Kävele mihin tahansa kuparisulatukseen ja katso sen portille saapuvaa rikastetta; useammin kuin ei, tämä rikaste on olemassa vaahdon vuoksi. Kuparin vaahdotus on mineraalien käsittelymenetelmä, joka erottaa kuparia sisältävät mineraalit jätekivestä hyödyntämällä pinnan hydrofobisuuden eroja. Kokonaisen malmivuoren sulamisen sijaan vaahdotus tuottaa korkealaatuisen rikasteen, joka sisältää 20–30 % kuparia ROM-malmista ja vain 0,3–1 % kuparia. Se on tärkein yksittäinen parannusvaihe kaivoksen ja sulaton välillä.
Prosessi on käsitteellisesti yksinkertainen: malmi jauhetaan jauheeksi, sekoitetaan veteen ja reagensseihin ja ilmastetaan vaahdotuskennoissa. Kerääjä tekee kuparihiukkasista vettä hylkivät, kiinnittyvät ilmakupliin, nousevat pintaan ja kerääntyvät vaahtona. Rikki pysyy massassa ja muuttuu rikastusjätteeksi. Tämän yksinkertaisen kuvauksen takana on monimutkainen kemian, laitteiston valinnan ja prosessin ohjauksen järjestelmä, ja tämä artikkeli selittää käytännössä.
Miksi vaahdotus toimii: pintakemian periaate
Flotaatiossa ei ole kyse tiheydestä tai hiukkaskoosta; kyse on pintakemiasta. Useimmat kuparimineraalit ovat luonnostaan hydrofiilisiä, mikä tarkoittaa, että ne kostutetaan vedellä. Useimmilla suomineraaleilla, kuten kvartsilla ja silikaateilla, on myös hydrofiilisiä pintoja. Niiden erottamiseksi vaahdotusprosessi modifioi kemiallisesti kuparimineraalin pintaa niin, että siitä tulee tarpeeksi hydrofobinen kiinnittymään ilmakupliin.
Tämä modifikaatio tehdään keräilijöillä, tyypillisesti ksantaattimolekyyleillä, kuten natriumetyyliksantaatilla tai kaliumamyyliksantaatilla. Kerääjämolekyylillä on kaksi toiminnallista päätä: toinen pää adsorboituu kuparimineraalin pintaan ja toinen ulkonee ulospäin vettä hylkivänä hiilivetyketjuna. Käsittelyn jälkeen kuparimineraalihiukkasessa on ohut ei-polaarinen pinnoite, jonka avulla ilmakupla voi syrjäyttää veden pinnaltaan ja muodostaa vakaan kolmivaiheisen kosketuksen. Sitten kupla-hiukkasaggregaatti nousee massan läpi ja raportoi vaahdotuskennon yläosassa olevaan vaahtokerrokseen.
Kolme voimaa ratkaisee, kelluuko hiukkanen: hiukkasen ja kuplan välisen törmäyksen todennäköisyys, kiinnittymisen todennäköisyys törmäyksen jälkeen ja irtoamisen todennäköisyys noustessa. Törmäys riippuu turbulenssista, kuplan koosta ja hiukkaskoosta. Kiinnitys riippuu pinnan hydrofobisuudesta ja induktioajasta. Irtoaminen riippuu kuplan koosta ja turbulenssin voimakkuudesta. Hyvin suunniteltu vaahdotuspiiri tasapainottaa näitä tekijöitä niin, että kuparimineraalit palautuvat nopeasti, kun massassa on kuomua.
Tästä syystä vaahto, joka aluksi tuntuu pieneltä yksityiskohdalta, on itse asiassa kriittinen kontrollipiste. Vaahdon on oltava riittävän stabiilia kuljettaakseen hiukkaset ulos kennosta, mutta ei niin stabiilia, että kuomu jää kiinni. Vaahdon korkeutta, ilmavirtausta ja vaahdottimen annostusta säädetään jatkuvasti reaaliajassa oikean tasapainon ylläpitämiseksi. Kuparin vaahdotuslaitoksessa käyttäjät tarkkailevat vaahdon väriä ja rakennetta arvioidakseen, onko prosessi terve, ennen kuin laboratoriotestit vahvistavat sen.
Kuparimalmityypit ja niiden kelluvuus
Kaikki kuparimalmi ei toimi samalla tavalla vaahdotuskennossa. Malmityyppi määrittää reagenssin valinnan, piirin suunnittelun ja odotetun talteenoton. Yleisimmät kuparimineraalit jaetaan kahteen luokkaan: sulfidimineraalit ja oksidimineraalit. Sulfidikuparimineraalit ovat luonnostaan hyviä vaahdotuskohteita; oksidimineraaleja on paljon vaikeampi kellua ja vaativat usein sulfidointia ennen vaahdottamista.
