Jonas Boehnke, M.Sc. Инженер-технолог Sepro Minerals Systems Corp.
Октябрь 2014
Ниже представлен краткий обзор компании «SEPRO» по концентраторам Falcon SB для углубления знаний и получения основной информации о передовой технологии Sepro в области гравитационного обогащения с применением концентраторов периодического действия.
1. Вступление
«SEPRO» — успешная частная компания с большим штатом работников по всему миру. Финансовый успех и доминирующая позиция на рынке с технологией FALCON позволили ей развиться и в других смежных областях, таких как технологические испытания минерального сырья, проектирование и изготовление скрубберов и рудных мельниц.
Первый концентратор Falcon был изготовлен в 1982 году и испытан на россыпных месторождениях в Канаде. С тех пор компания SEPRO постоянно развивала и улучшала технологию гравитационного обогащения, чтобы соответствовать жестким требованиям современного горно-обогатительного производства.
Сегодня «SEPRO» предлагает по всему миру три независимые усовершенствованные технологии гравитационного обогащения для различного применения:
- FALCON SB — разработана для извлечения благородных металлов, находящихся в свободной металлической форме, и успешно применяется в концентраторах Falcon с периодической разгрузкой (FALCON SB). Основное применение в тех случаях, когда требуется очень высокая степень концентрации ценного компонента и очень маленький выход концентрата, как правило, << 0,1 %.
- FALCON C — применяется в концентраторах с непрерывной разгрузкой (FALCON C) в случаях, когда выход концентрата составляет более 0,1 %.
- FALCON UF — эффективна для гравитационного обогащения минерального сырья с крупностью частиц менее 10 микрон. К примеру, проведенные испытания показывают возможность эффективного извлечения олова крупностью порядка 3 микрон.
2. Основной принцип работы концентраторов ‘SB’
2.1. Ламинарный поток против турбулентного потока
Чаша концентратора Falcon состоит из сложно моделируемых систем, двух зон: конической зоны стратификации [S]* и вертикальной зоны удержания [R]*. Пульпа разгоняется до достижения высоких центробежных скоростей и расслаивается вдоль круто наклонной гладкой поверхности в условиях действия полу-ламинарного потока. Расслоение и ускорение эффективны при обогащении тонких ценных компонентов. При этом более предпочтительна плотность пульпы менее 50–60 % по весу. Законы физики (и здравого смысла) подсказывают, что разделение ухудшается при увеличении плотности пульпы. И хотя разделение возможно вплоть до 70 % твердого, но за счет добавления флюидизационной воды и применения чаши с рифлями по всей высоте появляется турбулентность в потоке, которая приводит к потерям тонких ценных минералов. По вполне понятным причинам гравитационное извлечение мелочи в ламинарных потоках превосходит извлечение в турбулентных потоках. Неоднократно доказано, что концентраторы Falcon — лучшие в мире среди всех концентраторов для извлечения тонких ценных компонентов.
2.2. Удержание концентрата
Концентратор Falcon — единственный аппарат, который сочетает два принципа удержания концентрата: нефлюидизационное удержание [R1]* расслоившегося слоя (в конце ламинарного потока зоны стратификации [S]*) и концентрация за счет включения в флюидизационную постель [R2]*. Фактор, оказывающий влияние, — размер частиц.
Мелкие частицы могут быть удержаны в пустотах, но не могут проникнуть во флюидизационную постель с вытеснением более легких и более крупных частиц. Мелочь удерживается вне флюидизированной зоне после достаточного расслоения и ускорения и формирования стекающей пленки.
Крупные частицы, находясь под действием сил, продвигаются над «пляжем», состоящим из сконцентрированных мелких частиц в нефлюидизационной зоне, пока не достигают кипящего слоя, в который они внедряются. Расход воды, необходимой для создания кипящего слоя во флюидизационной зоне удержания, может регулироваться с высокой точностью. Концентраторы наших конкурентов используют ступенчатое расположение рифлей, что не позволяет расслаиваться мелким частицам, а турбулентные потоки способствуют их вымыванию из минеральной постели и замещению крупными частицами, за счет чего снижается извлечение мелких частиц. Сбалансированное извлечение мелких и крупных частиц достигается при объединении двух принципов удержания от FALCON.
* Пожалуйста, ознакомьтесь со следующим рисунком.
2.3. Сила G и система привода
Концентраторы Falcon устанавливаются на прочную раму, что вкупе с применением усовершенствованных высоконадежных подшипников позволяет развивать центробежную силу вплоть до 200 G. Всё преимущество от высоких значений G достигается с полуламинарным потоком при использовании концентрационной чаши Falcon двузонного типа.
Концентраторы снабжены ЧРП (частотно-регулируемый привод) для контроля скорости вращения чаши и центробежного ускорения. Динамический тормоз гасит энергию вращения чаши с рабочей скорости до скорости промывки, что позволяет сократить цикл промывки, уменьшить время работы вхолостую или увеличить время работы на материале.
