Центробежные концентраторы с периодической разгрузкой Falcon SB (третье поколение)

Steve McAlister, Sepro Mineral Systems
Самосий Д.А., «ПРО Евразия»

Ниже приведен краткий обзор продукции и технологий компании Sepro Mineral Systems для лучшего представления о деятельности компании, а также огромном опыте и поддержке пользователей центробежных концентраторов Falcon третьего поколения.

 

Информация о компании

Sepro Mineral Systems – это специализированная, высокорентабельная частная компания. Текучесть кадров практически равна нулю. В течение почти четверти века компания занимается исключительно разработкой и продажей патентованного гравитационного оборудования. Коммерческий успех и доминирующее положение на рынке за счет технологий гравитационного обогащения позволили компании расширить сферу деятельности, включив в список своих услуг технологические тестирования и производство оборудования для промывки и измельчения.

Хорошо обученный компетентный персонал Sepro Mineral Systems всегда доступен к Вашим услугам.

Благодаря привлечению высококлассных специалистов и их последующему обучению и поощрению, компании Sepro удалось избежать проблемы «старения» персонала, характерной для многих предприятий, связанных с горнодобывающей промышленностью. Возрастной профиль специалистов Sepro, а также постоянный поиск грамотных молодых специалистов обеспечили рост и процветание компании на десятилетия вперед. Корпоративная культура Sepro Mineral Systems – поддержка инноваций как финансово, так и компетентными специалистами.

 

Технология

Первый концентратор Falcon был создан в 1982 году и был опробован на россыпных золотоносных песках в канадской провинции Британская Колумбия. С тех пор эта технология непрерывно развивалась и совершенствовалась в соответствии со строгими и растущими требованиями горно-обогатительной промышленности. На сегодняшний день  Sepro предлагает три основных ведущих технологии гравитационного обогащения для различных областей применения.

 

Концентраторы с периодической разгрузкой (Серия SB)

Концентраторы серии SB были специально разработаны для извлечения драгоценных металлов, находящихся в свободном, несвязанном состоянии. Для таких областей применения требуется очень высокая степень концентрации, а, следовательно, крайне малый выход – обычно менее 0,05%.

Технология Falcon SB сочетает в себе элементы конструкции первой чаши Falcon с низким водопотреблением и чаши MacNicol, разработанной в Австралии в тридцатых годах прошлого века. Сочетание этих технологий обеспечивает ряд преимуществ перед аналогичными центробежными концентраторами других производителей.

Ниже подробно изложен подход инженеров Sepro к проектированию подобного оборудования.

 

Концентраторы с непрерывной разгрузкой (Серия C)

Для решения многих задач при обогащении минерального сырья выход концентрата должен быть намного больше, чем 0,05%. Для таких областей применения в компании Sepro была разработана и обкатана технология, при которой значение центробежной силы достигает 300 G при нулевом потреблении ожижающей воды. Эта технология уже более десяти лет успешно используется на промышленных предприятиях. В данный момент исследуется ее применение для решения новых задач.

Например, Канадская Железорудная Компания, подразделение Rio Tinto, успешно использует концентраторы Falcon с непрерывной разгрузкой для извлечения тонкого гематита, теряемого с хвостами циклов винтовой сепарации. Канадская Танталовая Компания также используется эти концентраторы с 1996 года на своей фабрике Lac du Bonnet.

 

Концентраторы для извлечения ультратонкого материала (Серия UF)

Извлечение частиц крупностью менее 20 микрон при помощи центробежной сепарации – это достаточно сложная задача, для решения которой требуется специальная подготовка питания, длительный срок пребывания частиц в аппарате и исключительно высокие значения центробежного поля. Впервые частицы крупностью 10 микрон были извлечены в концентрат Falcon в 2005 году на промышленной установке концентратора серии UF на танталовом сырье в Канаде. С тех пор концентраторы также были использованы для извлечения олова. Ни одна из существующих в мире технологий не показала подобной эффективности на таких тонких классах.


ТЕХНИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ SEPRO

Во-первых, компания Sepro одной из первых применила 3D моделирование, упрощающее и ускоряющее проектирование. Для работы этого мощного инструмента проектирования потребовались последующие длительные инвестиции в прикладное и программное обеспечение, которые окупились созданием центробежных концентраторов с периодической разгрузкой Falcon SB третьего поколения. Быстрая разработка и незамедлительное признание этих машин на рынке не было бы возможно без использования новейших технологий компьютерного моделирования.

Компания Sepro привлекает к работам большое число высококлассных специалистов ‑ инженеров-проектировщиков. Совокупный опыт персонала, работающего в данный момент в Sepro, превышает 200 лет проектирования центробежных концентраторов.

Второй составляющей технического успеха Sepro является то, что все конструктивные изменения оборудования тщательно изучаются и исследуются не только опытными инженерами компании, но и молодыми специалистами-новаторами. Специалисты Sepro понимают, что их оборудование достаточно часто является ключевым в технологической системе, и с полной ответственностью подходят к обеспечению его надежности и простоты обслуживания.

Третьим слагаемым успеха компании является тестирование оборудования на площадке (в полевых условиях). Sepro Mineral System горячо приветствует отклики и предложения не только от своего персонала, но и от заказчиков. Перед окончательным внедрением идеи, ее тестируют на пилотной установке, и только после успешных испытаний инновации воплощаются в жизнь.

Периодические концентраторы третьего поколения – это продукт многолетних исследований и передовых разработок.

Потенциальные клиенты Falcon могут быть абсолютно уверены, что их оборудование было испытано и проверено на ряде аналогичных применений перед поставкой на площадку.

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕНТРАТОРОВ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ


Общая информация

Доля Sepro на рынке центробежных концентраторов постоянно увеличивается, и введение технологии третьего поколения только ускорило ее рост. Данная статья была написана с целью предоставить более полную информацию об особенностях и преимуществах этой технологии.


Производительность

До сих пор ведутся споры касательно производительности концентраторов периодического действия, что вполне понятно, поскольку существует два варианта применений концентраторов, для каждого из которых существует своя оптимальная производительность:

 

Извлечение за один проход (открытый цикл)

В циклах, где концентратор используется как единственный аппарат для извлечения металла, при попадании частиц ценного компонента в хвосты они считаются окончательно потерянными. В качестве примера единичного прохода можно привести обогащение россыпей, где хвосты концентратора являются отвальными. В такой ситуации важно поддерживать высокую эффективность (извлечение) во всем аппарате, другими словами, сводить потери к минимуму.

 

Извлечение за несколько проходов (замкнутый цикл)

При использовании концентратора в замкнутом цикле, например с гидроциклоном, при потери частиц ценного компонента с хвостами, тем не менее, остается еще достаточно шансов для их извлечения. Подавляющее большинство всех центробежных концентраторов устанавливается именно в замкнутых циклах с возможностью множественного прохода материала через концентратор (циркуляцией); наиболее распространенный пример – цикл измельчения, где концентратор работает в замкнутом цикле с гидроциклоном.

Задачей таких установок является максимальная производительность (продуктивность) машины, нежели максимальная эффективность (извлечение).

Давайте рассмотрим случай, когда концентратор достигает 70% извлечения при производительности 100 т/ч и 50% извлечения при производительности 200 т/ч. Сравнительная продуктивность аппаратов на данных нагрузках может быть рассчитана как:

 

0,70 x 100 =   70

0,50 x 200 =   100

 

Очевидно, что во втором случае извлекается большее количество золота, чем при подаче материала с меньшей скоростью, но работе с большей эффективностью. Такие различные области применения и задачи привели к возникновению на рынке некоторой путаницы, поскольку термин «производительность» для разных людей имеет разное значение.