Kalkopyriitti (CuFeS 2 ) on ylivoimaisesti runsain kuparimineraali ja kuparin vaahdottamisen pääkohde maailmanlaajuisesti. Se reagoi nopeasti ksantaatin kerääjiin ja on suhteellisen helppo puristaa rikkikiisistä kalkilla. Kalkosiitti (Cu 2 S) on toissijainen rikastusmineraali, jota on vielä helpompi kellua, mutta se kuluttaa enemmän keräilijää korkean kuparilaadunsa ansiosta. Borniitti ja covelliitti reagoivat hyvin myös tavanomaiseen vaahdotukseen. Oksidimineraalit, kuten malakiitti, atsuriitti ja krysokolla, eivät reagoi yksin ksantaatteihin. Ne vaativat sulfidointivaiheen natriumsulfidilla tai natriumhydrosulfidilla, mikä luo ohuen sulfidikalvon mineraalin pinnalle mahdollistaen ksantaatin adsorption.
Tehdassuunnittelijalle ero on tärkeä jo kauan ennen tuotannon alkamista. Kuparimalmi, jolla on korkea oksidifraktio, tarvitsee paljon monimutkaisemman virtauskaavion kuin puhtaasti sulfidimalmi, ja vaahdotuslaitteiston tulee tarjota pidemmät käsittelyajat ja erilainen ilmastuksen säätö. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto yleisimmistä kuparimineraaleista ja niiden vaahdotusvasteesta.
| Mineraali | kaava | Cu-sisältö | Flotation Response |
|---|---|---|---|
| Kalkopyriitti | CuFeS 2 | 34,6 % | Erinomainen; helppo keräilijän adsorptio |
| Kalkosiitti | Cu 2 S | 79,8 % | Erinomainen; korkea keräimen kulutus |
| Borniitti | Cu 5 FeS 4 | 63,3 % | Erinomainen |
| Covelliitti | CuS | 66,5 % | Hyvä; vaatii huolellista pH-säätöä |
| Malakiitti | Cu 2 CO 3 (OH) 2 | 57,5 % | Huono; tarvitsee sulfidointia |
| Cuprite | Cu 2 O | 88,8 % | kohtalainen; tarvitsee sulfidointia |
| Chrysocolla | CuSiO 3 · 2H 2 O | ~36 % | Vaikea; käsitellään usein liuottamalla |
Sekamalmit, jotka sisältävät sekä sulfidia että oksidikuparia, ovat yleisiä rapautuneissa esiintymissä. Tyypillinen strategia on kelluttaa ensin sulfidiosa, sitten sulfidoida ja kelluttaa oksidiosa erillisessä vaahdotusvaiheessa. Jotkut kasvit käyttävät gravitaatio- tai painovoima-flotaatio-hybridipiiriä karkeille vapautuville oksidihiukkasille. Käytännössä näiden kahden piirin välinen raja määritellään diagnostisella analyysillä kuparin talteenotosta sulfidivaiheessa.
Täydellinen kuparin vaahdotustaulukko: ROM-malmista rikasteeseen
Kuparin vaahdotuslaitos ei ole vain vaahdotuskennojen rivi; se on huolellisesti sekvensoitu järjestelmä koon pienentämiseen, luokitteluun, massan valmisteluun, vaahdotukseen ja vedenpoistoon. Jokainen vaihe valmistelee malmia seuraavaa varten, ja missä tahansa vaiheessa oleva pullonkaula vetää talteenoton välittömästi alas. Täydellisen vuokaavion ymmärtäminen on ensimmäinen askel kohti oikean laitteen valintaa.
Murskaavaa
Kaivoksen ajomalmi murskataan kahdessa tai kolmessa vaiheessa palamalmin pienentämiseksi noin 10–15 mm:iin. Leukamurskaimet ja kartiomurskaimet ovat yleisiä valintoja. Tavoitteena on vapauttaa kuparimineraali mahdollisimman varhaisessa vaiheessa mahdollisimman pienellä energiankulutuksella.
Hionta ja luokittelu
Murskattu malmi tulee kuulamyllyyn, joka toimii suljetussa piirissä spiraaliluokittimella. Luokitin palauttaa ylisuuret hiukkaset myllylle ja lähettää hienotuotteet vaahdotukseen. Useimmille kuparisulfidimalmeille riittää 60–75 % jauhatus, joka kulkee 200 meshin (74 μm) läpi.
Ilmastointi
Luokittimen ylivuoto menee ilmastointisäiliöön, johon lisätään keräilijät, vaahdottimet ja pH:n muuttajat. Käsittelyaika vaihtelee 2 - 10 minuutin välillä malmityypistä ja reagenssin liukoisuudesta riippuen. Oikea käsittely määrittää suoraan myöhemmän erotuksen tehokkuuden.
