Группа «КАНЕКС»
Logo
, Россия, Московская область, г. Москва, 2-я Звенигородская 13, стр.37
Телефон: +7(495) 137 90 90
Почта: info@kanex.ru
Факс: +7(495) 137 90 90

Флотация (часть 1)

10 декабря 2021

dfgh.jpg

Последние достижения в области флотации

Компания ProProcess Engineering спроектировала и построила новую модульную опытную установку флотации подситной фракции для компании Anglo American Platinum

Инновации лежат в сердце обогащения полезных ископаемых, — а все, что дает лучшую оптимизацию на стадии опытного производства до начала масштабирования, имеет большую ценность для рудников с рудами, включающими вариативное содержание полезных минералов. Южноафриканская компания ProProcess Engineering, базирующаяся в Джермистоне, Йоханнесбург, недавно подвела питание к новой модульной опытной установке флотации подситной фракции компании Anglo American Platinum и начала пусконаладочные работы C1—C3. В августе 2020 года компания ProProcess выиграла тендер на проектирование, материально-техническое обеспечение и строительство завода для компании Anglo American, который описывается как «испытательное оборудование мирового класса для оптимизации схемы обогащения платинового концентрата».

Стефан Ван Дайк, руководитель проекта ProProcess, заявляет: «Целью этого проекта было изготовить модульную, транспортабельную, экономически выгодную и специализированную опытную установку. К опытным установкам предъявляются намного менее строгие требования, чем к производственному оборудованию, и это необходимо учитывать, чтобы избежать проектирования завода с излишним запасом и тем самым не допустить ненужной эскалации инвестиционных затрат. Потребовался большой объем нестандартного мышления, а для обеспечения соответствия целям было рассмотрено множество новых идей и концепций. Компания Anglo American предъявляет очень высокие требования к безопасности, ремонтопригодности и эксплуатации своих производственных установок. Поскольку экспериментальная установка должна быть включена в производственную среду, было крайне важно определить, каким стандартам необходимо строго следовать, а где можно получить уступку».

Установка должна была проектироваться с учетом максимальной дорожной транспортабельности, поскольку экспериментальный ее вариант предназначался для перемещения между различными обогатительными площадками компании Anglo. В этих целях вся установка, включающая более 40 флотационных камер (в том числе камеру высокоинтенсивной флотации), мельницы, около 30 емкостей (некоторые с перемешиванием), около 50 насосов разных типов (центробежные шламонасосы, шланговые насосы, насосы с вертикальным шпинделем), воздуходувки, компрессоры и прочее, упакована в 16 рам стандарта ISO, пригодных для автотранспортировки и соответствующих размерам 40-футового морского контейнера.

Ведущий технолог Таня Маркус (Tanja Marcus) говорит: «Чтобы технологический процесс работал эффективно, при проектировании необходимо учесть адекватный буферный объем между отдельными единичными операциями. На установку подается шлам высокой плотности (SG > 3). Чтобы избежать осаждения этого материала в резервуарах, используется очень крутой угол конических стенок резервуаров — 45—60 градусов. Резервуары также должны входить в раму, поэтому их высота ограничена ~1,8 м. В результате получаются сосуды странной формы, которые состоят главным образом из конуса, с очень короткой цилиндрической частью. Некоторые из необходимых на установке реагентов являются опасными веществами. Во избежание использования дополнительного оборудования в виде скруббера и связанных с ним реагентов нейтрализации, на этапе проектирования были устранены потенциальные угрозы, чтобы свести риск к минимуму».

Руководитель механической части Кин Саузерн (Kean Southern) комментирует: «Компания ProProcess применила свой особый модульный подход к проектированию этой установки, чтобы облегчить монтаж на площадке и упростить транспортировку.

