Flotatie, een van de meest gebruikte kernseparatietechnologieën in de moderne mineraalverwerkingsindustrie, is sterk afhankelijk van het efficiënt mengen en samenwerken van gas, vloeistof,en vaste fasen in de flotatiecelEen flotatiecel is meer dan een eenvoudige container, het is een complexe meerfasige stroomreactor waarvan de kernmissie is om optimale vloeistofdynamiek te creëren voor de ontmoeting, botsing, hechting,en mineralisatie van hydrofobische minerale deeltjes en bubbelsIn dit artikel wordt ingegaan op de twee belangrijkste werkzaamheden van de flotatiecellen: beluchting en roeren.vloeistof, en vaste fasen, waardoor een efficiënte en nauwkeurige minerale scheiding wordt gewaarborgd.
一 De kern van het floatatieproces: de essentie en het doel van het driefasig mengen
De essentie van het floatatieproces is de introductie van lucht (gasfase) in de ertsloer (een vloeistof-vast tweefasig systeem).doelmineraaldeeltjes selectief aan luchtbelletjes hechtenDeze belletjes stijgen als een schuimlaag naar het oppervlak van de slurry en worden weggeschraapt, terwijl gangue mineralen in de slurry blijven en als ontlasting worden afgevoerd.Het succes van dit proces hangt rechtstreeks af van de volgende drie voorwaarden::
1 Effectieve suspensie van vaste deeltjes:Een adequate roeren moet ervoor zorgen dat ertsdeeltjes van verschillende grootte en dichtheid gelijkmatig in de mis worden gesuspendeerd.het voorkomen van de afzetting van ruwe en zware deeltjes en ervoor zorgen dat alle deeltjes in contact komen met de bubbels.
2 Effectieve gasdispersie:De ingevoerde lucht moet worden gesneden en in een groot aantal kleine, passend grote belletjes worden gebroken.die vervolgens gelijkmatig in de hele flotatiecel worden verspreid om de gas-vloeistof-interface en de kans op botsing tussen bubbels en ertsdeeltjes te verhogen.
3 Een beheersbare hydrodynamische omgeving:De flotatiecel moet voldoende turbulentie behouden om deeltjes suspensie en bubbeldispersie te bevorderen.de verwerking van de gewassen en de verwerking van de gewassen;. It is necessary to construct a flow field in the trough that has both a high turbulent kinetic energy dissipation zone (to promote collision) and a relatively stable zone (to facilitate the floating of mineralized bubbles).
Daarom is "perfecte mixing" geen simpele homogenisatie. but refers to the uniform distribution of the three phases at the macro level and the creation of controlled turbulence and flow field structures that are conducive to the selective adhesion of particles and bubbles at the micro level.
二 Mechanisch geagiteerde flotatiecellen: een klassieke fusie van luchting en agitatie.
Mechanisch geagiteerde flotatiecellen zijn momenteel de meest gebruikte flotatieapparatuur.organisch combineert de twee functies van beluchting en roeren.
1Agitatie:De door een motor aangedreven pomp- en draaikolkkolommen draaien met een hoge snelheid en functioneren als een pomp, waarbij voornamelijk de volgende agitatie-effecten worden bereikt:
Slijmcirculatie en suspensie:Door de rotatie van de stuwkracht ontstaat een krachtige centrifugale kracht, waardoor de spuit uit het midden wordt getrokken en radial of axiaal wordt uitgestoten.Deze pompwerking zorgt voor een complexe circulerende stroom in de celDit zorgt ervoor dat dichte en grote deeltjes effectief worden geroerd en in suspendie worden gehouden.
Turbulentiegeneratie:Door de hoge snelheid van de rotatie van de stuwring ontstaat een scherpe snelheidsgradiënt en intense turbulentie in het omliggende gebied (met name aan de punt van de lemmen).Deze zeer turbulente zone is de belangrijkste plaats voor bubbelbreuk en botsing van deeltjes-bollen.
2- Luchting: zelfzuiging en gedwongen luchting.
Mechanisch geagiteerde flotatiecellen worden voornamelijk ingedeeld op basis van de beluchtingsmethode: zelfaspiratie en gedwongen beluchting (of beluchtings-agitatie).
Zelfzuigende floatmachines (zoals het SF-model):een slim ontworpen schroef hebben die tijdens de rotatie van de schroef een negatieve drukzone in de schroefkamer creëert.De lucht wordt automatisch via de zuigpijp binnengehaald en gemengd met de slurry in de draaikamerDit type flotatiesysteem heeft een eenvoudige structuur en heeft geen externe blazer nodig.
De volgende onderdelen zijn van toepassing op de volgende apparaten:Door middel van een externe lage drukblazer wordt gecomprimeerde lucht via de holle hoofdas van de draaibank of onafhankelijke buizen in het draaibankgebied gedwongen.Deze methode kan de hoeveelheid lucht nauwkeurig controleren, wordt niet beïnvloed door de toerental van de schommel en het slijmgehalte, en heeft een grotere aanpassingsvermogen aan de procesomstandigheden, met name geschikt voor grote floatingsmachines.
