鉱物濃縮装置 浮遊選別・濃縮・粉砕用セレクションガイド

Choose ミネラル濃縮装置 by ore mineralogy, feed particle size, and the true cost per ton of concentrate, not by the purchase price of the machine.強制空気浮選バンクは大きなセルで安定した泡を生成し、自己曝気機は小規模な作業でエネルギーを節約し、正しく選択されたレーキトルクを備えたセンター駆動濃縮器は、操作初日から水バランスを保護します。このガイドは、銅、金、亜鉛、リン酸塩、カリ、リチウムのプロジェクト向けに浮選、粉砕、分級、混合および濃縮ラインを構築したメーカーの視点から作成されています。各機器グループが何を達成する必要があるのか​​、どのような選択ミスが運用コストを増加させるのか、発注前に確認すべきことを説明します。

何 mineral concentration equipment 実際に達成しなければならない

濃縮プラントの仕事は 1 つあります。それは、脈石を除去し、貴重な鉱物を製錬所、浸出回路、または直接市場が受け入れられる濃縮物にアップグレードすることです。そのラインで使用される装置は、最終的なグレードと回収率以上のものを決定します。水の消費量、試薬の消費量、エネルギー需要、およびプラントを安定に保つために必要なオペレーターの数を設定します。

フローシート全体がチェーンのように動作します。研削により解放サイズが設定されます。分級により粒子サイズが安定します。コンディショニングにより、鉱物の表面が収集用に準備されます。実際の分離は浮選によって行われます。濃縮および脱水により水を回収し、濃縮床を高密度化します。 1 つのリンクが間違った公差で設計されている場合、チェーンの残りの部分がその代償を負います。尾鉱の流れに対して濃縮剤のサイズが小さすぎると、プラントは飼料の削減を余儀なくされます。間違ったタイプのインペラを備えた浮選機では、試薬の変更では修正できない泡の安定性のギャップが発生します。

これらの点は、プラント所有者が平均品位ではなく、鉱山の耐用期間全体にわたって鉱石を定義する必要がある理由を説明しています。平均的なサイズの装置は、最初の高粘土または高微粉の期間には小さすぎることがよくあり、その期間はまさに最も厳しい運転条件が到来するときです。

濃縮プラントの5つの機器グループ

すべてのフローシートは異なりますが、典型的な濃縮プラントには同じ 5 つのグループの機器が含まれています。各グループの機能を理解すると、通常はマシン名とモデル番号の長いリストのように見える入札を購入者が比較するのに役立ちます。

これら 5 つ以外に、チャネル型フィーダーやディスク フィーダーなどの供給装置が、第 1 ミル段階への鉱石の流入を制御します。些細なことのように聞こえますが、不規則な送りは研削回路内でサージングを引き起こし、サージングは​​浮上の安定性を損ないます。

浮選機の選択: 風量、機構、負荷

浮遊選鉱は、ほとんどの濃縮プラントにおける主要な分離ツールです。機械は空気を分散させ、鉱物粒子を浮遊させ、鉱物を洗浄機まで運ぶのに十分な安定した泡ゾーンを作成し、適切な範囲でエネルギーを送り出し続ける必要があります。

自己曝気機は、回転するインペラによってパルプに空気を引き込みます。送風機がなく、配管工事も少なく、操作も簡単で、中小規模の容量範囲のセルでうまく機能します。 SF、BF、JJF はすべてこのクラスに属します。 XCF/KYF や CLF などの強制空気機械は、低圧ブロワーから空気を受け取ります。その結果、タンクが深くなり、空気の分布がより均一になり、飼料グレードが急速に変化しても泡層が安定します。大規模な原石バンクやスカベンジャーバンクでは、その安定性はブロワーのコストを追加する価値があります。