Это значит, что каждая рама блока специально спроектирована и построена в соответствии с размерами 40-футового контейнера, что исключает ограничения дорожной транспортировки или необходимость специального разрешения. До отправки на площадку все оборудование устанавливается на рамы, подключается к трубопроводам и испытывается в нашем цехе. После завершения испытаний все, что нужно, — это отсоединить гибкую соединительную трубную обвязку между рамами (что сделать легко, так как используются фланцы и кулачковые муфты). Учитывая большое количество трубных секций между рамами, каждое шланговое соединение необходимо снабдить биркой, чтобы гарантировать правильность последующей сборки. Поскольку установка прибывает на площадку уже частично собранной, монтаж на площадке проходит очень быстро».

Руководитель электрической части Эмиль Стрейдом-Бауэр (Emile Strydom-Bouwer) поясняет: «Все рамы заранее подключаются к вилкам питания на локальных соединительных коробках. Аналогично щитовые станции управления подключаются к вилкам питания на стенке станции. У соединительных кабелей на обоих концах установлены розетки, так что непосредственно на площадке не проводится уплотнение и оконцевание кабелей. Потенциальной проблемой является то, что кабель может быть подключен к питанию и стать причиной удара током. Мы в группе проектирования смягчили этот риск с помощью специально изготовленного комплекта штырей с поздним замыканием и ранним размыканием, которые подключаются к цепи безопасности. Так что кабель может быть запитан, только когда он полностью вставлен с обеих сторон».

Камеры FLSmidth WEMCO используются в горнодобывающей отрасли по всему миру, но компания недавно приняла решение о дополнительном улучшении конструкции. С по­мощью большого лабораторного аппарата флотации (25 л), спроектированного для моделирования промышленных емкостей, проведена обширная исследовательская работа для анализа текущей версии технологии флотационных камер WEMCO.

Хотя камеры WEMCO уже и так обеспечивают выдающуюся производительность, они были разработаны несколько лет назад, так что в связи с развитием технологий и после получения важной обратной связи от клиентов по всему миру за эти годы компания FLSmidth приняла решение, что пришло время обновить эту технологию.

Этот новый аппарат вместе с новой методологией испытаний использовался для оценки новых быстрых концептуальных прототипов. Установка также отслеживала размер пузырьков, мощность, Jg и окружную скорость параллельно с симуляцией расчетной гидрогазодинамики. После обширных работ на лабораторном уровне, где были продемонстрированы улучшения воздухозабора, снижение потребляемой мощности и улучшение производительности благодаря изменениям в конструкции камер WEMCO, в качестве следующего естественного шага в разработке новой конструкции потребовались более масштабные испытания, а также установка непрерывного действия для проверки результатов, полученных в лаборатории.

FLSmidth обладает опытными установками объемом 1,5 м3, монтируемыми на раму с расходомером сырья, расходомером воздуха, датчиком уровня и клапаном контроля хвос­тов, которые вместе составляют идеальный следующий этап. Далее необходимо было выбрать площадку для испытаний.


На шахте «Робинсон» компании KGHM в штате Невада имеется современная система добычи меди, а история длительного сотрудничества компании с FLSmidth обусловила выбор этой площадки для исследования. На площадке более крупная фракция собиралась в чане с мешалкой, от которого запитывались параллельно две опытные установки объемом 1,5 м3; одна установка работала со стандартной конструкцией WEMCO в течение всего исследования, а на другой использовались различные новые конструктивные решения, что позволило провести непосредственное сравнение стандартной конструкции и новых предлагаемых решений.

