Техническое состояние флотационных машин на данном этапе

Техническое состояние флотационных машин на данном этапе

В настоящее время существует множество типов флотационных машин, используемых внутри страны и за рубежом, различия заключаются в следующих аспектах: различия в способах аэрации; различные методы перемешивания; отличная конструкция ротора; разная форма и глубина впадин; различия в способах движения, циркуляции, а также в способах перехода от одного флотационного бункера к следующему. Пена удаляется разными способами. Поэтому существует множество методов классификации флотационных машин. Однако в реальном производстве флотационные машины обычно классифицируются по различным способам аэрации и перемешивания и могут быть разделены на четыре основных типа.

После более чем века развития флотационные машины по внешнему виду и производительности сильно изменились по сравнению с прошлым веком. Сегодня, с постоянным развитием горнодобывающей промышленности, к флотационным машинам предъявляются более высокие требования, что в определенной степени определяет направление их развития. В целом, тенденции развития флотационных машин включают:

массовый

Увеличение масштабов флотационного оборудования не только повышает производительность, но и сокращает количество соединений между оборудованием, занимаемую площадь и затраты. До 2012 года максимальная производительность крупных флотаторов в мире составляла 350 м³. В 2012 году американская компания Smith из штата Орегон выпустила более крупный флотатор с производительностью 660 м³. Однако в области крупномасштабных технологий, особенно в технологии масштабирования, по-прежнему остаются нерешенные технические проблемы. Из-за изменения объёма флотатора возникают различные требования к установленной мощности, объёму воздуха, давлению и другим параметрам.

Крупные отечественные флотационные машины отстают от международного передового уровня. В настоящее время производственные мощности флотационных машин, выпускаемых в Китае, не могут превышать 100 единиц. Одной из сложностей является проектирование рабочего колеса. При увеличении размера флотационной камеры требуется усилить перемешивающую силу рабочего колеса, что требует более крупных лопастей и повышенной мощности. С увеличением мощности энергопотребление оборудования также значительно возрастает, что создает узкое место для крупных флотационных машин. Однако некоторые предприятия горной техники разработали новые флотационные машины, использующие другие конструкции вместо рабочего колеса. Например, полнопоточная газонапорная микропузырьковая флотационная машина, выпускаемая компанией Shandong Xinhai Mining Technology Equipment Co., Ltd., использует газовую камеру и обратный клапан для выполнения функции аэрации и перемешивания, причем газовая камера и обратный клапан наполняются воздухом воздуходувкой. Это устройство не только заменяет рабочее колесо, но и экономит его энергопотребление, что, как утверждается, позволяет сэкономить 60-80%. Теоретически, флотационные машины с такой конструкцией могут быть изготовлены очень большими по мере необходимости, полностью избегая ограничений, связанных с проектированием рабочего колеса для крупных флотационных камер.

Энергосбережение

В процессе обогащения руды используется большое количество флотационных машин с общей мощностью, которые работают круглый год, поэтому энергопотребление нельзя игнорировать. Китай выдвинул "план углеродной нейтральности", согласно которому выбросы углерода должны достичь пика к 2030 году, а цель углеродной нейтральности — быть достигнутой к 2060 году. Поэтому энергосберегающая модернизация флотационных машин становится необходимой. Это также способ повышения экономических показателей обогатительной работы и соответствует политике "энергосбережения и снижения расходов" нашей страны. В настоящее время можно применить следующие энергосберегающие методы: регулирование скорости вращения двигателя. В настоящее время, исходя из характеристик крутящего момента двигателя флотационной машины, можно использовать внешний частотный преобразователь для изменения частоты двигателя и регулирования скорости вращения главного двигателя флотационной машины в целях энергосбережения. При выборе частотного преобразователя необходимо учитывать такие факторы, как условия окружающей среды и высота над уровнем моря. Регулирование частоты в определенной степени увеличивает срок службы двигателя, ремня и рабочего колеса. Когда в двигателе флотационной машины возникают такие неисправности, как перегрузка, отсутствие фазы или пониженное напряжение, частотный преобразователь обладает указанными защитными функциями, может своевременно остановить работу для защиты и снизить уровень повреждения электрических компонентов, таких как двигатель, тем самым продлевая срок службы флотационной машины.

