых средах выщелачивания корпус резервуара и трансмиссионный вал должны быть изготовлены из нержавеющей стали 316L, дуплексной нержавеющей стали или обработаны политетрафторэтиленом, чтобы предотвратить разрушение конструкции, вызванное локальной точечной и межкристаллитной коррозией.

Сравнение основных технических параметров

При оценке или настройке горного смесительного резервуара жизненно важное значение имеет соответствие механических размеров, мощности передачи и мощности переработки целлюлозы. Ниже приводится сравнение технических параметров обычных мешалок для промышленного применения:

При фактическом инженерном выборе соотношение сторон (H/D) корпуса резервуара обычно регулируется в пределах от 1,0 до 1,2. Если высота слишком велика, одноступенчатая крыльчатка не сможет гарантировать эффект подвешивания в верхней части резервуара. В таких случаях необходимо спроектировать двухступенчатую или многоступенчатую систему рабочего колеса так, чтобы обеспечить однородность концентрации пульпы по всему резервуару более 95%.

Инженерное проектирование приводных систем и пуск в тяжелых условиях

Приводной механизм горно-смесительного резервуара обычно состоит из мощного электродвигателя, твердозубого поверхностного редуктора и усовершенствованного корпуса главного подшипника. Из-за внезапных условий, таких как отключение электроэнергии или ремонтные работы в шахтах, твердые частицы в резервуаре могут быстро оседать в течение короткого периода времени и закапывать рабочее колесо, вызывая явление затертости резервуара.

Чтобы решить проблему повторного запуска при больших нагрузках или даже в условиях притирки, конфигурация оборудования должна учитывать высокий коэффициент пускового момента. Расчет прочности трансмиссионного вала должен не только соответствовать номинальному крутящему моменту, но и выдерживать знакопеременные радиальные силы, создаваемые неравномерным полем потока пульпы при вращении рабочего колеса. Благодаря настройке системы частотно-регулируемого привода скорость крыльчатки можно динамически регулировать в соответствии с колебаниями потока и концентрации пульпы во время производственного процесса, чтобы снизить потребление энергии. Кроме того, он может обеспечить режим плавного пуска на низкой скорости и с высоким крутящим моментом, эффективно защищая шестерни редуктора и главный вал от повреждений при ударной нагрузке.