当社の設備では、XCF/KYF の組み合わせが、大型の粗鉱やスカベンジャーの作業によく使用されます。 XCF 片面パドル セルは同じ体積の KYF セルとペアになり、2 つは 1 つの空気供給と 1 つの洗浄を共有します。この配置によりバンクの長さが短くなり、フロアのレイアウトが簡素化され、掃除が必要な洗濯領域が減ります。

粗粉砕および粗粉砕用のXCF/KYF浮遊選鉱機 この XCF 吸引と KYF 直流セルの組み合わせは、1 つの空気供給と洗浄を共有し、低エネルギー使用と粗大粒子の信頼性の高い懸濁を実現します。 製品を見る→

鉱石に粗い粉砕生成物が含まれている場合、BF または CLF セルの方が優れていることがよくあります。これは、砂床を構築せずに粗い重い粒子を懸濁状態に保つためです。サプライヤーに尋ねる最初の質問の 1 つは、提案されたセルが以前にこの種類の鉱石とこの粒径範囲を実際に処理したことがあるかどうかです。

増粘剤: 水の回収とアンダーフロー制御

中央駆動の濃縮装置は、ミネラル濃縮における脱水の主力製品です。スラリーが中央の供給ウェルに入り、固体が底に沈殿し、回転するレーキが沈殿した床を中央の排出口に向かって引きずり込み、透明なオーバーフローが縁からこぼれます。注目すべき大きな数値はすくいトルクです。慢性的に過負荷がかかるレーキはギアボックスを摩耗させ、シャフトを曲げ、最終的にはプラントを停止させます。

増粘剤のサイジングは通常、固体負荷量、つまり 1 日あたりのタンク面積 1 平方メートルあたりの乾燥固体のトン数として表されます。十分に沈降する精鉱または尾鉱の流れの場合、0.5 ～ 1.5 t/m²/日が実用的な範囲です。微細な粘土を含む尾鉱の場合、この数値ははるかに低くなり、場合によっては 0.3 を下回る可能性があり、凝集剤の消費量が制御要因となります。

アンダーフロー密度は 2 番目の数値です。卑金属プラントでは、フィルターに供給される濃縮剤の固形分は重量で 55 ～ 65%、尾滓ダムのフィードでは 45 ～ 55% が一般的です。ポンプとパイプは、特に鉱物が高度に凝集し、層が柔らかい固体のように動作する場合、実際のアンダーフロー粘度に合わせたサイズにする必要があります。アンダーフロー密度を適切に設定することで、回収できる水の量も決まります。クリーンなオーバーフローと適切に制御されたベッドにより、プラントはプロセス水の 70 ～ 85% を定期的に戻すことができます。塩湖カリプロジェクトでは、塩水が媒体であり貴重な液体でもあるため、小さな水バランスの誤差が大きな生産損失につながります。増粘剤の設計では、最初の計算でブラインの密度と温度を考慮する必要があります。

効率的な水を回収するための中央駆動濃縮装置 この増粘剤は固形分を 20 ～ 30% から 40 ～ 70% に高めます。リフティング レーキ機構とトルク保護により、高密度のアンダーフローを管理し、プロセス水を回収します。 製品を見る→

粉砕と分級: 粒子サイズが下流のすべてを決定します

浮遊選鉱セルは、遊離していないミネラルを回収することはできません。粉砕は粒度分布を作成するステップです。 The wet grid-type ball mill is a standard choice in small and medium plants because it feeds a dense pulp to the classifier and handles a high circulating load with good control of the discharge size.