Roughing
Käsitelty massa virtaa karkeampiin vaahdotuskennoihin, joissa kuparimineraalien ensimmäinen bulkkitalteenotto tapahtuu. Karkeampi rikaste menee yleensä puhtaampiin kennoihin, kun taas karkeampi rikastushiekka voi mennä raadonsyöjäkennoihin lisätalteenottoa varten.
Huuhtelu
Scavenger-kennot on suunniteltu ottamaan talteen kuparimineraaleja, jotka ovat karanneet karkeammasta vaiheesta. Niiden tiiviste voidaan päivittää puhdistuspiirissä tai palauttaa karkeampaan syöttöön. Scavenger-rikastusjätteet ovat yleensä lopullisia jätteitä.
Puhdistus
Karkeampia ja scavenger-konsentraatteja kellutetaan uudelleen kerran, kaksi tai kolme kertaa puhtaammissa kennoissa, jotta ne hylkäävät mukana kulkeutuneet kudokset ja nostavat rikasteen tavoitekuparilaaduksi. Puhtaammat rikastusjätteet kierrätetään suljetun kierron muodostamiseksi.
Sakeutus ja suodatus
Lopullinen tiiviste sakeutetaan keskikäyttösakeuttimessa, suodatetaan sitten kosteuden vähentämiseksi 8–12 %:iin ennen kuljetusta sulattoon. Sakeutusaineen ylivuotovesi kierrätetään tehtaalle.
Tämä prosessitaulukko on yleinen kehys, ei kiinteä resepti. Porfyyrikuparimalmi, jossa on vähän savea, tarvitsee vain kaksi puhdistusvaihetta. Malmi, jonka rikkikiisupitoisuus on korkea, voi vaatia kalkin painaumaa ja rikin vaahdotusvaihetta alavirran rikin talteenottamiseksi. Malmi, jossa on paljon kuparia, tarvitsee lisäkäsittelysäiliöitä ja sulfidointiyksikön. Vuokaavio alkaa aina malmin karakterisoinnilla.
Oikean vaahdotus- ja hiontalaitteiston valitseminen on keskeistä vuokaavion suunnittelussa. Vuonna a Kuparinlajittelutehdasprojekti Vietnamissa , märkäverkon kuulamyllyn, luokittimen ja mekaanisten vaahdotuskennojen yhdistelmällä saavutettiin vaadittu rikastelaatu ja samalla energiankulutus pysyi projektin budjetissa. Se on sellainen käytännön tulos, jonka vuokaaviosuunnittelu tekee tai rikkoo.
Vaahdotusreagenssit: Chemical Toolbox
Reagenssit tekevät vaahdotuksen mahdolliseksi. Niitä kulutetaan jatkuvasti käytön aikana, ja niiden annostuksella ja yhdistelmällä on yleensä suurempi vaikutus palautumiseen kuin millään muulla tekijällä. Kuparin vaahdotuslaitoksessa käytetään viittä perusreagenssityyppiä, joista jokaisella on oma roolinsa.
Keräilijät ovat tärkein luokka. Ksantaatit ovat edelleen alan standardi kuparisulfidin vaahdotuksessa. Lyhytketjuiset ksantaatit, kuten natriumetyyliksantaatti ja natriumisopropyyliksantaatti, ovat selektiivisiä ja sopivat hienorakeisille malmeille, kun taas pitkäketjuiset ksantaatit, kuten kaliumamyyliksantaatti, tarjoavat vahvemman keräysvoiman karkeammille hiukkasille ja alemman luokan malmeille. Ditiofosfaatteja ja tionokarbamaatteja sekoitetaan joskus ksantaattien kanssa selektiivisyyden parantamiseksi rikkikiisua vastaan. Keräimen annostus kuparipiirissä vaihtelee yleensä välillä 20-100 grammaa malmitonnia kohden malmilaadusta ja mineralogiasta riippuen.
Vaahdottimet stabiloivat massan ilmakuplat. MIBC on kuparivaahdotuksessa eniten käytetty vaahdotin, jota suositaan vaahdon laadun ja helpon hallinnan vuoksi. Mäntyöljyn ja alifaattisen alkoholin vaahdotinta käytetään myös kasveissa, jotka muodostavat luonnollisen vaahdon suurella kuplapinta-alalla. Vaahdottimen annostus on pieni, tyypillisesti 10-50 grammaa per tonni, mutta sen vaikutus ylivuotokäyttäytymiseen on välitön ja havaittavissa muutamassa sekunnissa annoksen muuttamisen jälkeen.
