Центробежные концентраторы с периодической разгрузкой Falcon SB (третье поколение), часть 2

Продолжение

 

Подход Sepro при разработке концентраторов третьего поколения основан на необходимости доработки конструкций и материалов для машин больших диаметров.

 

Зональный подход

Суммарное число часов работы концентраторов Falcon SB производительностью выше 250 т/ч превышает более 1 000 000 часов и постоянно растет. На основании такого огромного опыта было обнаружено, что износ чаши не является равномерным по всей поверхности. Наоборот, в одних сегментах износ будет особенно сильным, в других – умеренным. Кроме того, в чашах концентратора наблюдался износ, вызванный под воздействием как скользящего, так и ударного воздействия. Соответственно концепция Sepro по борьбе с износом включает использование при изготовлении чаш целого ряда технологий, и передовых материалов с различной толщиной покрытия:

 

Автоматический реверс

Профиль износа в центробежных концентраторах формируется в соответствии с направлением вращения чаши. Благодаря автоматическому изменению направления вращения по завершении каждого цикла концентрации, стало возможным существенно продлить срок службы чаши. В некоторых случаях наблюдалось увеличение срока службы вдвое. Благодаря уникальной конструкции отверстий впрыска ожижающей воды, концентраторы Falcon могут работать при вращении чаши в любом направлении.

 

Импеллер из нихарда

В концентраторах Falcon устанавливается специальный лопастной импеллер из нихарда, который снимает основную часть износа со стен дорогостоящей чаши. Импеллер крепится при помощи только одного болта и может быть легко заменен, при этом не требуется снятие крышки концентратора. В результате чего концентраторы Falcon SB третьего поколения обладают более высоким КИО при меньших эксплуатационных затратах.

 

Дефлектор пульпы из нихарда с резиновой футеровкой

В концентраторах третьего поколения для дополнительного снижения эксплуатационных расходов дефлектор отделен от импеллера. Дефлектор также выполнена из нихарда, сверху футерован резиной. Хотя резина и может быть легко заменена на площадке персоналом фабрики, на практике проведение этой замены зачастую оттягивается до полного износа футеровки и обнажения самого дефлектора. Благодаря использованию нихарда для изготовления дефлектора удалось избежать его разрушения после износа резиновой футеровки.

 

Нижняя зона чаши – зона ударного воздействия

Наиболее значительным прорывом в конструкции чаши центробежного концентратора Falcon стало понимание (см. рисунки ниже) того, что выступы, создающие «водопады» внутри чаши, вызывают турбулентность и ускоряют износ чаши. Напротив, при гладких стенках с ровным профилем наблюдается намного меньший износ. Производители гидроциклонов в больших аппаратах конструируют стыки таким образом, чтобы исключить возможность «падения» пульпы с выступов («водопады»). Они специально наберают выступы стыков, направленными против потока. Довольно быстро эти выступы изнашиваются, и стыки становятся идеально гладкими. С другой стороны, если на стыке изначально будет даже небольшой выступ, направленный в сторону движению потока, он будет быстро «смыт», что приведет к преждевременному износу футеровки циклона.

В чашах Falcon отсутствуют вызывающие «водопады» выступы, одновременно с утолщенной (усиленной) зоной износа в нижней части чаши – зоне ударного воздействия, где наблюдается особенно агрессивный износ.

 

 

Как показано на рисунках ниже, за счет утолщения внешней стенки чаши утолщения внешней стенки чаши удалось исключить из конструкции выступы, вызывающие износ, в отличие от большинства концентраторов конкурентов, где внутри чаши имеются таковые выступы. Образовавшиеся полости могут быть заполнены специальными керамическими плитами. Благодаря наличию в этой зоне чаши двойного слоя современного износоустойчивого материала, срок службы чаши в машинах третьего поколения существенно увеличился. По многолетнему опыту компании Sepro Mineral Systems керамика служит дольше резины, которая, в свою очередь, служит дольше полиуретана.

 

 

 

 

 

Сейчас керамическая футеровка предлагается в качестве опции для всех концентраторов Falcon SB третьего поколения. На основании результатов с опытных установок в Северной Америке и Австралии, установлено, что керамическая футеровка более чем на 400% превосходит по сроку службы футеровки из резины и полиуретана. Благодаря керамической футеровки существенно сокращаются долгосрочные эксплуатационные расходы, и повышается КИО концентратора. В случае износа замена керамической футеровки осуществляется на площадке квалифицированным специалистом Sepro, а после одной-двух замен персонал на площадке может уже сам выполнять эту процедуру. Специалисты Sepro настоятельно рекомендуют использовать керамические футеровки для:

 

1. - Фабрик, расположенных в отдаленных районах

В тех случаях, где логистика затруднительная или финансово затратная огромный экономический эффект от установки керамической футеровки очевиден. Вместо отправки морем цельной, смонтированной на заводе футерованной чаши, керамическая плитка может быть легко доставлена на площадку по воздуху для ее последующей установки квалифицированным персоналом.

