Флотирование, одна из наиболее широко используемых технологий разделения ядра в современной промышленности по переработке полезных ископаемых, в значительной степени зависит от эффективного смешивания и взаимодействия газа, жидкости,и твердые фазы внутри флотационной ячейкиФлотационная ячейка - это больше, чем просто контейнер, это сложный многофазный реактор потока, основная задача которого - создать оптимальную динамику жидкости для столкновения, столкновения, адгезии,и минерализации гидрофобных минеральных частиц и пузырейВ статье рассматриваются две основные операции флотационных элементов: аэрация и возбуждение.жидкость, и твердых фаз, обеспечивающих эффективное и точное разделение минералов.
一 Ядро флотационного процесса: суть и цель трехфазного смешивания
Суть процесса флотации заключается в введении воздуха (газовой фазы) в рудную лужу (жидкостно-твердую двухфазную систему).Целевые минеральные частицы избирательно прикрепляются к пузырям воздухаЭти пузыри поднимаются на поверхность слива в виде слоя пены, который отскабливается, в то время как минералы ганги остаются в сливе и выделяются в виде хвостовых отходов.Успех этого процесса напрямую зависит от следующих трех условий::
1 Эффективная суспензия твердых частиц:адекватное перемешивание должно обеспечивать равномерную суспензию частиц руды различных размеров и плотности в отстойке,предотвращение оседания грубых и тяжелых частиц и обеспечение того, чтобы все частицы имели возможность контактировать с пузырями.
2 Эффективная дисперсия газа:Вводимый воздух должен быть перерезан и разбит на большое количество крошечных пузырей соответствующего размера.которые затем равномерно распределяются по всей флотационной ячейке, чтобы увеличить интерфейс газ-жидкость и вероятность столкновения пузырей и частиц руды..
3 Управляемая гидродинамическая среда:Флотирующая ячейка должна поддерживать достаточную турбулентность для стимулирования суспензии частиц и дисперсии пузырей,избегая чрезмерной турбулентности, которая может вызвать вытеснение прикрепленных частиц руды. It is necessary to construct a flow field in the trough that has both a high turbulent kinetic energy dissipation zone (to promote collision) and a relatively stable zone (to facilitate the floating of mineralized bubbles).
Поэтому "совершенное смешение" - это не простая гомогенизация, but refers to the uniform distribution of the three phases at the macro level and the creation of controlled turbulence and flow field structures that are conducive to the selective adhesion of particles and bubbles at the micro level.
二 Механически возбужденные флотационные ячейки: классическое слияние аэрации и возбуждения.
В настоящее время наиболее широко используемым оборудованием для флотации являются механически разряженные флотационные элементы.органически сочетает две функции аэрации и возбуждения.
1Агитация:Накачивающие и вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые вихревые ви
Циркуляция и суспензия слизи:Поворачивая двигатель, возникает мощная центробежная сила, извлекающая отстой из центра и выталкивающая его радиально или осево.Это накачивание создает сложный циркулирующий поток внутри клеткиЭто гарантирует, что плотные и крупные частицы эффективно перемешиваются и сохраняются в суспензии.
Появление турбулентности:Высокоскоростное вращение колеса создает резкий градиент скорости и интенсивную турбулентность в окружающей области (особенно на кончиках лезвия).Эта высоко турбулентная зона является основным местом для разрыва пузырей и столкновений частиц-пузырей.
2Вентиляция: самоаспирация и принудительное вентиляция.
Механически возбужденные флотационные элементы в основном классифицируются по методу аэрации: самоаспирация и принудительная аэрация (или аэрация-агитация).
Самовсасывающие флотационные машины (например, модель SF):оснащены умно спроектированным винтом, который создает зону отрицательного давления внутри камеры винта при вращении.Воздух автоматически втягивается через всасывающую трубу и смешивается с отстойкой в камере колесаЭтот тип флотационной машины имеет простую конструкцию и не требует внешнего вентилятора.
Машины для флотирования с подачей воздуха (например, типа KYF):С помощью внешнего низкодавкового вентилятора сжатый воздух вводится в область колеса через полые основные валы колеса или независимые трубы.Этот метод может точно контролировать количество воздуха, не подвергается влиянию скорости вращения колеса и уровня навоза, и имеет более высокую адаптивность к условиям процесса, особенно подходит для больших флотационных машин.