Modifioijat säätelevät massan kemiaa ja mineraalien pintavarausta. Kalkki on kuparipiireissä edullisin pH:n säätelijä, joka pitää massan pH:n välillä 9,5–11,5 alentaakseen rikkikiisua ja vähentääkseen ei-toivotun raudan talteenoton riskiä. Natriumkarbonaatti on edullinen joissakin oksidimalmeissa, joissa kalkki saostaisi erityisiä kationeja. Rikkihappoa käytetään happopiireissä, erityisesti oksidivaahdotuksessa sulfidoinnin kanssa.
Masennusaineet ja aktivaattorit hienosäätävät selektiivisyyttä. Natriumsyanidia tai sinkkisulfaattia lisätään vähentämään sfaleriittia kupari-sinkkimalmeissa, kun taas kuparisulfaatti voi aktivoida sfaleriittia päinvastaisessa tapauksessa. Natriumsulfiitti tai rikkidioksidi painaa rikkikiisua alkalisissa piireissä. Alla oleva taulukko näyttää tyypilliset reagenssialueet tavanomaisessa kuparisulfidipiirissä.
| Reagenssityyppi | Esimerkkireagenssit | Päätoiminto | Tyypillinen annostus |
|---|---|---|---|
| Keräilijä | Ksantaatit, ditiofosfaatit | Tee kuparimineraalipinnat hydrofobisia | 20-100 g/t |
| Vaahdotin | MIBC, mäntyöljy, alkoholisekoitukset | Stabilisoi ilmakuplat ja vaahtokerros | 10-50 g/t |
| pH-muuttaja | Kalkki, natriumkarbonaatti, rikkihappo | Säädä massan emäksisyys, alentaa rikkikiisua | 500-3000 g/t |
| Masentava | Natriumsyanidi, sinkkisulfaatti, natriumsulfiitti | Estä kuoppia ja pyriittiä kellumasta | 10-200 g/t |
| Aktivaattori | Kuparisulfaatti | Edistää aktivoitujen mineraalien kelluntaa | 100-500 g/t |
Reagenssin optimointi ei ole kertaluonteinen suunnittelutoiminto. Se on toistettava, kun malmiseos vaihtuu, kun vuodenaika muuttaa veden laatua tai kun odottamatonta savea kohdataan. Hyvin hoidettu vaahdotuslaitos pitää reagenssipäiväkirjaa ja päivittää annostuksen ja analyysin tulosten tarkastelun.
Kuparivaahdotuslaitoksen ydinlaitteet
Laitelinja määrittää suoraan, kuinka hyvin vaahdotuksen kemialliset ja fysikaaliset vaiheet suoritetaan. Jauhatus-, sekoitus-, vaahdotus- ja vedenpoistolaitteiden tulee vastata sekä malmin ominaisuuksia että suunniteltua tuotantokapasiteettia. Ylimitoitettujen laitteiden käyttö lisää pääomakustannuksia; alimitoitettujen laitteiden käyttö aiheuttaa talteenottohäviöitä, joita on vaikea poistaa myöhemmin.
Hiomalaitteet
Märkäritilätyyppinen kuulamylly on tavallinen ensisijainen hiomakone kuparirikastimissa. Se jauhaa noin 10–15 mm:n murskatun rehun 60–75 %:n vaahdotussyötöksi, joka läpäisee 200 meshin yhdessä tai kahdessa vaiheessa. Poistopäässä oleva ristikko säätelee sellun tasoa tehtaan sisällä ja vähentää ylijauhatusta. Kuparilaitokselle ylihionta on piilotettu vihollinen, koska muodostuvat limat kuluttavat reagensseja ja vähentävät vaahdotusselektiivisyyttä.
Märkähionta on parempi kuin kuivahionta, koska se eliminoi pölyn, vähentää juuri vapautuneiden kuparipintojen hapettumisriskiä ja valmistaa lietteen suoraan vaahdotusta varten. Kuulamyllyä käytetään yleensä suljetussa piirissä spiraaliluokittimella tai hydrosyklonilla. Olemassa olevan myllyn jälkiasennus tehokkaammalla vuorausrakenteella tai vaihtuvanopeuksisella käytöllä on kustannustehokas tapa kasvattaa kapasiteettia ostamatta kokonaan uutta myllyä.
Sekoitus- ja ilmastointilaitteet
Käsittelyvaihetta aliarvioidaan usein laitoksen suunnittelussa, mutta siinä reagenssi-mineraalikontakti todella tapahtuu. Suuri sekoitussäiliö, joka tunnetaan myös nimellä ilmastointisäiliö, tarjoaa energian ja viipymisajan, joka tarvitaan keräimen adsorptioon ja vaahdottimen jakeluun. Kuparin vaahdotustilassa käsittelysäiliö pitää massaa 2-10 minuuttia ennen kuin massa menee ensimmäiseen vaahdotuskennoon. Juoksupyörän on oltava riittävän tehokas suspendoimaan karkeat hiukkaset, mutta riittävän hellävarainen, jotta se ei leikkaa lietteeseen luonnostaan sisältyvää ilmaa.