Ниже приведен полный перечень параметров, которые общепризнанно играют роль при определении реального технологического потенциала для конкретной концентрирующей чаши:

  • - Диаметр
  • - Глубина
  • - Площадь концентрирующей поверхности
  • - Площадь поверхности ожижения

Эти параметры определяются законами физики, которые не в состоянии опровергнуть ни один из производителей оборудования, а их значения не могут быть оспорены. Как четко демонстрируют нижеприведенные цифры, вклад Falcon в решение споров касательно производительности – это концентратор третьего поколения с превосходящими физическими показателями. Независимо от технологии применения концентратора ‑ в открытом или замкнутом цикле – концентраторы Falcon обеспечивают больший концентрационный потенциал по сравнению с «аналогичными» машинами других производителей.

При сравнении центробежных концентраторов различных производителей единственной истинным параметром сравнения производительностей являются вышеперечисленные параметры чаши.

 

Сравнение концентратора Falcon SB5200 третьего поколения с концентратором 48”
Сравнение концентратора Falcon SB5200 третьего поколения с концентратором 48”

 

Структурная составляющая

Концентраторы Falcon SB спроектированы для длительной эксплуатации. Опорные рамы состоят из особо прочных полых структурных элементов, которые способны простоять многие годы, подвергаясь воздействию коррозийной среды, характерной для обогатительных фабрик. Желоба изготовлены из прочного конструкционного листового материала, футерованного натуральным каучуком, в противоположность листовому металлу. Вращающиеся элементы специально разработаны с учетом нагрузок от мощных центробежных полей. Платформы доступа позволяют размещать на них запасные части и соответствуют жестким стандартам безопасности. Таблица ниже демонстрирует, что концентратор Falcon SB5200 третьего поколения более чем на 35% тяжелее своего аналога – концентратора 48”.

 

 

SB5200

48”

Общий вес машины *

кг

7,720

5,680

* Для выдерживания повышенных нагрузок, связанных с мощным центробежным воздействием узлы связанные с опорой и креплением чаши должна быть жестче и тяжелее, чем для аппаратов, работающих на значении центробежной силы 60G. Компания Sepro гарантирует надежную долгосрочную работу своего оборудования при повышенных значениях центробежной силы.

 

Механическая составляющая

В 1998 году после подробной и обширной консультации со специалистами FAG и SKF Sepro начинают ставить на свои концентраторы подшипники картриджного типа. В прошлом веке в концентраторах Falcon широко применялись более дешевые серийные стандартные опорные подшипники, от которых вынуждены были отказаться по ряду причин:

  1.      1. Подшипники должны быть дорогостоящие сферические с учетом неизбежной разрегулировки осей, характерной при использовании опорных трансмиссионных подшипников. С другой стороны картриджный тип гарантируют идеальную центровку верхнего и нижнего подшипников, и являются наименее дорогим вариантом подшипника с четырехточеченой порой.
  2.      2. Опорные подшипники трудно выравнивать. Хотя это и возможно выполнить на заводе при помощи обученного и мотивированного персонала, но на площадке редко можно встретить специалистов с необходимыми навыками и опытом. Подшипники картириджного типа не требуют выравнивания на площадке.
  3.      3. Для опорных (трансмиссионных) подшипников требуется четыре критически важных уплотнения, для картриджных – только два.
  4.     4. Основным недостатком опорных (трансмиссионных) подшипников является попадание пульпы внутрь подшипников через зазоры в корпусе и вертикальные уплотнения. По опыту мы знаем, что это происходит при каждой остановке машины. Воздух, попавший внутрь опорного подшипника, охлаждается, создавая разрежение, из-за чего в щели, какими бы плотными они бы не были, всасывается пульпа. В картриджах отсутствуют какие-либо щели, таким образом, возможность попадания пульпы внутрь подшипника исключается.

Установка картриджных подшипников в концентраторах Falcon была настолько успешной, что сейчас Sepro предоставляет гарантию на 20 000 часов работы подшипника данного типа. При условии соблюдения графика смазочных работ компания Sepro Mineral System безоговорочно и бесплатно заменит любой подшипник картриджного типа, прослуживший менее 20 000 часов (реальный рок службы подшипника при этом составляет более 100 000 часов).