3Синергетический эффект "двигатель-статор"
Статор - это неподвижный компонент, установленный вокруг винтера, обычно с направляющими лопатками или отверстиями.
Стабилизация и направление потока:Смешанный поток отстойника и воздуха, выброшенный из колеса при высокой скорости, имеет сильный компонент тангенциальной скорости, который может легко образовывать огромные вихри в баке,вызывающие нестабильность поверхности жидкости и влияющие на стабильность слоя пеныНаправляющие лопатки статора могут эффективно преобразовывать этот тангенциальный поток в радиальный поток, который более благоприятен для дисперсии пузырей и частиц.
Способствует дисперсии пузырей:Благодаря эффекту стабилизации потока статора пузыри могут быть более равномерно распределены по всему эффективному объему флотационного резервуара, а не сконцентрированы в определенных областях.
Изолированная турбулентность:Статор действует как "энергетический барьер", отделяющий область высокой турбулентности возле винтера от зоны разделения и зоны пены в верхней части резервуара,создание относительно спокойной и стабильной среды для стабильного плавания и обогащения минерализованных пузырей.
Высокоскоростное вращение винтера обеспечивает подвеску навоза и поглощение/раздавливание газа.создание трех функционально различных динамических зон жидкости в резервуаре: зона смешивания с высокой турбулентностью (вблизи винтера), относительно стабильная зона разделения (в центре резервуара) и в значительной степени статическая зона пены (на поверхности навоза).Это обеспечивает эффективное смешивание и упорядоченное разделение газа, жидкие и твердые фазы.
三 Флотирующая колонна: еще один интеллектуальный способ достижения трехфазного смешивания.
В отличие от бурно турбулентной среды механически возбуждаемых флотационных элементов, флотационные колонны представляют собой альтернативную философию дизайна,достижение трехфазной смешивания посредством контакта с противопотоком в относительно статической среде.
Сердце вентиляции-генератор пузырей:Флотирующие колонны не обладают механическими агитаторами. Их аэрация и смешивающие функции в основном зависят от генератора пузырей, расположенного внизу.с использованием микропористой средыЭти микропузырьки являются ключом к эффективному улавливанию тонких минералов флотационной колонной.
Механизм контакта с противотоком:Осадки подаются из верхнего центра флотационной колонны и медленно текут вниз, в то время как из нижнего уровня образуются мелкие пузыри, которые медленно поднимаются вверх.Этот контактный механизм противотока обеспечивает более длительное время взаимодействия и более высокую вероятность столкновения между частицами и пузырями.
Окружение с низкой турбулентностью:В флотационной колонне отсутствуют высокоскоростные вращающиеся компоненты, поддерживающие низкий турбулентный, ламинальный или почти ламинальный поток.Такая "тихая" среда значительно уменьшает выброс прилипших минеральных частиц, что значительно облегчает извлечение тонких и хрупких полезных ископаемых.
Система очистки воды:На верхней части флотационной колонны устанавливается устройство для очистки воды, которое эффективно смывает частицы, затянутые в слой пены, получая таким образом более высококачественный концентрат.
Флотирующая колонна, благодаря своей уникальной технологии создания пузырей и методу контактов с противотоком, достигает эффективного контакта и отделения газа,жидкие и твердые фазы более "мягким" способом, демонстрируя отличные характеристики, особенно при обработке мелкозернистых материалов.
四 Направление развития и оптимизации технологий
Для достижения более совершенной "трехфазной смешивания" продолжается совершенствование технологии аэрации и перемешивания флотационного резервуара:
Оптимизация полей большого масштаба и потока:С увеличением мощности обработки увеличивается объем флотационных элементов.Это предъявляет более высокие требования к конструкции двигателя-статора структуры и управления полем потока. Numerical simulation technologies such as computational fluid dynamics (CFD) are widely used to guide equipment optimization design to ensure uniform particle suspension and gas dispersion within the huge cell.
Новые импеллеры и статоры:The development of various new impellers (such as backward-inclined blades and multi-stage impellers) and stators aims to achieve greater slurry pumping capacity and more ideal bubble dispersion with lower energy consumption.
Интеллектуальный контроль:Установкой различных датчиков для мониторинга параметров, таких как уровень навоза, толщина слоя пены и аэрация в режиме реального времени,и объединение технологий машинного зрения и искусственного интеллекта для анализа состояния пеныЭто ключевое направление для повышения эффективности флотации и перехода к интеллектуальной обработке минералов.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