Kasveissa, joiden on valmistettava reagenssit erikseen, käytetään reagenssien sekoitussäiliötä, joka liuottaa ja laimentaa keräilijät ja vaahdottimet haluttuun pitoisuuteen ennen niiden syöttämistä massaan. Korkeapitoisia sekoitussäiliöitä käytetään myös uuttopiireissä ja erikoissovelluksissa, kuten vaahdotusrikastusjätteen valmistuksessa täyttöä varten. Sekoitusintensiteetti, säiliön tilavuus ja juoksupyörän rakenne on mitoitettava yhteen siten, että viipymäaikajakauma vastaa malmin vaahdotuskinetiikkaa.
Kelluntakoneet
Mekaaniset vaahdotuskoneet ovat minkä tahansa kuparirikastimen ydin. Ne koostuvat säiliöstä, juoksupyörä/staattorimekanismista ja ilmansyöttöjärjestelmästä. Juoksupyörä luo kierrätyskuvion säiliön sisään pitäen kiintoaineet suspendoituneena ja hajottaen ilmasyötön hienoiksi kupliksi. Pinnalle muodostunut vaahto poistetaan kaapimilla tai luonnollisella ylivuotolla pesuun.
Erilaiset säiliögeometriat ja juoksupyörätyylit sopivat erilaisiin tehtäviin. BF-tyyppinen vaahdotuskone on suosittu valinta kuparin rouhinta- ja huuhtelupiireihin sen itsestään tuulettuvan mekanismin ja matalan säiliörakenteensa vuoksi. XCF/KYF-tyyppi on paineilmakone, jota käytetään kun tarvitaan suurta ilmavirtaa laajamittaiseen tuotantoon, erityisesti laitoksessa, jossa on useita suuria vaahdotuslinjoja. JJF-tyyppi, jolla on suuri kapasiteetti, valitaan usein loppupuhdistusvaiheeseen, jossa tarvitaan rajoitettua vaahtoa, mutta selektiivisyys on kriittinen. CLF-tyyppi on suunniteltu karkeiden hiukkasten flotaatioon, mikä tekee siitä hyödyllisen malmeille, joissa kuparimineraali on karkearakeista ja se on otettava talteen ilman liiallista jauhamista.
Flotaatiosolujen koko on kasvanut merkittävästi viimeisen kahden vuosikymmenen aikana. Nykyaikainen kuparilaitos voi käyttää 100 m³ tai 200 m³ kennoja karkeammassa piirissä. Suuremmat kennot vähentävät yksiköiden määrää, yksinkertaistavat instrumentointia ja pienentävät energiankulutusta malmitonnia kohden. Suuremmat kennot ovat myös vähemmän anteeksiantavia huonoa vaahdonhallintaa kohtaan, ja ne vaativat hyvin suunniteltuja tikkaventtiilejä ja tasonsäätöjärjestelmiä. Valinta itseilma- ja paineilmakoneiden välillä perustuu malmin syötteen sakeuteen ja säätöasteeseen, jonka laitos haluaa säilyttää.
Kuparitehdas tarvitsee vaahdotuslaitteiden lisäksi myös luokitus-, sakeutus- ja pumppauslaitteita. Luokitin varmistaa vakaan, hienon syötön vaahdotukseen, kun taas sakeutusaine säätelee sekä rikasteen että rikastushiekan vesitasapainoa. The flotaatiokaivoslaitteiden rooli nykyaikaisessa hydrometallurgiassa ylittää yksinkertaisen erottamisen; se sisältää johdonmukaisen syöttövirran tarjoamisen, josta alavirran uuttopiirit ovat riippuvaisia stabiilista talteenotosta.
Keskeiset parametrit kelluntaoptimoinnissa
Suunnittelu määrittää, mihin vaahdotuslaitos pystyy; toiminta määrittää, mitä sillä todella saavutetaan. Tässä osiossa käsitellyt toimintaparametrit säätelevät metallurgisia tuloksia päivittäin. Kuparin vaahdotusprojektia arvioivalle insinöörille tai ostajalle näiden parametrien tunteminen on nopein tapa arvioida, onko ehdotettu prosessi järkevä.