Кроме того, электродвигатель устанавливается снаружи рамы, благодаря чему он легко доступен для мостового крана и обслуживания.

Приводные ремни – с высоким КПД, зубчатого типа.

 

Вибрации

Концентраторы предыдущих поколений имели тенденцию к вибрациям, особенно при установке на гнущихся (нежестких) опорах и при работе на повышенных значениях центробежной силы. Специалисты Sepro обратились к одному из всемирно известных специалистов в области механических вибраций, который смог определить, что резонансная частота машин 13-15 Гц случайно совпадала с резонансной частотой большинства стальных конструкций. С тех пор рамы концентраторов Falcon третьего поколения имеют резонансную частоту ~35 ГЦ, со значительно большей конструктивной жесткостью, чем у их предшественников, благодаря чему склонность к вибрациям существенно сократилась даже при работе на повышенных значениях силы G и при разбалансированной нагрузке. Для эксплуатаций с особо высокими скоростями или при установке на металлических опорах с недостаточной жесткостью для устранения вибраций предлагаются виброизоляторы (амортизаторы). Данные амортизаторы могут быть при необходимости легко установлены уже после монтажа и запуска концентратора в работу, не влияя на общую высоту машины, благодаря чему, не требуется замена системы трубопровода.

Мониторинг вибрации является частью пакета приборного оснащения для всех аппаратов третьего поколения. В случае превышения вибраций до максимального заданного уровня из-за сбоя режима работы, патентованное эксклюзивное программное обеспечения Falcon немедленно автоматически включает режим промывки концентратора. Останов машины требуется, только если превышение уровня вибрации не исчезает. Стойкие продолжительные вибрации указывают на неисправность, не связанную непосредственно с концентратором.

 

Износ

Для центробежных концентраторов наблюдается нелинейное повышение износа с увеличением типоразмера чаши. Ниже приведены примеры для двух концентраторов (табл.):

 

Параметр

Ед.изм.

Falcon

Sb5200

Falcon

Sb1350

Номинальная производительность по твердому

т/ч

300

100

Номинальный диаметр чаши*

мм

1200

730

Длина окружности чаши

м

3.75

2.30

Удельная периферическая нагрузка
на чашу (по окружности)

т/м

80

43

Скорость вращения чаши при 100 G

об/мин

380

474

Тангенциальная скорость чаши
на внутреннем диаметре разгрузочного
фланца при 100 G

м/с

24

18

*          Внутренний диаметр в точке разгрузки пульпы.

 

Видно, что удельная нагрузка на чашу для аппарата SB5200 практически вдвое выше, чем для аппарата SB1350 (80 против 43 т/м)

Помимо этого материал в процессе переработки проскальзывает вдоль стенки чаши, что особенно сильно проявляется при отсутствии импеллера для разгона пульпы. Разница скоростей пульпы и стенкой чаши является основной нелинейной причиной износа. Из таблицы выше четко видно, что при постоянном центробежном поле тангенциальная скорость на внутреннем диаметре чаши на 33% выше для концентратора SB5200, чем для модели SB1350 (24 против 18 м/с). Если предположить, что износ пропорционален квадрату этой тангенциальной скорости, тогда при постоянной периферической нагрузке износ для машины большего типоразмера увеличивается на 77%.

Важным выводом здесь является то, что конструкция и материалы, хорошо зарекомендовавшие себя для небольших аппаратов, не обязательно подойдут для машин бóльших типоразмеров, где требуется иная концепция и материалы.

 

ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕ


-0+13
Просмотров статьи: 4418, комментариев: 2       

Комментарии, отзывы, предложения

Виссарион, 16.04.16 08:54:52 — Всем

Очень актуальная тема

Aabewhexia, 24.08.17 00:05:55

This condition is quite limited system

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Центробежные концентраторы с периодической разгрузкой Falcon SB (третье поколение) »


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "семь прибавить 6":

подписаться на комментарии