При каждом испытании пробы сырья, концентрата и хвостов отбирались для тестирования и исследования методом спектральной плотности мощности. Также для каждого испытания отбиралась дополнительная проба для лабораторных испытаний с целью прямого сравнения и анализа процесса масштабирования. Установки WEMCO® nextGEN™ будут официально запущены на предстоящей конференции Flotation ‘21, которая пройдет 8—11 ноября 

На этом же форуме команда под руководством профессора Гэлвина (Galvin) из Университета Ньюкасла также должна представить информацию о первых полномасштабных испытаниях флотационной камеры REFLUX™ (RFC™), разработанной совместно с компанией FLSmidth, которая и будет заниматься коммерциализацией новой разработки. Предшествовавшие лабораторные исследования продемонстрировали значительные гидродинамические преимущества, в том числе экстремальные уровни очистки при повышенных скоростях обработки. Новый объект, состоящий из камеры RFC™ диаметром 2 м, был смонтирован на углеобогатительной фабрике для обработки слива верхнего продукта циклона с содержанием угольной пыли около 60,9 вес.%, номинально размером менее 0,1 мм, с угольными и минеральными частицами средним диаметром по Саутеру 0,013 и 0,003 мм соответственно. Объемная скорость подачи около 210 м3/час соответствовала повышенному притоку 1,9 см/с.

Скорости подачи воздуха, воды промывки и нижнего продукта составляли соответственно: 180; 65 и 235 м3/ч, создавая положительное смещение 0,2 см/с. Среднее содержание пыли в продукции и отходах составляло 12,7 и 81,8 вес.%, что соответствует лучшему выходу продукции, чем при использовании древовидной кривой для крупной угольной фракции. Эти опыты с сепарацией подтвердили масштабирование новых гидродинамических разработок.


Концентратор Джеймсона: больше концентрата, меньше оборудования и энергопотребления

Значительная эволюция концентраторов была представлена в этом году в виде концентратора Джеймсона компании Glencore Technology. Развивая свою более раннюю флотационную камеру Джеймсона и различные конфигурации смешивания в рамках компоновки полного цикла, эта компания может получать больше концентрата при меньшей занимаемой площади, более низких капитальных и эксплуатационных затратах и используя меньше энергии. В компании Glencore Technology корреспонденту International Mining сообщили, что, хотя их концентратор уже существовал ранее, неформально, в виде таких установок, как Philex (1996) и New Britannia для Hudbay, смонтированная в этом году, — именно текущий проект Ozernoye показал, пожалуй, себя наиболее выигрышным и сделал эту технологию мейнстримом.

На объекте New Britannia компании Hudbay в настоящее время завершается монтаж четырех флотационных камер Джеймсона вместо ранее запланированных 11 обычных камер. Для Philex 10 камер Джеймсона заменили 50 обычных камер для обработки 900 т/час медной и золотой руды, что повлекло рост извлечения на 4 %. Но карьер «Озерное» еще больше. Главный металлург «Озерного» Александр Канарский говорит: «Концентратор Джеймсона сократит коли­чество флотационных машин в «Озерном» с 63 до 19, иными словами, на две трети. Но при этом будут перерабатываться те же самые 875 т/час.

Это сочетание производительности и эффективности важно для нас и для будущего горнодобывающей отрасли, учитывая истощение минеральной ресурсной базы.

В Glencore Technology комментируют: «Концентратор Джеймсона помогает решить очевидную проблему: конфликт между ожиданиями высокой производительности и все снижающимся качеством рудных тел. Концентратор Джеймсона может обеспечить аналогичную или большую пропускную способность, используя меньше оборудования и меньше энергии.

В частности, компания указывает на более низкий профиль, меньшую занимаемую площадь (снижение до 60 %), с соответствующим сокращением капитальных затрат, от 30 до 60 % ниже энергопотребление по сравнению с обычным контуром флотации; значительное сокращение количества движущихся деталей (и, соответственно, эксплуатационных затрат), плюс более быстрое, простое и дешевое техобслуживание с большей эксплуатационной доступ­ностью. У него также есть возможность обвода камеры, что дает высокую эксплуатационную доступность контура.

Концентратор не использует мешалки, роторы или воздуходувки при флотации и показывает высокую эффективность помола при значительно меньших затратах энергии, что создает значительно больший и более быстрый возврат инвестиций при обработке руд низкого ка­чества и высокой пропускной способности. Установка также обладает возможностью обхода камеры, что означает более высокую доступность контура.

