Was ist ein Bergbau-Mischtank und wie optimiert er die Mineralverarbeitung?

In Mineralverarbeitungs- und hydrometallurgischen Kreisläufen ist die Erzielung einer gleichmäßigen Suspension von Zellstoff mit hohem Feststoffgehalt und einer effizienten Verteilung von Flotationsreagenzien ein entscheidender Faktor für die Verbesserung der Mineralgewinnungsraten und Konzentratgrade. Als zentrale Rührausrüstung für die Pulpekonditionierung, das Mischen von Reagenzien und die Laugungsprozesse vor der Flotation wirken sich das hydraulische Design und die strukturelle Integrität des Bergbau-Mischbehälter direkt auf die nachfolgenden Trennmetriken aus. Bei der Verarbeitung hochdichter, stark abrasiver Zellstoffe mit komplexen Partikelgrößenverteilungen kann ein tiefes Verständnis der Kernkonfiguration und der Strömungsfelddynamik dieser Ausrüstung praktische Produktionsprobleme wie starken Kavitationsverschleiß, Feststoffablagerung und ungleichmäßige Vermischung vor Ort effektiv lösen.

Strömungsfelddesign und Laufradauswahl für hochkonzentrierte Zellstoffe

Die Kernfunktion des Mining Mixing Tank besteht darin, durch mechanische Bewegung eine ausreichende Fluiddynamik bereitzustellen, um der Absetzgeschwindigkeit mineralischer Partikel entgegenzuwirken. Bei Aufbereitungsprozessen werden die Laufradkonstruktionen anhand unterschiedlicher Prozessanforderungen deutlich unterschieden:

• Axialströmungslaufrad : Dieser Typ erzeugt hauptsächlich eine axiale Zirkulation innerhalb der Flüssigkeit, wie zum Beispiel hocheffiziente Tragflügelräder. Diese Konstruktionen können enorme Zirkulationsströmungsraten bei niedrigen Scherraten erzeugen und so eine bodenfreie Suspension fester Partikel im gesamten Tank bei extrem niedrigem Energieverbrauch erreichen. Es eignet sich hervorragend für großvolumige Zellstofflagertanks und Laugungsrührwerke.
• Radialströmungslaufrad : Die Flüssigkeit strahlt von der Mitte des Laufrads nach außen und erzeugt starke Scherkräfte, wie etwa bei sechsblättrigen Rushton-Turbinenlaufrädern. Während der Reagenzzugabe- und Konditionierungsphase der Flotation kann dieses Strömungsfeld mit hoher Scherung nicht wasserlösliche Sammler schnell in mikrometergroße Tröpfchen zerscheren, was die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen Reagenzien und Mineralpartikeln erheblich erhöht und den Adsorptionseffekt verstärkt.

Um zu verhindern, dass der Mineralbrei im Tankkörper eine monolithische Rotation bildet, die die Mischeffizienz verringern würde, müssen im Mining-Mischtank vertikale Leitbleche angeordnet werden. Typischerweise sind vier vertikale Leitbleche symmetrisch an der Innenwand des zylindrischen Tanks angebracht. Die Breite der Leitbleche beträgt im Allgemeinen ein Zwölftel des Tankdurchmessers, und zwischen den Leitblechen und der Tankwand wird ein gewisser Spalt aufrechterhalten, um den zentralen Wirbel zu beseitigen und die tangentiale Strömung in starke obere und untere axiale Zirkulationsströmungen umzuwandeln.

Schlüsselmaterialtechnologien für Verschleiß- und Korrosionsschutz

Bergbaumaschinen sind langfristigem abrasivem Verschleiß durch hochharte Feststoffpartikel und chemischer Korrosion durch saure und alkalische Reagenzien ausgesetzt. Der Schlüssel zur Aufrechterhaltung des langfristig stabilen Betriebs des Mining Mixing Tank liegt in der Oberflächenschutztechnologie des Tankkörpers und des Rührsystems:

• Hochverschleißfeste Gummiauskleidung : Durch Kaltverklebungs- oder Heißvulkanisationsverfahren werden die Innenwand des Tanks und die Laufradoberfläche mit hochelastischem, verschleißfestem Gummi umhüllt. Durch die elastische Verformung des Gummis kann die Aufprallenergie fester Partikel effektiv absorbiert werden. Beim Umgang mit gewöhnlichem Zellstoff mit Partikelgrößen von weniger als 1 mm und Feststoffgewichtskonzentrationen unter 30 % übertrifft seine Lebensdauer die von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl bei weitem.
• Hochlegierter Stahl und Spezialbeschichtungen : In stark sauren Laugungsumgebungen müssen der Tankkörper und die Getriebewelle aus Edelstahl 316L oder Duplex-Edelstahl gefertigt sein oder mit Polytetrafluorethylen oberflächenbesprüht sein, um Strukturversagen durch lokale Lochfraßbildung und interkristalline Korrosion zu verhindern.

Vergleich wichtiger technischer Parameter

Bei der Bewertung oder Konfiguration eines Bergbaumischtanks ist die Abstimmung der mechanischen Abmessungen, der Übertragungsleistung und der Zellstoffverarbeitungskapazität von entscheidender Bedeutung. Im Folgenden finden Sie einen Vergleich technischer Parameter für gängige Rührbehälterspezifikationen in industriellen Anwendungen:

Bei der eigentlichen technischen Auswahl wird das Seitenverhältnis (H/D) des Tankkörpers normalerweise zwischen 1,0 und 1,2 gesteuert. Bei zu großer Höhe kann ein einstufiges Laufrad die Federwirkung im oberen Teil des Tanks nicht gewährleisten. In solchen Fällen muss ein zweistufiges oder mehrstufiges Laufradsystem ausgelegt werden, um sicherzustellen, dass die Konzentrationsgleichmäßigkeit des Zellstoffs im gesamten Tank über 95 % erreicht.

Technisches Design von Antriebssystemen und Schwerlastanlauf

Der Antriebsmechanismus des Mining Mixing Tank besteht typischerweise aus einem Hochleistungselektromotor, einem Hartzahn-Oberflächenreduzierer und einem verbesserten Hauptlagergehäuse. Aufgrund plötzlicher Umstände wie Stromausfällen oder Wartungsarbeiten in Bergwerken können sich feste Partikel im Tank innerhalb kurzer Zeit schnell absetzen und das Laufrad verstopfen, was zu einem eingesandeten Tankphänomen führt.

Um das Problem des Wiederanlaufs unter schweren Lasten oder sogar unter eingesandeten Bedingungen zu lösen, muss bei der Gerätekonfiguration ein hoher Anlaufdrehmomentkoeffizient berücksichtigt werden. Die Festigkeitsberechnung der Übertragungswelle muss nicht nur das Nenndrehmoment erfüllen, sondern auch den wechselnden Radialkräften standhalten, die durch das ungleichmäßige Strömungsfeld des Zellstoffs bei der Drehung des Laufrads entstehen. Durch die Konfiguration eines Antriebssystems mit variabler Frequenz kann die Laufradgeschwindigkeit dynamisch an Schwankungen des Zellstoffflusses und der Zellstoffkonzentration während des Produktionsprozesses angepasst werden, um den Energieverbrauch zu senken. Darüber hinaus kann ein Sanftanlaufmodus mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment bereitgestellt werden, der die Untersetzungsgetriebe und die Hauptwelle effektiv vor Schäden durch Stoßbelastung schützt.