Jauhamisen hienous
Jauhatushienokkuus mitataan 200 meshin läpimenevän materiaalin prosentteina. Jos malmi jauhetaan liian karkeaksi, jotkin kuparimineraalihiukkaset jäävät lukkiutuneiksi eivätkä voi kellua. Jos se jauhetaan liian hienoksi, muodostuva suuri pinta-ala kuluttaa reagensseja ja hienot hiukkaset kulkeutuvat vaahtoon mekaanisesti laimentaen rikastetta. Tyypillinen porfyyrikuparimalmi kellutetaan parhaiten 60–70 % 200 meshin kautta, mutta korkealaatuinen suonimalmi voi vaatia 75–80 % läpäisevän 200 meshin riittävän vapautumisen. Hienouden ja palautumisen välistä suhdetta osoittavalla käyrällä on yleensä selkeä huippu; Huipun löytäminen on prosessin optimointiohjelman ensimmäinen tehtävä.
Kuva 1. Kuparin talteenotto pyrkii nousemaan jauhatushienon myötä ja laskee sitten, kun ylijauhatus tuottaa limaa ja reagenssin kulutus kasvaa.
Massan tiheys
Vaahdotussyötteen kiintoaine-neste-suhde pidetään yleensä 30–45 paino-%:ssa. Tiheämmässä massassa on enemmän kuparimineraaleja tilavuusyksikköä kohti, mikä lisää retentioajan tehokkuutta, mutta lisää myös viskositeettivaikutusten ja heikon kuplien kuljetuksen riskiä. Ohuempi massa antaa paremman selektiivisyyden ja vaahdon laadun, mutta pienempi läpimeno samalla solutilavuudella. Käytännössä karkeammat piirit toimivat suuremmalla tiheydellä, kun taas puhtaammat piirit laimennetaan 30–40 % kiintoainepitoisuuteen laadun maksimoimiseksi.
pH ja kalkin lisäys
Kalkki on kuparipiireissä yleisin pH:n muuttaja. Tavoite-pH karkeammassa on yleensä välillä 9,5-11,5, missä rikkikiisu on alentunut ja kuparimineraalit kelluvat edelleen tehokkaasti. Pyrrhotiitin tai muun happoa kuluttavan kudoksen esiintyminen muuttaa kalkin tarvetta, joten pH-säätösilmukan tulee olla tiukka ja reagoiva. Hyvin instrumentoitu laitos käyttää online-pH-analysaattoria hoitoaineen syötössä ja säätöventtiiliä kalkkilinjassa pitääkseen asetusarvon ±0,2 pH-yksikön sisällä.
Ilmavirta ja juoksupyörän nopeus
Ilmastusnopeus säätelee vaahdotuskennon kuplien määrää ja kokoa. Liian vähän ilmaa pienentää pinnallista kuplan pinta-alaa ja alentaa palautumista; liian paljon ilmaa aiheuttaa alaspäin suuntautuvan virtauksen, joka kuljettaa hiukkaset takaisin pohjaan ja voi repiä vaahdon tasaiseksi. Itseilmastuttavalla koneella siipipyörän nopeus ohjaa suoraan sisään imevän ilman määrää. Pakkoilmakoneessa puhaltimen tehoa säädetään erikseen. Tyypillinen kuparinen karheinpiiri käyttää ilmavirtaa 0,8–1,5 m³/m²/min kennokäytöstä riippuen.
Vaahdon syvyys ja kaavinnopeus
Vakaa vaahtokerroksen ylläpitäminen on välttämätöntä puhtaan tiivisteen tuottamiseksi. Syvempi vaahto (300–600 mm) antaa enemmän valua mukana kulkeutuneelle kuolleelle ja antaa korkeamman laadun, kun taas matalampi vaahto lisää talteenottoa, mutta alentaa laatua. Kaavinnopeus säätelee nopeutta, jolla vaahto poistuu; jos kaapimet juoksevat liian nopeasti, ne raahaavat gangue-kuormattua vaahtoa pesulaan; jos ne juoksevat liian hitaasti, vaahto voi romahtaa ja palata massaan.
Yleiset toimintaongelmat ja niiden korjaaminen
Jokaisella kuparin vaahdotuslaitoksella on huonoja päiviä, eivätkä syyt ole aina ilmeisiä. Alla oleva ohje yhdistää yleiset oireet niiden tyypillisiin syihin ja korjaaviin toimenpiteisiin. Vastausajalla on väliä; Neljän tunnin odottaminen määrityksessä ongelman vahvistamiseksi voi maksaa enemmän kuin reagenssin annoksen muuttaminen reaaliajassa vaahdon havainnoinnin perusteella.
Matala kuparin talteenotto
Syyt
Riittämätön keräilijä; ylihionta; limapinnoite mineraalipinnoille; vaahtoa liian matalaa.
