Poboljšanje učinka zgušnjivača korištenjem flokulanata za obradu minerala

Flokulanti mogu poboljšati učinak zgušnjivača 15-40% u gustoći ispod i smanjiti vrijeme taloženja za 30-60 (prikaz, stručni).% kada je pravilno odabran i doziran. Pravi tip polimera flokulanta, molekularna težina i gustoća naboja izravno utječu na agregaciju čestica, brzinu taloženja i učinkovitost bistrenja u operacijama obrade minerala.

Zgušnjivači su kritične jedinične operacije u postrojenjima za preradu minerala, koje zahtijevaju značajne kapitalne i operativne troškove. Slaba izvedba zgušnjivača dovodi do smanjene propusnosti, prekomjerne potrošnje vode i problema s daljnjom obradom. Flokulanti služe kao primarni kemijski alat za optimizaciju ovih sustava premošćivanjem finih čestica u veće agregate koji se brže talažu.

Kriteriji odabira flokulanata za primjenu zgušnjivača

Odabir odgovarajućeg flokulanta zahtijeva razumijevanje mineralogije rude, distribucije veličine čestica, kemije kaše i željenih rezultata rada. Različiti mineralni sustavi različito reagiraju na karakteristike flokulanta.

Anionski flokulanti za opću primjenu

Anionski poliakrilamidi predstavljaju 70-80% flokulanata koji se koriste u zgušnjavanju minerala . Ovi polimeri učinkovito djeluju na većinu oksidnih ruda, ugljena i koncentrata osnovnih metala. Anionski flokulanti visoke molekularne težine (12-20 milijuna Daltona) sa srednjom gustoćom naboja (20-40%) obično daju optimalnu izvedbu za zgušnjavanje jalovine bakra i zlata.

Rudnik bakra u Čileu povećao je gustoću ispusta s 58% na 68% krutih tvari prelaskom s flokulanta od 15 milijuna Daltona na proizvod od 18 milijuna Daltona, dok je istovremeno smanjio dozu s 45 g/t na 38 g/t.

Kationske i neionske alternative

Kationski flokulanti izvrsni su u sustavima bogatim glinom gdje površine čestica nose negativan naboj. Radovi s fosfatom, potašom i naftnim pijeskom često koriste kationske polimere s molekulskom težinom između 5-12 milijuna Daltona. Neionski flokulanti nalaze primjenu u okruženjima s visokim salinitetom ili gdje kemijski sastav vode značajno varira.

Optimiziranje doziranja flokulanta i metoda dodavanja

Optimizacija doziranja uravnotežuje poboljšanja performansi u odnosu na troškove kemikalija. Pretjerano doziranje troši novac i zapravo može narušiti izvedbu uzrokujući učinke predoziranja kao što je ponovna stabilizacija ili povećana zamućenost supernatanta.

Zahtjevi za razrjeđivanje i miješanje

Pravilna priprema flokulanta značajno utječe na učinak. Standardna praksa uključuje pripremu rješenja na 0,05-0,2% koncentracija aktivnog polimera . Dvostupanjski sustavi za razrjeđivanje sa spremnicima za starenje omogućuju bolju aktivaciju polimera od jednostupanjskih sustava. Vrijeme odležavanja treba biti 30-60 minuta za potpunu hidrataciju polimera.

Položaj točke dodavanja kritično utječe na učinkovitost flokulacije. Ugradnja točke za dodavanje flokulanta 3-5 metara prije otvora za napajanje, uz nježno miješanje u liniji, omogućuje odgovarajuće vrijeme kontakta bez pretjeranog smicanja koje oštećuje flokule. Ostvarena operacija nikla u Zapadnoj Australiji 22% poboljšanje u jasnoći preljeva premještanjem njihove točke dodavanja i ugradnjom statičkog mješača.

Mjerenje i praćenje učinka zgušnjivača

Sustavno praćenje performansi omogućuje optimizaciju temeljenu na podacima i rano otkrivanje problema. Ključne pokazatelje uspješnosti treba pratiti kontinuirano ili u redovitim intervalima.