スパイラル分級機はボールミルを備えた閉回路で動作します。特大の砂はミルに戻り、次のパスに進みます。オーバーフローは浮遊に移ります。浮遊選鉱フィードの場合、多くの場合、目標は 60 ～ 75% が 74 ミクロンを通過することですが、適切な数値はデフォルトからではなく、解放テストから得られます。粗粒鉱石は 80% が 150 ミクロンを通過すると完全に遊離する可能性があります。細粒鉱石または分散鉱石では、80% が 45 ミクロンを通過する必要がある場合があります。遊離よりも細かく粉砕するとエネルギーが消費され、回収効果は得られません。また、粉砕しすぎると細かいスライムが生成され、試薬が消費され、濃縮グレードが低下します。

閉回路粉砕用湿式グリッドボールミル このミルは、緻密なパルプを分級機に供給し、オーバーフローミルよりも 15% 高い処理能力で高い循環負荷を処理し、遊離試験に適しています。 製品を見る→

分級機は、送りの硬さが変化してもカット サイズを維持する必要もあります。実際には、試運転後の最初の数週間はシフトごとに画面チェックを行うことをお勧めします。オペレータは、逸脱が深刻になる前に、オーバーフロー サイズの小さな変化と浮遊選鉱の回復を関連付けることができます。

混合タンク: 過小評価されているコンディショニングステップ

コンディショニング時間は、変更するのに最も安価なプロセス変数の 1 つであり、フローテーションの問題が間違っている場合に発生する最も一般的な原因の 1 つです。試薬が鉱物表面と反応するには時間がかかります。スラリー混合タンクは、パルプが最初の浮選セルに入るまでの時間を提供します。試薬混合タンクは、試薬の投与量を溶解して均一化します。小さすぎると試薬濃度が変動し、下流の浮選セルを制御できなくなります。

設計上の 2 つのポイントが最も重要です。 1つ目はデッドゾーンです。小さな羽根車を備えた大きなタンクは混合しているように見えますが、パルプの中心部が未処理のままであり、浮遊選鉱フィードに短絡する可能性があります。 2つ目は単位体積あたりの入力電力です。パワーが小さすぎるとサスペンションが不完全になります。 too much creates strong shear that can strip reagent layers or break bubbles.プラントの経験によれば、この問題はオペレーターが思っているよりも一般的であることがわかっています。タンクは活動しているように見えますが、底部や隅にはパルプが停滞したままになっているためです。

The XBN high-concentration mixing tank is a variant designed for pulp densities that ordinary mixing tanks cannot handle. It keeps solids moving and avoids the local concentration spikes that change the reagent-to-solids ratio during flotation. For plants treating high-density leach pulps, this unit is worth studying before a generic tank is selected.

鉱石の種類によって装備リストがどのように変化するか

Mineral concentration equipment cannot be selected without knowing the chemical and physical behaviour of the ore.どちらも銅を浮遊させる 2 つのプラントは紙の上では同じように見えますが、一方が塊状硫化物を処理し、もう一方が酸化炭酸塩鉱石を処理する場合、浮遊選鉱機の負荷、粉砕対象、脱水システムはすべて変わります。 The table below summarizes the typical logic for six common ore families.

この表は設計マニュアルではありません。同じ機器カテゴリがどこにでも表示されますが、そのカテゴリ内の動作点は鉱石によって設定される必要があることに注意してください。そのため、当社のエンジニアは、お客様が見積もりをリクエストする際に、単なる金属グレードではなく、完全な鉱物学的説明を求めます。

運用コストはどこにかかるのか、どのように削減するのか

Energy is the single largest controllable cost faced by the owners of concentration plants.機器レベルで測定すると、一般的な電気エネルギーの分割は次のようになります。

絶対数を減らすには、まず研削送りサイズを小さくします。粉砕機の製品を 10 mm 細かくすると、ボール ミルのエネルギー需要を約 5 ～ 8% 削減できます。これは、ボール ミルが最後の粉砕段階での間違いを修復するためにチャージを使用しなくなるためです。その後、既存のプラントでは次のような対策が現実的です。