3. Ожижающая вода и эксплуатационные расходы
3.1. Расход воды
Для работы гравитационных концентраторов с постелью флюидизационного типа требуется чистая ожижающая вода. Расход воды контролируется автоматизированной системой управления, и вода подается через маленькие отверстия для флюидизации минеральной постели. Потребность в воде для концентратора Falcon модели SB5200 составляет 25–35 м3/ч, в то время как подобный типоразмер концентратора конкурентов потребляет 28–86 м3/ч. Эта разница в течение года составит более 200 000 м3 в пользу технологии FALCON.
3.2. Конструкция отверстий
Отверстия, через которые вода подается в концентратор Falcon, короче относительно большого диаметра и просверлены радиально, в то время как конструкция у конкурентов основана на применении более длинных и более мелких отверстий, просверленных почти по касательной. Кроме того, большое значение имеет материал, через который просверлены отверстия. В соответствии с конструкцией FALCON, материал чаши — нержавеющая сталь, которая обладает большей устойчивостью к блокированию отверстий. Мягкий полиуретан позволяет твердым частицам проникать в себя и блокировать отверстия. В результате конструкция концентраторов Falcon требует значительно меньше времени на обслуживание по сравнению с конструкцией конкурентов.
4. Износ и эксплуатационные расходы
4.1. LSP* оптимизация износа («Detour Lake Gold»)
Основная стратегия Falcon, основанная на зональном подходе, — это борьба с износом и снижение эксплуатационных расходов. Импеллер, нижняя точка удара (LSP) и разгрузочное кольцо являются основными изнашиваемыми частями, и их восстановление не взаимосвязано. Зона удержания концентрата [R] в основном не подвергается износу. Изнашиваемые части — это сменные детали, в отличие от философии конкурента — поставка дорогостоящих целых чаш через программы обмена.
В концентраторе конкурентов турбулентное движение пульпы изнашивает ступенчатые рифли, при этом постоянно снижается извлечение до того дня, пока чаша не будет заменена на новую. В то же время «SEPRO» постоянно совершенствует свое оборудование, учитывая большое количество факторов с целью снижения эксплуатационных затрат. Одна из многих таких инициатив — внедрение вставок LSP на одном из крупнейших канадских рудников. Вставка LSP была предоставлена руднику «Detour Lake Gold» совсем недавно (2014) с целью снизить эксплуатационные затраты и увеличить механическую надежность при переработке высоко абразивной руды:
«Руда «Detour Gold» является экстремально абразивной для нашего технологического оборудования и трубопроводов, поэтому мы изначально заказали концентраторы Falcon SB5200 и связанные с ними пульповоды в комплекте с керамической футеровкой. Более того, компания «SEPRO» предложила разработать улучшенную систему футеровки чаши, чтобы повысить износостойкость и снизить эксплуатационные расходы. В результате была разработана резиновая вставка LSP, срок службы которой превышает в 1,5–2 раза срок службы оригинальной керамической футеровки и для ее замены не требуется демонтаж чаши. Эта вставка действительно эффективна для быстрого восстановления нижней точки износа и, кроме того, было продемонстрировано значительное снижение износа и снижение затрат на техническое обслуживание», — отмечает Герри Барстад, главный металлург рудника «Detour Gold Inc.».
В результате успеха от внедрения вставки LSP на «Detour Lake», вставка LSP будет применяться на всех новых концентраторах SB5200, а также может быть установлена на всех действующих концентраторах SB5200, количество которых по миру составляет более 200 штук.
* Нижняя точка удара (LSP)
5. Несколько примеров поставок концентраторов Falcon на горнодобывающие предприятия
5.1. Сотрудничество с российской компанией «Полюс Золото»
Компания «Sepro Mineral Systems Corp» зарекомендовала себя компетентным партнером как в самых маленьких, так и в самых крупных проектах. «Полюс Золото» является крупнейшим производителем золота на территории России и стран СНГ и в настоящее время реализует проект «ЗИФ НАТАЛКА». Комплексная поставка на строящееся предприятие включала следующее оборудование: грохоты, насосы, установки интенсивного выщелачивания, электролиза и плавки и исключительно гравитационные концентраторы Falcon (SB5200 — 13 шт. и SB2500 — 2 шт.).
5.2. Сотрудничество с компанией «Phonesack»
Недавно «SEPRO» досрочно завершила поставку 24 концентраторов Falcon SB5200 для золотого рудника проекта группы «Phonesack». За 14 недель были совершены 4 раздельных отгрузки по 6 концентраторов Falcon с завода «SEPRO» в Лэнгли (Британская Колумбия, Канада) для рудника «Khamkeut Saen Oudom» (KSO), расположенного рядом с городом Лак-Сао (Лаос). Оборудование по этому заказу, в том числе вибрационные грохоты, уже работает на площадке KSO. По итогам работы и качества сервиса компания «SEPRO» получила право на поставку еще 24 гравитационных концентраторов Falcon SB5200 для проекта KSO, являющегося одним из крупнейших золотых проектов во всем мире. Этот заказчик произвел тщательный анализ имеющегося на рынке конкурентного оборудования, прежде чем поддержать значительными инвестициями в виде средств и доверия в технологию FALCON.