Навигация по таблицам
- Таблица 1. Выбор флотационных машин по крупности частиц
- Таблица 2. Выбор флотационных машин по плотности пульпы
- Таблица 3. Технические характеристики флотационных машин
- Таблица 4. Расход воздуха для различных типов флотационных машин
Таблица 1. Выбор флотационных машин по крупности частиц
| Крупность частиц, мкм | Тип флотационной машины | Рекомендуемый объем камеры, м³ | Область применения | Производители |
|---|---|---|---|---|
| 5-20 | Колонные флотационные машины | 5-125 | Доводка концентратов, тонкие классы | Metso Outotec, FLSmidth |
| 10-74 | Пневмомеханические ФПМ | 1-630 | Основная флотация руд цветных металлов | Metso Outotec TankCell |
| 74-200 | Механические ФМ | 0,14-70 | Грубая флотация, промпродукты | FLSmidth Wemco |
| 200-1000 | Машины пенной сепарации | 3-50 | Крупновкрапленные руды, уголь | Специализированные |
| более 1000 | Не рекомендуется | - | Требуется доизмельчение | - |
Таблица 2. Выбор флотационных машин по плотности пульпы
| Плотность пульпы, % твердого | Тип машины | Производительность, м³/мин | Удельный расход мощности, кВт/м³ | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| 15-25 | Механические | 0,2-12 | 2,0-2,8 | Низкая плотность, высокое качество пены |
| 25-35 | Пневмомеханические | 1,5-130 | 0,85-1,5 | Оптимальная плотность для большинства руд |
| 35-40 | Пневмомеханические усиленные | 0,5-80 | 1,2-2,0 | Требует усиленное перемешивание |
| 40-45 | Специальные конструкции | 0,3-50 | 1,5-2,5 | Предельные значения плотности |
| более 45 | Не рекомендуется | - | - | Нарушение флотационного процесса |
Таблица 3. Технические характеристики флотационных машин
| Модель | Объем камеры, м³ | Производительность, м³/мин | Мощность привода, кВт | Габариты LxWxH, мм |
|---|---|---|---|---|
| TankCell 1 | 1 | 1,5-3,0 | 2,2-3,0 | 1200x1200x1100 |
| TankCell 10 | 10 | 8-15 | 11-15 | 2400x2400x2200 |
| TankCell 50 | 50 | 30-60 | 37-55 | 4000x4000x3500 |
| TankCell 200 | 200 | 80-150 | 90-132 | 6000x6000x5000 |
| TankCell 630 | 630 | 200-350 | 200-315 | 8500x8500x6500 |
Таблица 4. Расход воздуха для различных типов флотационных машин
| Тип машины | Расход воздуха, м³/(м³·мин) | Способ подачи воздуха | Диапазон регулирования | Энергозатраты на аэрацию |
|---|---|---|---|---|
| Механические | 0,8-1,2 | Самовсасывание | 20-30% | Низкие |
| Пневмомеханические | 0,5-2,0 | Принудительная подача | 50-80% | Средние |
| Колонные | 1,5-3,0 | Компрессор через аэраторы | 60-90% | Высокие |
| Пневматические | 2,0-4,0 | Сжатый воздух | 70-95% | Очень высокие |
Оглавление статьи
- Основные принципы выбора флотационных машин
- Влияние крупности частиц на выбор оборудования
- Плотность пульпы как определяющий фактор
- Типы флотационных машин и область применения
- Технические характеристики современного оборудования
- Ведущие производители и их решения
- Практические рекомендации по выбору
Основные принципы выбора флотационных машин
Выбор флотационного оборудования является критически важным этапом проектирования обогатительных фабрик. Правильно подобранные флотационные машины обеспечивают максимальное извлечение полезных компонентов при минимальных энергетических и эксплуатационных затратах. Основные критерии выбора включают свойства обогащаемого сырья, характеристики флотационной пульпы, требуемые технологические показатели и экономическую эффективность.
Расчет объема флотационной камеры
Необходимый объем камеры определяется по формуле: V = Q × t / K
где V - объем камеры (м³), Q - производительность по пульпе (м³/мин), t - время флотации (мин), K - коэффициент заполнения камеры (0,7-0,8)
Современные флотационные машины должны обеспечивать интенсивное перемешивание пульпы, оптимальную аэрацию, равномерное распределение пузырьков воздуха по объему камеры и создание спокойной зоны пенообразования на поверхности. Выбор конкретного типа машины зависит от физико-химических свойств минералов, крупности измельчения, плотности пульпы и требований к качеству концентратов.
Влияние крупности частиц на выбор оборудования
Крупность частиц является одним из наиболее значимых факторов, определяющих эффективность флотационного процесса. Оптимальный диапазон флотации для большинства руд составляет 10-200 мкм. Частицы мельче 5 мкм ухудшают флотацию более крупных частиц из-за повышенного расхода реагентов и загрязнения пенного продукта. Частицы крупнее 200 мкм имеют недостаточную прочность закрепления на пузырьках воздуха.
Практический пример
При флотации медной руды с содержанием класса -74 мкм 65% и максимальной крупностью до 200 мкм рекомендуется использовать пневмомеханические машины типа TankCell объемом 10-50 м³ с расходом воздуха 1,0-1,5 м³/(м³·мин).
Для тонких классов (10-40 мкм) предпочтительны колонные флотационные машины, обеспечивающие высокую селективность за счет противотока пульпы и воздуха. Крупные частицы (74-200 мкм) эффективно флотируются в механических машинах с интенсивным перемешиванием. Частицы крупнее 1 мм требуют применения специальных машин пенной сепарации или предварительного доизмельчения.