Kritične metrike izvedbe

• Gustoća donjeg toka: Primarni pokazatelj učinka zgušnjivača, mjeren kontinuirano s mjeračima nuklearne gustoće ili ručno s Marcy vagama
• Jasnoća preljeva: Mjereno kao nefelometrijske jedinice zamućenosti (NTU) ili koncentracija suspendiranih krutih tvari, ciljne vrijednosti obično su ispod 200 NTU
• Brzina taloženja: Utvrđeno kroz testove taloženja, što ukazuje na učinkovitost flokulanta s tipičnim brzinama od 15-40 m/h za dobro flokulirane kaše
• Razina kreveta: Održava se na 30-50% dubine zgušnjivača za optimalan rad
• Zakretni moment: Povećanje zakretnog momenta ukazuje na probleme sa zbijanjem sloja ili neadekvatnu flokulaciju

Protokoli laboratorijskih ispitivanja

Redovita ispitivanja staklenki ili ispitivanja taloženja cilindra potvrđuju rad postrojenja i provjeravaju alternativne flokulante. Standardni testni protokol uključuje:

1. Prikupiti reprezentativne uzorke hrane za biljke u gustoći hrane
2. Raspon ispitne doze od 50-150% trenutne biljne doze u koracima od 25%
3. Izmjerite početnu stopu taloženja (prvih 30 sekundi) i konačno taloženje nakon 30 minuta
4. Analizirajte bistrinu supernatanta i gustoću taloženog sloja
5. Dokumentirajte zapažanja o veličini pahuljica, snazi i brzini formiranja

Rješavanje uobičajenih problema s učinkom zgušnjivača

Problemi s učinkom proizlaze iz različitih uzroka uključujući varijabilnost hrane, promjene kemije vode, probleme s opremom ili neoptimalnu primjenu flokulanta. Sustavna dijagnoza sprječava neispravne korektivne radnje.

Loša gustoća donjeg protoka

Kada gustoća donjeg toka padne ispod ciljne vrijednosti, redom istražite ove faktore:

• Povećan sadržaj gline u sirovoj rudi smanjuje propusnost (zahtijeva flokulant veće molekularne težine)
• Premalo doziranje flokulanta ili loše miješanje rezultira nepotpunom flokulacijom
• Prekomjerno hidrauličko opterećenje koje premašuje kapacitet zgušnjivača
• Previsoka brzina grabljenja sprječava konsolidaciju korita (smanjite na 10-15 m/h brzinu vrha)

Australska operacija zlata koja je doživjela pad gustoće donjeg toka s 52% na 46% krutine otkrivene kroz karakterizaciju rude da sadržaj gline se povećao sa 8% na 18% . Prebacivanje na flokulant ultravisoke molekularne težine (22 milijuna Daltona) vratilo je gustoću donjeg toka na 54% krutine.

Visoka zamućenost preljeva

Mutno prelijevanje ukazuje na nepotpuno hvatanje čestica ili lomljenje pahuljica. Ovaj problem obično proizlazi iz:

• Predoziranje flokulanta uzrokuje promjenu naboja i ponovnu stabilizaciju čestica
• Pretjerani intenzitet miješanja razbija formirane pahuljice (smanjite brzinu impelera ili koristite nježne statičke miješalice)
• Stvaranje ultrafinih čestica iz promjena kruga mljevenja (dodajte sekundarno doziranje flokulanta)
• Promjene u kemiji vode koje utječu na površinski naboj (pH, ionska snaga, organski sadržaj)

Napredne tehnologije i strategije flokulanata

Nedavni razvoj kemije flokulanata i metoda primjene nudi mogućnosti za značajna poboljšanja performansi izvan uobičajenih pristupa s jednim polimerom.

Dvostruki polimerni sustavi

Uzastopno dodavanje dvaju različitih flokulanata može nadmašiti pojedinačne polimere u zahtjevnim primjenama. Tipičan sustav koristi polimer niske molekularne težine i visoke gustoće naboja kao regenerator, nakon čega slijedi premosni flokulant visoke molekularne težine. Ovaj pristup postignut 35% poboljšanje stope taloženja i 28% smanjenje troškova kemikalija u brazilskoj operaciji željezne rude prerađuje 15 milijuna tona godišnje.

