EN
V okruzích zpracování nerostů a hydrometalurgických okruzích je dosažení jednotné suspenze buničiny s vysokým obsahem pevných látek a účinné rozptýlení flotačních činidel kritickým faktorem pro zlepšení rychlosti získávání nerostů a jakosti koncentrátu. Hydraulický design a strukturální integrita těžební míchací nádrže jako základního míchacího zařízení pro úpravu buničiny, míchání činidel a vyluhování před flotací přímo ovlivňují následné metriky separace. Díky vysoké hustotě, vysoce abrazivní buničině s komplexní distribucí velikosti částic, hluboké pochopení konfigurace jádra a dynamiky proudového pole tohoto zařízení může účinně vyřešit praktické výrobní problémy, jako je silné kavitační opotřebení, usazování pevných látek a nerovnoměrné míchání na místě.
Návrh pole průtoku a výběr oběžného kola pro buničiny s vysokou koncentrací
Základní funkcí Důlní míchací nádrž je poskytnout dostatečnou dynamiku tekutin prostřednictvím mechanického míchání, aby se působilo proti rychlosti usazování minerálních částic. V procesech zvýhodnění jsou konstrukce oběžného kola jasně odlišeny na základě odlišných požadavků procesu:
- Oběžné kolo s axiálním průtokem : Tento typ generuje hlavně axiální cirkulaci v kapalině, jako jsou vysoce účinná lopatková kola. Tyto konstrukce mohou poskytovat masivní cirkulační průtoky při nízkých smykových rychlostech, čímž se dosahuje suspenze pevných částic mimo dno v celé nádrži s extrémně nízkou spotřebou energie. Je velmi vhodný pro velkoobjemové skladovací nádrže na buničinu a louhovací míchání.
- Oběžné kolo s radiálním průtokem : Kapalina vyzařuje směrem ven ze středu oběžného kola a generuje silné vysoké smykové síly, jako jsou oběžná kola rushtonových turbín se šesti lopatkami. Během fáze přidávání činidla a kondicionování flotace může toto vysokosmykové tokové pole rychle střihnout ve vodě nerozpustné kolektory na kapičky o velikosti mikronů, což výrazně zvyšuje pravděpodobnost kolize mezi činidly a minerálními částicemi a zvyšuje adsorpční účinek.
Aby minerální drť nevytvářela monolitické rotace uvnitř tělesa nádrže, což by snižovalo účinnost míchání, musí být uvnitř důlní míchací nádrže uspořádány vertikální přepážky. Typicky jsou čtyři vertikální přepážky symetricky instalovány na vnitřní stěně válcové nádrže. Šířka přepážek je obecně jedna dvanáctina průměru nádrže a mezi přepážkami a stěnou nádrže je udržována určitá mezera, aby se eliminoval centrální vír a přeměnil tangenciální tok na silné horní a spodní axiální cirkulační toky.
Klíčové technologie materiálů pro ochranu proti opotřebení a korozi
Důlní stroje čelí dlouhodobému abrazivnímu opotřebení pevnými částicemi s vysokou tvrdostí a chemické korozi kyselými a alkalickými činidly. Klíčem k udržení dlouhodobého stabilního provozu Důlní mísící nádrže je technologie povrchové ochrany tělesa nádrže a systému míchání:
- Gumová podšívka odolná proti opotřebení : Procesy spojování za studena nebo vulkanizace za tepla se používají k obalení vnitřní stěny nádrže a povrchu oběžného kola vysoce elastickou pryží odolnou proti opotřebení. Elastická deformace pryže dokáže účinně absorbovat energii nárazu pevných částic. Při práci s běžnou buničinou s velikostí částic menší než 1 mm a hmotnostní koncentrací pevných látek pod 30 % její životnost daleko převyšuje životnost běžné uhlíkové oceli.
- Vysoce legovaná ocel a speciální povlaky : V silně kyselém prostředí s vyluhováním musí být tělo nádrže a hřídel převodovky vyrobeny z nerezové oceli 316L, duplexní nerezové oceli, nebo musí být povrchově nastříkány polytetrafluorethylenem, aby se zabránilo strukturálnímu selhání způsobenému místní důlkovou a mezikrystalovou korozí.
Porovnání klíčových technických parametrů
Při hodnocení nebo konfiguraci těžební míchací nádrže je zásadní sladění mechanických rozměrů, přenosového výkonu a kapacity zpracování buničiny. Následuje srovnání technických parametrů pro běžné specifikace míchacích nádrží v průmyslových aplikacích:
| Průměr nádrže (m) | Výška nádrže (m) | Efektivní objem (m3) | Průměr oběžného kola (m) | Rychlost oběžného kola (ot./min) | Výkon motoru (kW) | Maximální použitelná koncentrace buničiny (% hmotn.) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 1.0 | 0.78 | 0.28 | 360 | 1.5 | 30 % |
| 1.5 | 1.5 | 2.55 | 0.42 | 300 | 3.0 | 30 % |
| 2.0 | 2.0 | 6.00 | 0.55 | 240 | 5.5 | 35 % |
| 3.0 | 3.0 | 20.50 | 0.85 | 180 | 15.0 | 40 % |
| 4.0 | 4.0 | 48.50 | 1.10 | 135 | 30.0 | 40 % |
Při skutečném technickém výběru je poměr stran (H/D) těla nádrže obvykle řízen mezi 1,0 a 1,2. Pokud je výška příliš velká, jednostupňové oběžné kolo nebude schopno zaručit efekt zavěšení v horní části nádrže. V takových případech musí být navržen dvoustupňový nebo vícestupňový systém oběžného kola, který zajistí, že stejnoměrnost koncentrace buničiny v nádrži dosáhne více než 95 %.
Konstrukční návrh pohonných systémů a spouštění pro těžký provoz
Pohonný mechanismus důlní míchací nádrže se obvykle skládá z vysoce výkonného elektromotoru, reduktoru povrchu s tvrdými zuby a vylepšeného pouzdra hlavního ložiska. V důsledku náhlých podmínek, jako jsou výpadky proudu nebo údržba odstávek v dolech, se pevné částice v nádrži mohou během krátké doby rychle usadit a pohřbít oběžné kolo, což způsobí jev pískování v nádrži.
Aby se vyřešil problém opětovného spouštění při velkém zatížení nebo dokonce za podmínek zasypání pískem, musí konfigurace zařízení zohlednit vysoký koeficient rozběhového momentu. Pevnostní výpočet převodového hřídele musí splňovat nejen jmenovitý krouticí moment, ale také odolávat střídavým radiálním silám generovaným nerovnoměrným proudovým polem buničiny při otáčení oběžného kola. Konfigurací systému pohonu s proměnnou frekvencí lze rychlost oběžného kola dynamicky upravovat podle kolísání toku a koncentrace buničiny během výrobního procesu, aby se snížila spotřeba energie. Kromě toho může poskytnout režim měkkého startu při nízkých otáčkách a vysokém točivém momentu, který účinně chrání převody reduktoru a hlavní hřídel před poškozením nárazem.