• 浮遊選鉱機のインペラに可変周波数ドライブを取り付け、粒子を浮遊状態に保つ最低速度で運転します。
• 泡の深さを設計値に保ちます。過剰なエネルギーを供給して泡を引き出すと、1 トンあたりのエネルギーが増加し、グレードが低下します。
• 泡クラウダーを追加すると、空気速度を上げずに石化した泡が洗濯機内に加速されます。
• 増粘剤のアンダーフロー制御を自動化します。床が安定しているということは、乾燥固体 1 トンあたりの凝集剤が少なくなり、戻り水の流れがより安定していることを意味します。
• 分類子のオーバーフロー サイズを監視します。過剰粉砕製品は粉砕エネルギーと試薬がかかり、脱水が困難な濃縮物が生成されます。

運営コストはエネルギーだけではありません。摩耗部品、鋼粉砕媒体、および浮選試薬はすべて、装置の選択に影響されます。研磨鉱石用の浮選インペラは、通常、先端速度がわずかに低い方が優れています。正しいトルク設定のシックナーレーキドライブにより、せん断摩耗が回避されます。正しい傾斜で動く分級機スパイラルは、セルの底を埋める砂を送る代わりに、適切なサイズの分割物を浮選に送ります。これらのポイントはすべて、プラントの毎月のコスト計算書に現れます。

メンテナンス: 生産停止を余儀なくされる障害

濃縮装置は、重量で 30 ～ 70% の固形分を含むスラリーで動作します。摩耗とスケールが主な敵であり、一度故障が発生すると植物への供給が停止します。以下の表は、フィールド エンジニアが浮遊選鉱機や濃縮機で最もよく目にする故障を実際にまとめたものです。

スペアパーツの在庫はメンテナンスの一部です。小規模プラントの場合、浮選モデルごとにインペラとステーターの完全なセットを 1 つ、増粘剤レーキ摩耗シューを 1 セット、分級機用の標準ゴム予備を運ぶことが、通常、コストと安全性の適切なバランスです。

何 recent plant projects show

Equipment choices look different when they are attached to a real project.で 1-million-ton-per-year copper-gold pyrite project in Anhui , the line combines a wet grid ball mill, a spiral classifier and XCF/KYF flotation machines in rougher and scavenger banks.銅と金の鉱物は適度に粗い粒子で黄鉄鉱に閉じ込められているため、この設計により、黄鉄鉱が過度に粉砕されず、回収可能な金がスライム画分に取り残されない程度に一次粉砕が維持されます。

A different example is a potash project in Laos, built around large mixing and thickening equipment. The plant operates in saturated brine, so corrosion margins and a conservative thickener diameter were part of the selection logic. The equipment family is the same as a copper plant, but the design values for materials, drive torque and air handling are completely different.

The pattern is clear: every successful plant starts from the ore and works backward to the machine.詳細は how to choose mineral concentration equipment according to ore type 詳細については、別の技術記事で説明します。

注文前の実用的なチェックリスト

見積を比較する前にこのチェックリストに取り組む購入者は、プラント稼働の 1 か月間で、通常機器の価格を交渉するよりも多くの費用を節約できます。

最後の項目は、ほとんどの購入者が予想するよりも重要です。ボールミル、分級機、浮選機、濃縮機を 1 つの設計ラインとして調整できるサプライヤーは、インターフェースのミスを減らします。フランジのサイズ、ランダの高さ、ポンプヘッドの要件、および制御信号はすべて接続されます。各マシンが異なるソースから供給される場合、デフォルトではプラント所有者がインテグレータになります。

ミネラル濃縮装置に関するよくあるご質問

鉱物濃縮装置は、鉱体とターゲット精鉱に接続されるとすぐに、機械名のリストではなくなります。適切なプラントは、鉱石の特性から始まり、粉砕、分級、調整、浮遊選鉱、濃縮を経て、運用コストとアフターサポートを含む購入決定で終わります。新しい濃縮装置を計画している場合、または既存の濃縮装置をアップグレードしている場合は、最初にフィード データを提供し、鉱石に応じて機器を選択します。それが、紙の上では正しく見えるプラントと、連続稼働 3 か月で回復を維持できるプラントとの違いです。