3. synergetisch effect "impeller-stator"
De stator is een stilstaand onderdeel dat rond de draaibank wordt geïnstalleerd, meestal met leidingsvlies of openingen.
Stabilisatie en begeleiding van de stroom:De uit de drempel met hoge snelheid uitgestoten gemengde stroom van mis-lucht heeft een sterke tangentiële snelheidscomponent, die gemakkelijk enorme wervelingen in de tank kan vormen,die instabiliteit van het vloeistofoppervlak veroorzaken en de stabiliteit van de schuimlaag beïnvloedenDe geleidingsvliezen van de stator kunnen deze tangentiële stroom effectief omzetten in een radiale stroom die beter bevorderlijk is voor de verspreiding van bubbels en deeltjes.
Bevorderen van de verspreiding van bubbels:Door het stroomstabilisatie-effect van de stator kunnen bubbels gelijkmatiger over het effectieve volume van de flotatietank worden verdeeld, in plaats van zich in bepaalde gebieden te concentreren.
Geïsoleerde turbulentie:De stator fungeert als een "energiebarrière" en scheidt het gebied met hoge turbulentie in de buurt van de roer van het scheidingsgebied en het schuimgebied bovenaan de tank.het creëren van een relatief rustige en stabiele omgeving voor het stabiel drijven en verrijken van gemineraliseerde bubbels.
De hoge snelheid van de rotatie van de stuwspeler zorgt ervoor dat de slurry wordt opgehangen en dat het gas wordt geabsorbeerd/vermorzeld.het creëren van drie functioneel verschillende fluïdynamische zones in de tankEen zeer turbulente mengzone (nabij de roer), een relatief stabiele scheidingszone (in het midden van de tank) en een grotendeels statische schuimzone (op het oppervlak van de slurry).Dit zorgt voor een efficiënte vermenging en een ordelijke scheiding van het gas, vloeibare en vaste fasen.
三 Flotatie kolom: Een andere intelligente manier om driefasige mixing te bereiken.
In tegenstelling tot de gewelddadig turbulente omgeving van mechanisch geagiteerde flotatiecellen, vertegenwoordigen flotatie kolommen een alternatieve ontwerpfilosofie,het bereiken van een driefasig mengsel door tegenstroomcontact in een relatief statische omgeving.
De beluchtingskern de bubbelgenerator:De ventilatie- en mengfuncties zijn voornamelijk afhankelijk van een bubbelgenerator aan de bodem.met behulp van microporeuze mediaDeze microbellen zijn essentieel voor de efficiënte vangst van fijne mineralen door de flotatiekolom.
Mechanisme voor tegenstroomcontact:De slurry wordt gevoed vanuit het bovenste centrum van de flotatiekolom en stroomt langzaam naar beneden, terwijl er van onderen fijne bubbels ontstaan en langzaam naar boven stijgen.Dit tegenstroomcontactmechanisme zorgt voor een langere interactietijd en een grotere kans op botsing tussen deeltjes en bubbels.
Omgeving met weinig turbulentie:De flotatiekolom heeft geen snelle roterende componenten en behoudt een laag turbulentie, laminaire of bijna laminaire stroom.Deze "rustige" omgeving vermindert aanzienlijk het afstoten van aan elkaar gehechte minerale deeltjes, waardoor de terugwinning van fijne en kwetsbare mineralen aanzienlijk wordt vergemakkelijkt.
WaswatersysteemOp de bovenkant van de flotatiecolonne wordt een waswatervoorziening geïnstalleerd om de in de schuimlaag opgenomen gangue-deeltjes effectief weg te spoelen, waardoor een concentratum van hogere kwaliteit wordt verkregen.
De flotatiekolom, dankzij haar unieke technologie voor het genereren van bubbels en tegenstroomcontactmethode, zorgt voor effectief contact en scheiding van gas,vloeibare en vaste fasen op een "zachtjesere" manier, met uitstekende prestaties, met name bij de verwerking van fijnkorrelige materialen.
四 Directie Technologieontwikkeling en optimalisatie
Met het oog op een meer perfecte "driefasige menging" wordt de beluchtings- en roertechniek van de flotatietank nog steeds verbeterd:
Grootschalige en stroomveld optimalisatie:Met de toenemende verwerkingscapaciteit neemt het volume van de flotatiecellen toe.Dit stelt hogere eisen aan het ontwerp van de schroef-stator structuur en stroomveld controle. Numerical simulation technologies such as computational fluid dynamics (CFD) are widely used to guide equipment optimization design to ensure uniform particle suspension and gas dispersion within the huge cell.
Nieuwe stuwspelers en stators:The development of various new impellers (such as backward-inclined blades and multi-stage impellers) and stators aims to achieve greater slurry pumping capacity and more ideal bubble dispersion with lower energy consumption.
Intelligente besturing:Door verschillende sensoren te installeren om parameters te controleren zoals slijmniveau, schuimlaagdikte en beluchting in realtime,en het combineren van machine vision en kunstmatige intelligentie technologieën om de schuimstatus te analyserenHet is een belangrijke richting voor het verbeteren van de flotatie-efficiëntie en het verplaatsen naar intelligente mineraalverwerking.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