Плотность пульпы как определяющий фактор
Плотность пульпы непосредственно влияет на гидродинамику флотационного процесса, качество аэрации и устойчивость пенного слоя. Оптимальная плотность для большинства руд цветных металлов составляет 25-35% твердого по массе. При плотности менее 20% снижается производительность оборудования, при плотности свыше 40% ухудшается качество флотации из-за недостаточной аэрации и повышенной вязкости пульпы.
Важно: При плотности пульпы свыше 45% твердого флотационный процесс становится неэффективным из-за нарушения условий образования и транспортировки минерализованной пены.
Пневмомеханические машины лучше работают при плотности 30-40%, так как принудительная подача воздуха компенсирует ухудшение естественной аэрации. Механические машины предпочтительны при плотности 20-30%, обеспечивая эффективное самовсасывание воздуха. Для высокоплотных пульп требуется увеличение мощности привода и применение специальных импеллеров с повышенной турбулизацией.
Типы флотационных машин и область применения
Современные флотационные машины классифицируются по способу аэрации на механические, пневмомеханические и пневматические. Механические машины с самовсасыванием воздуха применяются для флотации крупнозернистых пульп плотностью до 30% в сложных технологических схемах с возвратом промпродуктов. Их преимущества включают отсутствие воздуходувного хозяйства и возможность транспортировки пульпы без дополнительных насосов.
Пневмомеханические машины доминируют в современной практике благодаря высокой производительности, энергоэффективности и возможности создания камер большого объема до 630 м³. Принудительная подача воздуха обеспечивает стабильную аэрацию независимо от свойств пульпы и позволяет точно регулировать расход воздуха от 0,5 до 2,0 м³/(м³·мин).
Выбор типа машины
Для основной флотации при производительности свыше 1000 т/сут рекомендуются пневмомеханические машины объемом 50-200 м³. Для перечистных операций достаточно машин объемом 1-10 м³.
Пневматические колонные машины применяются для доводки концентратов и флотации тонких классов. Их глубина достигает 12 м при диаметре до 4 м, что обеспечивает высокое время контакта и селективность разделения. Недостатками являются высокие энергозатраты на аэрацию и сложность регулирования процесса.
Технические характеристики современного оборудования
Современные флотационные машины характеризуются широким диапазоном технических параметров. Объем камер варьируется от 0,14 м³ для лабораторных установок до 630 м³ для крупнотоннажных фабрик. Производительность по пульпе составляет от 0,2 до 350 м³/мин, удельный расход мощности - от 0,85 до 2,8 кВт/м³ в зависимости от типа машины и условий эксплуатации.
Важнейшими техническими характеристиками являются степень аэрации, равномерность распределения воздуха, время пребывания пульпы в камере и качество пенообразования. Современные импеллеры обеспечивают диспергирование воздуха на пузырьки размером 0,5-2,0 мм при окружной скорости 3-6 м/с. Оптимальная степень аэрации составляет 15-25% объема пульпы.
Технические требования
Флотационные машины должны обеспечивать извлечение не менее 90% ценного компонента при содержании в концентрате не менее 20% и расходе электроэнергии не более 3 кВт·ч/т перерабатываемой руды.
Современные системы автоматизации включают контроль уровня пульпы, расхода воздуха, частоты вращения импеллера и качества пены. Применение частотных преобразователей позволяет плавно регулировать скорость вращения в диапазоне 50-150% от номинальной, обеспечивая оптимальные условия флотации для различных типов руд.
Ведущие производители и их решения
Мировой рынок флотационного оборудования контролируется несколькими крупными производителями. Компания Metso Outotec является лидером с технологией TankCell, обеспечивающей объемы камер до 630 м³ и внедрившей энергоэффективную систему FloatForce. Их машины устанавливаются на крупнейших обогатительных фабриках мира и показывают высокие технологические результаты.
FLSmidth предлагает широкую линейку оборудования от машин Wemco для основной флотации до колонных машин для доводки концентратов. Особенностью их решений является модульная конструкция, позволяющая легко масштабировать производительность и адаптировать оборудование под конкретные технологические задачи.
При выборе производителя необходимо учитывать наличие сервисной поддержки, поставки запасных частей и опыт эксплуатации оборудования на аналогичных рудах.
Отечественные производители представлены компаниями, выпускающими машины по лицензиям мировых лидеров или собственным разработкам. Российские машины типа ФМ и ФПМ соответствуют требованиям ГОСТ и успешно применяются на предприятиях СНГ. Преимуществами являются более низкие затраты на приобретение и обслуживание, недостатками - ограниченная линейка размеров и более высокое энергопотребление.
Практические рекомендации по выбору
При выборе флотационных машин рекомендуется начинать с определения производительности фабрики и свойств перерабатываемой руды. Для производительности до 500 т/сут достаточно машин объемом 1-10 м³, для крупных фабрик свыше 5000 т/сут требуются машины объемом 50-200 м³. Количество камер должно обеспечивать время флотации 8-20 минут для основных операций и 3-8 минут для перечистных.
Практический расчет
Для фабрики производительностью 2000 т/сут при плотности пульпы 30% потребуется 4-6 машин объемом 20-50 м³ для основной флотации и 2-4 машины объемом 5-10 м³ для перечистки.
Важно предусмотреть возможность модернизации и расширения. Рекомендуется выбирать машины одного производителя для упрощения обслуживания и обучения персонала. Необходимо учитывать климатические условия, требования к автоматизации и экологические ограничения региона.
Экономическая оценка должна включать не только капитальные затраты, но и эксплуатационные расходы на электроэнергию, запасные части, обслуживание и простои. Срок окупаемости современного флотационного оборудования составляет 3-7 лет в зависимости от условий эксплуатации и цен на продукцию.