Внедрению концентратора Джеймсона способствовали недавние разработки, главным образом занимающие меньшую площадь мельницы IsaMill™, которые теперь занимают столько же места, сколько вертикальные мельницы, но с гораздо меньшей высотой, а также вертикальные трубы камеры Джеймсона с более высокой производительностью.

Менеджер компании Glencore Technology по обработке минерального сырья Гленн Страйпер (Glenn Stieper) представил новый концентратор в серии образовательных вебинаров и выступлений на конференциях. Он говорит: «Концентратор Джеймсона может изменить ситуацию в обогащении для любого типа сырья, но особенно для сырья с низким содержанием полезного минерала и для сложных типов».


Технологии BGRIMM в глобальном применении

Среди китайских компаний BGRIMM остается крупнейшим и наиболее крупным мировым поставщиком оборудования для флотации. Недавно был поставлен комплект флотационных камер собственного дизайна и производства BGRIMM для масштабных обогатительных работ в Сербии: 19 флотационных камер KYF-130 и 7 флотационных камер XCF/KYF-30 в плоской компоновке с продувкой воздухом для медно-золотодобывающего карьера «Тимок» компании RAKITA; 6 камер KYF-320 и 10 камер KYF-100 для медной шахты MS компании Serbia Zijin Copper с пропускной способностью 20 000 т/сут.; 14 камер KYF-320 вместе с 10 камерами KYF-100 для медной шахты VK (также принадлежащей Serbia Zijin Copper) с пропускной способностью 30 000 т/сут. Эти проекты стали большим прорывом флотационных машин BGRIMM на европейском горнодобывающем рынке.

На другом конце света, в Австралии, камеры BGRIMM были приняты в работу компанией Norton Gold Fields, в том числе модели KYF-200 и KYF-70. В Колумбии флотационные камеры плоской компоновки с принудительно нагнетаемым воздухом BGRIMM XCF/KYF-40 были применены на золотодобывающей шахте Buritica компании Zijin Mining. А в России флотационные камеры XCF/KYF-40 поставляются на ГОК «Солнечный» в Хабаровском крае, теперь принадлежащий ОАО «Русолово». Завод был модернизирован и теперь фокусируется на производстве олова.

Крупнейшая камера компании BGRIMM и одна из крупнейших в мире вообще — это флотационная машина объемом 680 м3, использующая инновационную технологию транспортировки на короткие дистанции. Эта машина продолжает работать на медном руднике «Десин» в Китае, перерабатывая крупный халькопирит в сростках из хвостов. Она работает уже почти три года, с 2019 года, а ее потребление энергии было снижено на 20 % — до 0,5 кВт/м3, при этом коэффициент извлечения крупных частиц вырос на 10 %, а общий коэффициент извлечения — приблизительно на 2 %.

Также в Китае в рамках процесса модернизации и расширения завода China Molybdenum с 14 000 до 24 000 т/сут с учетом ограничений по площади, связанных с первоначальным заводом, компания BGRIMM поставила компактную конфигурацию KYF-300 м3, заменив ранее установленные 10 флотационных машин с механичес­кой аэрацией, 70 м3 каждая, 5 флотационных машин по 160 м3 и 2 флотационные колонны 4,5 м на 10 м. Как следствие, коэффициент извлечения молибдена +0,15 мм значительно увеличился, на 2—3 %.

При внедрении новой технологии разработана комбинированная конфигурация из криволинейного рабочего колеса и обратно-направленного плоского рабочего колеса, которая использовалась при расширении медно-цинкового рудника «Иньшань» и медного рудника «Ченменьшань» компании Jiangxi Copper Corporation. Коэффициент извлечения халькопирита и пирита увеличился на 1—2 %.