Kondicionirajući polimer neutralizira površinske naboje i stvara mikroflokule, dok ih premosni polimer agregira u velike flokule koje se brzo talažu. Kritični čimbenici uspjeha uključuju pravilan omjer doziranja (obično 1:3 do 1:5 regeneratora prema polimeru za premošćivanje) i odgovarajuće miješanje između točaka dodavanja.

Emulzijski i disperzijski polimeri

Emulzijski flokulanti daju veći aktivni sadržaj (30-40%) u usporedbi sa standardnim otopinama, smanjujući troškove dostave i skladištenja. Disperzijski polimeri nude brzu aktivaciju (ispod 10 minuta) u usporedbi s 30-60 minuta za konvencionalne proizvode, omogućujući manje spremnike za starenje i kontrolu procesa s većom reakcijom.

Realizirana operacija cink-olovo u Kanadi koja je prešla na emulzijske polimere godišnja ušteda od 180 000 USD kroz smanjene troškove prijevoza i manje objekte za šminkanje , s ekvivalentnim ili malo poboljšanim učinkom zgušnjivača.

Automatizirana kontrola doziranja

Napredni kontrolni sustavi optimiziraju doziranje flokulanta u stvarnom vremenu na temelju karakteristika hrane i reakcije zgušnjivača. Sustavi koji koriste kontrolu unaprijed (podešavanje doze na temelju tonaže hrane, gustoće i veličine čestica) u kombinaciji s kontrolom povratne sprege (odgovarajući na gustoću donjeg protoka i čistoću preljeva) postižu 10-15% smanjenje potrošnje flokulanta uz održavanje stabilnih performansi kroz varijacije hrane.

Detektori strujne struje omogućuju mjerenje uvjeta površinskog naboja u stvarnom vremenu, omogućujući precizne prilagodbe doziranja. Troškovi implementacije od 50 000 do 150 000 dolara obično se vraćaju unutar 6 do 18 mjeseci kroz uštedu kemikalija i poboljšanu obnovu vode.

Ekonomska razmatranja i optimizacija troškova

Troškovi flokulanta obično predstavljaju 0,10-0,50 USD po toni prerađene rude , što ih čini značajnim operativnim troškom. Međutim, vrijednost dobivena poboljšanim učinkom zgušnjivača daleko premašuje troškove kemikalija u većini operacija.

Okvir analize vrijednosti

Sveobuhvatna procjena vrijednosti uzima u obzir više faktora osim troškova sirovih kemikalija:

• Obnavljanje vode: svakih 1% poboljšanja gustoće donjeg protoka vraća otprilike 1,5-2,0% više procesne vode, smanjujući potrebe za nadoknadom
• Protok: poboljšano taloženje omogućuje povećanje kapaciteta od 10-25% bez povećanja kapitala
• Utjecaj nizvodno: Bolja jasnoća preljeva smanjuje opterećenja krutih tvari koje kruže u procesnim krugovima
• Pouzdanost: Dosljedna izvedba smanjuje operativnu varijabilnost i hitne intervencije

Koncentrator bakra koji prerađuje 40 000 tona dnevno izračunao je da poboljšanje gustoće donjeg protoka sa 60% na 65% isporučuje čvrste tvari godišnja vrijednost od 2,8 milijuna USD kroz smanjenu potrošnju svježe vode i povećanje kapaciteta obrade , nasuprot dodatnim troškovima flokulanata od 400.000 USD godišnje.

Proces konkurentske evaluacije

Redovita ispitivanja flokulanata uspoređujući više dobavljača osiguravaju optimalan odabir proizvoda i konkurentne cijene. Strukturirani evaluacijski protokoli trebaju uključivati:

1. Laboratorijska provjera 4-6 proizvoda kandidata od 2-3 dobavljača
2. Ispitivanja biljaka s 2-3 najbolja učinka tijekom razdoblja od najmanje 2 tjedna
3. Ekonomska analiza uključujući troškove kemikalija, poboljšanja performansi i operativne prednosti
4. Procjena sigurnosti opskrbe uključujući lokacije proizvodnje i pouzdanost logistike

Provođenje takvih procjena jednom godišnje ili kada se karakteristike rude značajno promijene održava optimalnu izvedbu i troškovnu učinkovitost.