Изменение формы рабочего колеса: в настоящее время рабочие колеса флотационных машин бывают центробежного, смешанного и осевого типов. Осевое рабочее колесо, в свою очередь, делится на три типа: секторное, наклонное плоское и гребное. Для определения основной формы энергосберегающего рабочего колеса были проведены анализ и испытания четырех типов устройств: с вертикальными лопастями, наклонными лопастями, спиральным рабочим колесом с изогнутыми лопастями и гребным рабочим колесом. Структура рабочего колеса показана на рисунке 2. Результаты испытаний показали, что при одинаковом диаметре рабочего колеса и одинаковых условиях испытаний энергопотребление рабочего колеса с вертикальными и вертикальными изогнутыми лопастями (спиральное колесо) выше, тогда как энергопотребление трехлопастного гребного рабочего колеса ниже и составляет лишь 1/7 от энергопотребления шести вертикальных плоских лопастей спирального колеса.

автоматизация

Флотация — это очень сложный процесс, который включает множество трудноуправляемых сложностей, таких как большие временные запаздывания, многомерность, связность, изменчивость во времени, нелинейность, неопределённость и случайные возмущения. Чтобы максимально уменьшить эти факторы помех в обогащении, автоматизированный процесс флотации стал тенденцией. На данном этапе уровень шламовой ванны, затворы хвостохранилища, толщина пенистой плёнки, дозировка реагентов и расход подачи в основном регулируются чувствительными элементами и измерительными приборами.

Датчик уровня в флотационной машине: принцип работы этого датчика основан на различии электропроводности различных веществ. Электропроводность между двумя электродами, вставленными в жидкость, пропорциональна площади их поперечного сечения и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Таким образом, уровень жидкости в флотационной машине можно определить, измеряя изменения электропроводности пульпы.

Распространенными приборами для измерения уровня в пульповом бассейне являются емкостные уровнемеры, пневматические уровнемеры, ультразвуковые уровнемеры и лазерные уровнемеры. По результатам длительной практики на местах установлено, что лазерные уровнемеры обладают такими преимуществами, как малая погрешность, точность измерений, длительный срок службы, стабильность и надежность, небольшая трудоемкость обслуживания, отсутствие смещения положения при длительной работе и отсутствие необходимости калибровки приборов.

Система управления аэрацией: однопараметрическое замкнутое управление уровнем жидкости и аэрацией в процессе флотации флотационной машины является первым шагом к автоматическому управлению процессом флотации. В настоящее время компании по всему миру разработали экспертные системы управления много параметров процесса флотации и начали применять их в флотационных процессах.

Автоматическая система управления уровнем в флотационной машине: в процессе контроля флотации точность и своевременность традиционных методов ручной регулировки трудно обеспечить. Однако современная автоматическая система управления уровнем в флотационной машине не только преодолевает недостатки ручной регулировки, но и снижает энергопотребление флотационного производства, повышает объем и качество концентрата, увеличивает извлечение металла, приносит прямую экономическую выгоду для обогатительной фабрики и одновременно снижает трудоемкость операторов на месте. Цифровое изображение контроля пены: флотационная пена состоит из множества минерализованных пузырьков различного размера, формы и значения яркости, содержащих большое количество информации, связанной с переменными процесса флотации и результатами флотации. На изображении пены имеется множество характеристических параметров. Анализируя физический смысл каждого характеристического параметра и его связь со временем флотации (структурой пены), можно качественно указать на корреляцию между каждым характеристическим параметром и структурой пены.

Из-за коррозионного воздействия некоторых реагентов для обработки минералов датчики могут сильно повреждаться. Поэтому скорость развития антикоррозионных материалов для датчиков флотации в определенной степени влияет на развитие автоматизации флотации. В настоящее время датчики, разработанные в Швейцарии и Германии, значительно превосходят отечественные по производительности и сроку службы. Развитие автоматических датчиков флотации в нашей стране требует совместных усилий отраслей, таких как материалы, металлургия и литейное производство.