Toiminnot
Lisää keräimen annostusta asteittain; vähentää myllyn syöttönopeutta; lisää dispergointiainetta; säädä vaahdon tasoa ja ilmavirtausta.
Matala tiivisteluokka
Syyt
Pyriitin aktivointi; liiallinen vaahdotin; korkea kuljetettu kuomu; riittämättömät puhdistusvaiheet.
Toiminnot
Nosta pH:ta kalkilla; vähentää vaahdottimen annosta; vähentää kaavin nopeutta; lisää puhdistusvaihe tai laimenna puhdistusainesyöttö.
Vaahto on liian vakaata tai hauras
Syyt
Vaahdottimen tyyppi ja annostus eivät sovi yhteen veden kemian kanssa; veden kovuuden muutokset; saven pitoisuus rehussa.
Toiminnot
Vaihda valikoivampaan vaahdottimeen; säädä annostusta; käytä vaahdonestoainetta, kun sitä on liikaa; valvoa prosessiveden laatua.
Hiekan laskeutuminen vaahdotuskennoissa
Syyt
Juoksupyörän nopeus liian alhainen; liian paksu massa; suuri hiukkaskoko; kulunut staattori tai juoksupyörä.
Toiminnot
Lisää juoksupyörän nopeutta; vähentää rehun tiheyttä; tarkista luokittimen leikkauskoko; tarkasta juoksupyörän ja staattorin välys.
Korkea rikastushiekka
Syyt
Vapautusongelma; riittämätön viipymäaika; oikosulku; väärä reagenssisarja.
Toiminnot
Tarkista jauhatuskoko uudelleen; tarkista solujen järjestely kanavoimista varten; lisää puhdistuskenno; tarkastella rikastushiekan mineralogiaa.
Varusteiden hankinnan tarkistuslista kuparivaahdotussiimaan
Vaahdotuslinjan kokoaminen uutta kupariprojektia, laitoksen laajennusta tai täydellistä prosessimodernisointia varten on paljon muutakin kuin haluttujen määrien listan julkaisemista ja tarjousten pyytämistä. Vaahdotuslaitteiden ostaminen on päätös prosessin suorituskyvystä, käyttökustannuksista ja myynnin jälkeisestä tuesta. Jäsennelty tarkistuslista auttaa välttämään yleisimmät hankintavirheet.
Vahvista malmityyppi ja jauhatuskoko
Vaahdotuslaitteiston on oltava kilpailukykyinen laitoksen käsittelemään tiettyyn malmiin. Sulfidimalmilla, joka on jauhettu 65 %:iin ja joka kulkee 200 meshin läpi, on erilaiset viipymäaikavaatimukset kuin malmilla, joka tuottaa suuren määrän primäärilimaa. Pyydä laitetoimittajaa laskemaan tarvittava kennotilavuus projektin flotaatiokinetiikan perusteella, ei vain likimääräisen nyrkkisäännön perusteella. Hienorakeista malmia käsittelevä laitos tarvitsee suurempia tai karkeampia soluja kuin karkearakeista malmia käsittelevä laitos.
Arvioi energia- ja ylläpitokustannukset
Vaahdotuskoneen virrankulutus riippuu juoksupyörän halkaisijasta, roottorin nopeudesta ja säiliön koosta. Itseilmastetut koneet ovat yleensä yksinkertaisempia ja halvempia käyttää kuin paineilmakoneet, mutta paineilmakoneet tarjoavat suorempaa ilmanohjausta, mikä parantaa palautumista vaihtelevissa syöttöolosuhteissa. Vertaa omistamisen kokonaiskustannuksia vähintään seitsemän vuoden ajalta, mukaan lukien juoksupyörän ja staattorin vaihdot, moottorin huolto ja instrumentin kalibrointi. Älä valitse halvinta konetta pelkästään sen ostohinnan vuoksi.
Tarkista varaosat ja paikallinen tuki
Varaosien toimitus on usein pullonkaula, joka pysäyttää tehtaan. Kun arvioit konetta, kysy valmistajalta suositeltu varastoluettelo ja vertaa paikallisen varaston saatavuutta. Kyky toimittaa juoksupyörät, staattorit, tikkaventtiilit ja tasoanturit lyhyessä ajassa on tärkeämpää kuin mikään suorituskykyominaisuus laitoksen ollessa alas.
Vaadi sivustotestiä tai pilottikokeilua
Jos kyseessä on uusi malmiesiintymä tai suuri prosessimuutos, vaadi pilottimittakaavassa vaahdotuskoe todellista malminäytettä käyttäen. Yksinkertainen erävaahdotuskoe 1–2 kg malmia on hyödyllinen, mutta se ei voi arvioida vaahtoamiskäyttäytymistä jatkuvan ajanjakson aikana. Useiden päivien koekäyttö muutaman sadan kilogramman malmia käyttäen antaa viipymäajasta, vaahdon stabiilisuudesta ja laitteiden kulumisesta tietoa, jota ei saada erätestillä.