 

• - Абразивного питания

Например, для материала питания, поступающего с валкового пресса высокого давления (HPGR) или вертикальной ударной дробилки (VSI), когда частицы отличаются острыми краями. На таком материале срок службы резиновых и полиуретановых футеровок существенно сокращается, при этом керамическая футеровка показывает отличные результаты.

 

• - Высокой производительности

Износ непосредственно зависит от количества перерабатываемых тонн. Для применений, где фактическая производительность приближается к максимальной производительности концентратора, целесообразно использовать керамическую футеровку.

Для применений, где основной задачей стоит извлечение очень тонкого золота, тогда, когда требуется работа концентратора на центробежных полях выше среднего диапазона и особенно на максимально возможных. Износ увеличивается экспоненциально с увеличением центробежного поля. Специалисты Sepro настоятельно рекомендуют устанавливать в этих случаях керамические футеровки.

 

• - Крупного питания

В мировой практике принято классифицировать материал перед обогащением в центробежных концентраторах по классу 2 мм. В некоторых случаях может понадобиться грохот с бóльшим размером отверстий, но износ возрастает экспоненциально с увеличением крупности материала, даже если верхний класс представляет собой лишь небольшую часть от перерабатываемого объема. Если питание крупнее 2 мм, мы рекомендуем использовать керамические футеровки на стенках ротора. Например, для извлечения золота на фабрике в Испании, где максимальная крупность частицы питания составляла 5 мм, были заказаны три концентратора Falcon модели SB  2500 в комплекте с керамическими футеровками. Заказчик ранее приобрел машины с полиуретановой футеровкой от другого производителя, но поскольку их износ оказался неприемлемо быстрым, руководство приняло решение при расширении фабрики заменить эти аппараты на концентраторы Falcon. Схема концентратора Falcon приведена ниже (рис.)

 

 

Корзина концентрата с футеровкой из натурального каучука  

Верхняя часть ротора Falcon состоит из каркасной части, выполненной из нержавеющей стали с облицовкой в соответствующих местах натуральным каучуком (60 ед. по Шору), изогнутой в соответствии с диаметром корзины. Кроме того, в геометрию чаши также были внесены незначительные изменения, способствующие перемещению износа от этой части к сменному изнашиваемо кольцу, расположенному непосредственно над корзиной. Благодаря этим усовершенствованиям сокращаются эксплуатационные расходы, и повышается КИО концентратора.

 

Изнашиваемое сменное кольцо (разгрузочный порог) с футеровкой из натурального каучука

На основании огромного опыта Sepro было обнаружено, что износ на разгрузочном отверстии ротора практически такой же сильный, как и в основании. По этой причине в точке разгрузки концентраторов Falcon третьего поколения устанавливается изнашиваемое сменное кольцо. Толщина изнашиваемого кольца намного больше, чем у остальных рифлей в роторе. Благодаря этому кольцу сокращаются эксплуатационные расходы, и повышается КИО концентратора. Данное кольцо на отключенном концентраторе легко в течение часа может заменить бригада из двух человек.

Концепция Sepro по снижению износа в концентраторах третьего поколения была хорошо воспринята пользователями – зачем заменять весь конус целиком при износе всего лишь его части?

 

Ожижающая вода

Качество используемой для ожижения воды часто недооценивается, хотя оно может являться основной причиной простоя или повреждения оборудования. Концепция проектирования концентраторов Falcon третьего поколения имеет существенное превосходство по сравнению с конкурентами:

 

Меньшее общее потребление

В циклах измельчения концентратор Falcon SB5200 третьего поколения потребляет порядка 25 м³/ч ожижающей воды. Для сравнения концентратор 48” потребляет порядка 60-75 м³/ч.

 

Конструкция отверстий впрыска

Отверстия, через которые подается ожижающая вода, короче и больше в диаметре, чем отверстия в концентраторах других производителей (табл).

 

Физическая характеристика	Ед.изм.	Falcon Sb5200	Концентратор 48”
Диаметр отверстия впрыска ожижающей воды	мм	~1.9	~1.5
Длина отверстия впрыска ожижающей воды	мм	~3.5	>25

 

Помимо меньшей длины и большего диаметра, отверстия в концентраторе Falcon высверливаются радиально, а не тангенциально. Эти особенности вкупе означают, что при одинаковом качестве воды концентратор Falcon третьего поколения требует гораздо меньше обслуживания.

Также как и геометрия ожижающих отверстий, существенное влияние оказывает и материал, в котором высверливаются эти отверстия. В концентраторе Falcon отверстия высверливаются в нержавеющей стали – материале с высоким сопротивлением к проникновению частиц. Мягкий полиуретан позволяет частицам проникать внутрь отверстий, что приводит к их закупориванию.

Лучшим примером этого является фабрика Алумбрера на 100 000 т/сут (Аргентина), где установлены концентратор Falcon SB5200 и концентратор 48”, оба работают на одном источнике воды. Отверстия концентратора Falcon обслуживаются раз в 2-3 месяца, в то время как концентратора 48” – раз в 2-3 недели*.