В BGRIMM также разработали новую серию флотационных машин HIF. Их представитель рассказал корреспонденту International Mining: «Мы достигли значительного технического прогресса в улучшении извлечения крупных частиц. Metso Outotec, FLSmidth и BGRIMM разрабатывали флотационные машины по 300 м3 и даже больше, однако увеличение объема бака означает увеличение рассто­яния между рабочим колесом и сливным порогом, что приводит удлинению пути наверх, проходимого пузырями, несущими минеральные частицы. В BGRIMM знали об этой проблеме уже много лет и изучали результаты при установке рабочего колеса на различной высоте внутри бака. Соответственно, мы разработали модель, охватывающую отношения между различными видами минералов, размерами частиц и расстоянием от рабочего колеса до дна бака. На основе полученных результатов разработана серия флотационных машин HIF, объем которых варьируется от 50 до 320 м3».

Дистанция переноса гибко регулируется в соответствии с динамикой флотации различных технологических процессов. Флотационные машины HIF могут работать независимо или в комбинации с флотационными машинами серии KYF. Эта технология применена на медном руднике «Палабора» (38 000 т/сут) компании HBIS в Южной Африке, медном руднике «Шаси» (10 000 т/сут) Tongling Nonferrous Metals Group Holdings, золотом руднике «Тайбай» (4000 т/сут) China National Gold Group Co Ltd и золотом руднике «Лоннань Цзыцзинь» (10 000 т/сут) компании Zijin Mining.

Относительно улучшения коэффициента извлечения мелких частиц в BGRIMM говорят, что применение этой технологии было проверено в работе с фосфатами и ильменитом. «В связи с ростом цен на сырье множество горнодобывающих предприятий предлагают повторно перерабатывать ультратонкие запасы P2O5 и TiO2 из переливов хвостов со сгустителей с наклонными плас­тинами. Шлам перелива имеет плотность 6—8 %, а 85 % частиц имеют размер 37 мкм, оба эти параметра повышают сложность сепарации минералов. До 2020 года в Китае было лишь несколько удачных инженерных решений в такого рода извлечениях.

Компания BGRIMM применила перемешивание силой сдвига и технологию интенсивной флотации нагнетаемым воздухом к мелкодисперсному фосфату, добившись коэффициента извлечения 83 % и отметки 33 % P2O5. Для мелкодисперсного ильменита в BGRIMM разработали технологию перемешивания с высокой силой сдвига и технологию флотации высокой интенсивности с механической аспирацией, добившись прекрасного металлургического результата 46 % TiO2 при извлечении 85 %».

Наконец, представитель BGRIMM сообщил корреспонденту International Mining, что они разработали оптимизированную интеллектуальную систему управления (BPM-F) для процессов флотации, которая способна, помимо прочего, определять свойства флотационной пены, прогнозировать ключевые индикаторы, распознавать условия и выполнять интеллектуальное управление. В компании говорят, что существующие приложения подтвердили способность BPM-F эффективно снижать ненормальные условия эксплу­атации посредством управления флотацией, стабилизировать процесс флотации и снижать потребление флотационных реагентов более чем на 5 %, а также снижать колебания в качестве концентрата на 10 %, при этом коэффициент извлечения может быть увеличен на 0,5 п. п. Эта система применена на медных, золотых и молибденовых рудниках по всему миру, например на золотом руднике «Саньшаньдао» в провинции Шаньдун, на концентраторе в медном руднике «Десин» в Цзянси, а также на объекте «Мусонойе» компании COMMUS SAS в Демократической Республике Конго.


Компания Woodgrove: достижение зрелости

За какие-то 12 лет компания Woodgrove Technologies прошла путь от мелкого старт­апа на рынке флотации, открытого в 2009 году Гленном Косиком (Glenn Kosick) и Гленном Добби (Glenn Dobby) — оба ранее работали с компанией MinnovEX, — до ключевого поставщика в отрасли, со значительным количеством установленных концентраторов в портфолио, в том числе на переработке медных руд, таких как проект «Опция роста в Спенсе» компании BHP (флотационная установка с многоступенчатым флотационным реактором SFR) и использование DFR компанией Copper Mountain Mining. Есть и другие проекты, такие как с компанией Teck, которая проводит пусконаладочные работы на меднодобывающем предприятии «Кебрада Бланка 2» (QB2) в Чили, — линия флотации здесь сочетает флотационные машины nextSTEP от FLSmidth на 600 м3 и перечистные установки от Woodgrove на основе многоступенчатого флотационного реактора.