Tarkista toimittajan valmistuskyky
Valmiudessa on kyse valmistuskokemuksesta ja suunnittelun integroinnista. Vaahdotuskone on raskas yksikkö, jonka on toimittava jatkuvasti hankaavissa lieteolosuhteissa ja jonka suunniteltu käyttöikä mitataan vuosikymmeninä. Toimittajan historia samankaltaisten projektien kanssa, kyky noudattaa toimitusaikatauluja sekä testaus- ja valmistusprosessien laatu tulee tarkistaa. Tehdaskäynti on suositeltavaa, jos projektin mittakaava oikeuttaa vaivan.
Täydellistä kuparin vaahdotuslaitosta valmisteleville ostajille päätökseen ei sisälly pelkästään vaahdotuskennon itse, vaan koko tuotantopiirin muodostavat jauhatus-, sekoitus- ja vedenpoistolaitteet. Koko linjan tilaaminen yhdeltä tehtaalta vähentää käyttöliittymäriskiä, lyhentää käyttöönottoaikaa ja yksinkertaistaa huomattavasti huoltoyhteistyötä.
Usein kysyttyjä kysymyksiä kuparivaahdotuksesta
Mikä on kuparin vaahdottamisen päätarkoitus?
Tarkoituksena on erottaa jätekivestä kuparimineraaleja siten, että sulattoon toimitetaan suhteellisen korkealaatuista rikastetta. Se nostaa kuparipitoisuuden tyypillisen sulfidimalmin alle 1 %:sta rikasteen noin 20–30 %:iin, mikä tekee sulatuksesta taloudellisesti kannattavaa ja minimoi kaivosalueelta pois kuljetettavan jätteen määrän.
Kuinka kauan kuparin vaahdotus kestää?
Massan viipymäaika kuparivaahdotuspiirissä on normaalisti 10–20 minuuttia jaettuna karkeampien, scavenger- ja puhtaampien kennojen kesken. Vaahdotusaika ennen vaahdotusta on lisätty, tyypillisesti 2–10 minuuttia. Kokonaisaika jauhamisesta lopulliseen rikasteeseen voi olla useita tunteja, mutta itse aktiivinen vaahdotusjakso on lyhyt.
Voidaanko kuparioksidimalmia käsitellä vaahdottamalla?
Kyllä, mutta vasta sulfidointivaiheen jälkeen, joka muodostaa ohuen sulfidikalvon oksidimineraalin pinnalle. Tämä vaihe on herkkä ja vaatii natriumsulfidiannoksen huolellista valvontaa. Jos oksidimalmi sisältää runsaasti krysokollaa tai muita kuparisilikaatteja, suora happoliuotus on usein parempi vaihtoehto kuin vaahdotus.
Miksi kuparivaahdotuksessa lisätään kalkkia?
Kalkkia lisätään ensisijaisesti massan pH:n nostamiseksi ja pitämiseksi tasolla, jossa rikkikiisu ja muut rautasulfidit alentuvat. Kalkki saostaa myös joitain raskasmetalli-ioneja prosessivedessä ja auttaa ylläpitämään selkeää erotusta kupari- ja rautasulfidien välillä. Useimmissa kuparisulfidipiireissä pH-tavoite on välillä 9,5-11,5.
Mitä eroa on karkeammalla ja puhtaammalla vaahdotuskennon välillä?
Karkeampi kenno tuottaa ensimmäisen rikasteen syöttölietteestä ja yleensä ottaa talteen suurimman osan kuparimineraalista. Puhtaammassa kennossa tämä tiiviste kelluu uudelleen kellumaan, jotta se poistaa mukanaan jääneen kuolon ja nostaa lopullista arvoa. Suuressa tehtaassa karkeammat solut ovat suurempia ja vähemmän, kun taas puhtaammat solut ovat pienempiä ja ne on järjestetty yhdestä kolmeen peräkkäiseen puhdistusvaiheeseen.
Miten kelluntapalautus mitataan paikan päällä?
Saanto lasketaan rehun, tiivisteen ja rikastushiekan määrityksestä tiettynä työvuorona tai päivänä kaavalla, joka perustuu painojakaumaan, joka tasapainottaa kolme virtaa. Online-röntgenanalysaattorit tarjoavat lähes reaaliaikaisia määrityksiä muutaman minuutin välein, jolloin käyttäjät voivat reagoida nopeasti poikkeamiin ennen kuin kumulatiivisesta häviöstä tulee merkittävää.
EN
