Bể trộn khai thác là gì và nó tối ưu hóa quá trình xử lý khoáng sản như thế nào

Trong các quy trình xử lý khoáng sản và thủy luyện kim, việc đạt được huyền phù đồng đều của bột giấy có hàm lượng chất rắn cao và sự phân tán hiệu quả của thuốc thử tuyển nổi là yếu tố quan trọng trong việc cải thiện tốc độ thu hồi khoáng sản và cấp độ cô đặc. Là thiết bị khuấy lõi để điều hòa bột giấy, trộn thuốc thử và quá trình lọc trước khi tuyển nổi, thiết kế thủy lực và tính toàn vẹn cấu trúc của Bể trộn khai thác mỏ ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ số phân tách tiếp theo. Đối mặt với bột giấy có mật độ cao, độ mài mòn cao với sự phân bố kích thước hạt phức tạp, sự hiểu biết sâu sắc về cấu hình lõi và động lực trường dòng chảy của thiết bị này có thể giải quyết hiệu quả các vấn đề sản xuất thực tế như mài mòn do xâm thực nghiêm trọng, lắng đọng rắn và trộn không đều tại chỗ.

Thiết kế trường dòng chảy và lựa chọn cánh quạt cho bột giấy có nồng độ cao

Chức năng cốt lõi của Bể trộn khai thác là cung cấp đủ động lực học của chất lỏng thông qua khuấy trộn cơ học để chống lại tốc độ lắng của các hạt khoáng. Trong các quy trình làm giàu, thiết kế cánh quạt được phân biệt rõ ràng dựa trên các yêu cầu quy trình riêng biệt:

• Cánh quạt hướng trục : Loại này chủ yếu tạo ra sự tuần hoàn dọc trục trong chất lỏng, chẳng hạn như cánh quạt cánh ngầm hiệu suất cao. Những thiết kế này có thể tạo ra tốc độ dòng tuần hoàn lớn ở tốc độ cắt thấp, đạt được trạng thái lơ lửng ngoài đáy của các hạt rắn trong toàn bộ bể với mức tiêu thụ năng lượng cực thấp. Nó rất thích hợp cho các bể chứa bột giấy có khối lượng lớn và khuấy trộn.
• Cánh quạt hướng tâm : Chất lỏng tỏa ra bên ngoài từ tâm của bánh công tác, tạo ra lực cắt mạnh với cường độ cao, chẳng hạn như cánh quạt tuabin có sáu cánh. Trong giai đoạn bổ sung thuốc thử và điều hòa quá trình tuyển nổi, trường dòng chảy cắt cao này có thể nhanh chóng cắt các chất thu gom không tan trong nước thành các giọt có kích thước micron, làm tăng đáng kể xác suất va chạm giữa thuốc thử và các hạt khoáng, đồng thời tăng cường hiệu quả hấp phụ.

Để ngăn bột khoáng hình thành chuyển động quay nguyên khối bên trong thân bể, điều này sẽ làm giảm hiệu quả trộn, các vách ngăn dọc phải được bố trí bên trong Bể trộn khai thác. Thông thường, bốn vách ngăn thẳng đứng được lắp đặt đối xứng trên thành trong của bể hình trụ. Chiều rộng của các vách ngăn thường bằng 1/12 đường kính bể và một khoảng cách nhất định được duy trì giữa các vách ngăn và thành bể để loại bỏ dòng xoáy trung tâm và chuyển dòng tiếp tuyến thành dòng lưu thông dọc trục trên và dưới mạnh mẽ.

Công nghệ vật liệu chính để bảo vệ chống mài mòn và ăn mòn

Máy móc khai thác mỏ phải đối mặt với sự mài mòn lâu dài do các hạt rắn có độ cứng cao và sự ăn mòn hóa học từ thuốc thử axit và kiềm. Chìa khóa để duy trì hoạt động ổn định lâu dài của Bể trộn khai thác mỏ nằm ở công nghệ bảo vệ bề mặt thân bể và hệ thống khuấy trộn:

• Lớp lót cao su chống mài mòn cao : Quá trình lưu hóa liên kết lạnh hoặc nóng được áp dụng để bọc thành trong của bể và bề mặt cánh quạt bằng cao su có độ đàn hồi cao, chống mài mòn. Biến dạng đàn hồi của cao su có thể hấp thụ hiệu quả năng lượng va chạm của các hạt rắn. Khi xử lý bột giấy thông thường có kích thước hạt nhỏ hơn 1 mm và nồng độ trọng lượng rắn dưới 30%, tuổi thọ của nó vượt xa so với thép cacbon thông thường.
• Thép hợp kim cao và lớp phủ đặc biệt : Trong môi trường rửa trôi có tính axit mạnh, thân bể và trục truyền động phải được làm từ thép không gỉ 316L, thép không gỉ song công hoặc được phun bề mặt bằng polytetrafluoroethylene để ngăn ngừa hư hỏng cấu trúc do rỗ cục bộ và ăn mòn giữa các hạt.

So sánh các thông số kỹ thuật chính

Khi đánh giá hoặc cấu hình Bể trộn khai thác, việc phù hợp với kích thước cơ học, công suất truyền tải và công suất xử lý bột giấy là rất quan trọng. Sau đây là bảng so sánh các thông số kỹ thuật của các thông số bể khuấy thông dụng trong ứng dụng công nghiệp:

Trong lựa chọn kỹ thuật thực tế, tỷ lệ khung hình (H/D) của thân bể thường được kiểm soát trong khoảng từ 1,0 đến 1,2. Nếu chiều cao quá lớn, cánh quạt một tầng sẽ không thể đảm bảo hiệu ứng treo ở phần trên của bể. Trong những trường hợp như vậy, hệ thống cánh quạt hai tầng hoặc nhiều tầng phải được thiết kế để đảm bảo độ đồng đều nồng độ của bột giấy trong toàn bộ bể đạt trên 95%.

Thiết kế kỹ thuật hệ thống truyền động và khởi động hạng nặng

Cơ cấu truyền động của Bể trộn khai thác thường bao gồm một động cơ điện hạng nặng, bộ giảm tốc bề mặt răng cứng và vỏ ổ trục chính nâng cao. Do các điều kiện xảy ra đột ngột như mất điện hoặc ngừng hoạt động bảo trì trong hầm mỏ, các hạt rắn trong bể có thể nhanh chóng lắng xuống trong thời gian ngắn và chôn vùi cánh quạt, gây ra hiện tượng bể chứa cát.

Để giải quyết vấn đề khởi động lại khi tải nặng hoặc thậm chí trong điều kiện có cát, cấu hình thiết bị phải xem xét hệ số mô-men xoắn khởi động cao. Việc tính toán độ bền của trục truyền động không chỉ phải đáp ứng mô men xoắn định mức mà còn chịu được các lực hướng tâm xen kẽ được tạo ra bởi trường dòng chảy không đều của bột giấy khi bánh công tác quay. Bằng cách cấu hình hệ thống truyền động tần số thay đổi, tốc độ cánh quạt có thể được điều chỉnh linh hoạt theo sự biến động của lưu lượng và nồng độ bột giấy trong quá trình sản xuất để giảm tiêu thụ năng lượng. Hơn nữa, nó có thể cung cấp chế độ khởi động mềm mô-men xoắn cao, tốc độ thấp, bảo vệ hiệu quả các bánh răng giảm tốc và trục chính khỏi hư hỏng do tải trọng va đập.