Рост Woodgrove связан с привнесением компанией свежего подхода — сначала своей технологией многоступенчатого флотационного реактора (SFR), оптимизирующей три ступени флотации в трех отдельных зонах, где требования в каждой несовместимы с требованиями в двух других. Возврат пены минимален и тщательно контролируется. Плотная пульпа зоны извлечения позволяет намного больше контроля, что приводит к лучшему коэффициенту извлечения и общему улучшению. После этого был реактор непосредственной флотации (DFR) — флотационная машина, которая работает по принципу предотвращения образования пены и использует поверхность раздела между пеной и шламом. В конце концов, успех компании основан на хорошей производительности в реальных условиях.

Преимущества перед обычными механическими флотационными машинами состоят в меньшей площади установки (это все больше заботит операторов рудников) и в сниженном потреблении воздуха. Закрепление Woodgrove в качестве крупного игрока в мире флотации также проявилось в том, что технологии SFR и DFR теперь регулярно указываются в технико-экономических обоснованиях новых проектов в качестве предпочитаемых, а также рассматриваются как варианты для расширения существующих концентраторов. Установки DFR монтируются на том же уровне что и остальное оборудование, что значительно снижает затраты на монтаж и инфраструктуру.

Хорошим примером является новое стро­ительство компании Generation Mining Ltd, которая в этом году анонсировала результаты технико-экономического обоснования проекта «Маратон» по разработке палладия и меди близ города Маратона в северо-западном Онтарио. За первые три года добычи после начала коммерческой эксплуатации, планируется создать финансовый поток 979 млн канадских долларов и добыть 588 000 унций палладия и 122 млн фунтов меди приблизительно из 270 000 т подвозимого медно-палладиевого концентрата. Конструкция контура флотации включает реакторы непосредственной флотации Woodgrove, которые, как говорят в компании, обеспечивают более низкое энергопотребление и улучшенную производительность при эксплуатации.

В Маунт-Миллигане, Британская Колумбия, компания Centerra ожидает больших объемов добычи золота и меди в течение 2021—2023 годов: мельница обеспечит стабильную ежедневную пропускную способность около 60 000 т/сут, максимально разрешенное значение. Ожидается, что установка многоступенчатых реакторов флотации Woodgrove позволит достичь целевых уровней добычи золота и меди в 2022 году и далее. Последний пример — планируемый компанией OZ Minerals медно-никелевый рудник «Вест Масгрейв» в Западной Австралии, который должен использовать две новые разработки — вертикальную валковую дробилку от Loesche (VRM) и реактор непосредственной флотации от Woodgrove DFR в контуре флотации россыпи.

Недавно компания Woodgrove снабдила несколько площадок универсальными устанавливаемыми на рамах блоками, где ре­ализовано готовое к подключению решение. Эти блоки могут включать в себя ПЛК, питательные резервуары и манифольды инженерных сетей. Монтаж упрощается также единой точкой подключения питания, подачи воздуха, воды и управления. В результате такой интегрированной поставки сокращаются сроки монтажа и пусконаладочных работ.



Источник: Журнал «International Mining» Октябрь 2021 https://im-mining.com/


Обратная связь

Центральный офис Группы «КАНЕКС»

Москва, ул. 2-я Звенигородская, д. 13, стр. 37

+7(495) 137 90 90

info@kanex.ru

Нажимая кнопку «Подтверждаю» или продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта. Если вы не хотите использовать файлы cookie, измените настройки браузера.
Подтверждаю Подробнее