*Информация получена лично от Фабиана Переза (Fabian Perez), Главного Технолога Алумбрера

 

Чаши Falcon отличаются уникальной патентованной двухзонной геометрией, предлагающей многочисленные преимущества по сравнению с чашей с одноугловой геометрией:

 

Лучшие технологические показатели

Многие независимые исследователи проводили сравнения показателей работы в лаборатории, такие же сравнения были проведены и на практике. Вывод: концепция Falcon гарантирует лучшие технологические показатели. Этот вопрос более подробно рассмотрен в обзоре литературы, который может быть предоставлен по запросу.

 

Предварительное обогащение

Перед попаданием в ожиженную зону удержания ценные частицы выводятся на границу потока между зоной стратификации и пульпы, проходящей через нее. Благодаря этому увеличивается извлечение при одновременном снижении расхода ожижающей воды за счет нахождения ценных частиц в зоне удержания с минимальной восходящей скоростью.

 

Абсолютно равномерное ожижение

Зона ожижения в концентраторах Falcon третьего поколения фактически вертикальная. Это означает, что для заданного потока ожижающей воды степень ожижения во всех рифлях одинакова.

При одностадиальной конструкции чаши все рифли имеют разный диаметр, а следовательно, различную степень ожижения.

Концепция Sepro позволяет точно регулировать технологические показатели.

 

Технологическая концепция

Подход Sepro к технологии заключается в следующем:

 

Центробежное поле

Определив зависимость технологических показателей от величины центробежного поля, в 1989 году поставили на центробежные концентраторы Falcon частотно регулируемые приводы. Несмотря на значительное увеличение скорости износа, было отмечено определенное улучшение технологических показателей. Типовые результаты приведены ниже (табл).

 

 

Проблемы с износом, вызванным повышенными центробежными полями, были решены, и с тех пор частотно регулируемые приводы являются неотъемлемой частью концентраторов Falcon третьего поколения. Во всем мире только пользователи Falcon пользуются преимуществами центробежной технологии с уменьшением эксплуатационных расходов. Концентратор Falcon SB третьего поколения одновременно обеспечивает максимальные технологические показатели и низкие эксплуатационные расходы.

Все заслуживающие доверия исследователи в области центробежной гравитации утверждают, что сила центробежного поля играет жизненно важную роль при оптимизации технологических показателей. Иногда оптимальным параметром является сила поля 50G, но чаще это значение, намного выше. Частотно регулируемый привод на сегодняшний день является необходимым инструментом настройки (регулировки) технологических параметров обогащения в гравитационных концентраторах.

Для каждой задачи существует своя экономически оптимальная величина центробежного поля, которая определяется как значение поля, при котором преимущества, получаемые в результате его увеличения, перевешивают соответствующее увеличение эксплуатационных расходов. Экономический оптимум в концентратах Falcon обычно составляет 90 -120G.

 

Плотность пульпы

Повсеместно считается, что оптимальное значение плотности пульпы для максимальной эффективности работы центробежных концентраторов составляет порядка 35-45% твердого. Значительная часть технологического оборудования, как гидроциклоны, винтовые сепараторы, флотомашины работают на пульпе такой плотности.

При работе на пульпе с оптимальной плотностью обеспечивается более сильное проскальзывание между чашей и ппульпой, чем при работе на пульпе большей плотности. Такое более сильное проскальзывание усиливает износ. Подход Sepro заключается в решении проблем износа, вызванных меньшей плотностью пульпы, при помощи передовых технологий и материалов; таким образом, оптимальные технологические условия не приводят к увеличению эксплуатационных расходов.

Хотя центробежные концентраторы и могут работать на пульпе плотностью 60 и даже 70% твердого, что позволяет снизить износ за счет увеличения трения между чашей и пульпой, при этом будет наблюдаться значительное снижение эффективности работы аппарата независимо от его изготовителя.

 

Питание гидроциклона

Естественная плотность питания гидроциклона намного ближе к оптимуму, чем плотность песков. Специалисты Falcon были первыми, кто установил периодический центробежный концентратор на питании гидроциклона. В большинстве, хотя и не во всех случаях питание гидроциклона является более удачной точкой для установки центробежного оборудования в цикле измельчения золотоизвлекательной фабрики, нежели чем пески гидроциклона. Дополнительную информацию по этому вопросу вы можете получить у специалистов Sepro.

Пора уже пересмотреть расхожее мнение о лучшем месте для гравитационного извлечения золота в циклах измельчения!

 

Промывка

Концентраторы периодического действия необходимо периодически отключать для смыва концентрата из чаши. Промывка является непродуктивной операцией и значительно снижает КИО концентратора (табл.).

 

 

Концентраторы Falcon третьего поколения оснащаются специально разработанным промывочным зондом для быстрого и тщательного смыва концентрата из чаши во время каждого цикла. Сочетание динамического торможения и системы промывки обеспечивает минимальный простой и максимальную эффективность использования оборудования из представленных на рынке.

 

Единичная нагрузка

При установке в замкнутых циклах измельчения более важным является максимальная производительность, нежели максимальная эффективность концентратора. В то же самое время концентраторы Falcon третьего поколения разработаны для обеспечения максимальной эффективности использования оборудования при максимальных нагрузках.

 

 

 

Перейти к 1 части статьи