EN
No processamento mineral e em circuitos hidrometalúrgicos, conseguir uma suspensão uniforme de polpa com alto teor de sólidos e uma dispersão eficiente de reagentes de flotação é um fator crítico para melhorar as taxas de recuperação mineral e os graus de concentrado. Como o principal equipamento de agitação para condicionamento de polpa, mistura de reagentes e processos de lixiviação antes da flotação, o projeto hidráulico e a integridade estrutural do Tanque de Mistura de Mineração afetam diretamente as métricas de separação subsequentes. Enfrentando polpas de alta densidade e altamente abrasivas com distribuições complexas de tamanho de partícula, uma compreensão profunda da configuração do núcleo e da dinâmica do campo de fluxo deste equipamento pode resolver efetivamente problemas práticos de produção, como desgaste severo por cavitação, deposição de sólidos e mistura irregular no local.
Projeto de campo de fluxo e seleção de impulsor para polpas de alta concentração
A função central do Tanque de mistura de mineração é fornecer dinâmica de fluidos suficiente através de agitação mecânica para neutralizar a velocidade de sedimentação das partículas minerais. Nos processos de beneficiamento, os projetos dos impulsores são claramente diferenciados com base em requisitos de processo distintos:
- Impulsor de Fluxo Axial : Este tipo gera principalmente circulação axial dentro do fluido, como impulsores de hidrofólio de alta eficiência. Esses projetos podem produzir taxas de fluxo de circulação massivas com baixas taxas de cisalhamento, alcançando a suspensão de partículas sólidas no fundo do tanque com consumo de energia extremamente baixo. É altamente adequado para tanques de armazenamento de celulose de grande volume e agitação de lixiviação.
- Impulsor de fluxo radial : O fluido irradia para fora do centro do impulsor, gerando fortes forças de alto cisalhamento, como impulsores de turbina Rushton de seis pás. Durante a fase de adição e condicionamento de reagentes da flotação, este campo de fluxo de alto cisalhamento pode cortar rapidamente coletores não solúveis em água em gotículas de tamanho micrométrico, aumentando significativamente a probabilidade de colisão entre reagentes e partículas minerais e aumentando o efeito de adsorção.
Para evitar que a polpa mineral forme uma rotação monolítica dentro do corpo do tanque, o que reduziria a eficiência da mistura, defletores verticais devem ser configurados dentro do Tanque de Mistura de Mineração. Normalmente, quatro defletores verticais são instalados simetricamente na parede interna do tanque cilíndrico. A largura dos defletores é geralmente um duodécimo do diâmetro do tanque, e uma certa folga é mantida entre os defletores e a parede do tanque para eliminar o vórtice central e converter o fluxo tangencial em fortes fluxos de circulação axial superior e inferior.
Principais tecnologias de materiais para proteção contra desgaste e corrosão
As máquinas de mineração enfrentam desgaste abrasivo de longo prazo causado por partículas sólidas de alta dureza e corrosão química causada por reagentes ácidos e alcalinos. A chave para manter a operação estável a longo prazo do Tanque de Mistura de Mineração está na tecnologia de proteção de superfície do corpo do tanque e no sistema de agitação:
- Forro de borracha de alta resistência ao desgaste : Processos de colagem a frio ou vulcanização a quente são aplicados para envolver a parede interna do tanque e a superfície do impulsor com borracha altamente elástica e resistente ao desgaste. A deformação elástica da borracha pode absorver efetivamente a energia de impacto das partículas sólidas. Ao lidar com polpas comuns com tamanhos de partículas inferiores a 1 mm e concentrações de peso sólido abaixo de 30%, sua vida útil excede em muito a do aço carbono comum.
- Aço de alta liga e revestimentos especiais : Em ambientes de lixiviação fortemente ácidos, o corpo do tanque e o eixo de transmissão devem ser construídos em aço inoxidável 316L, aço inoxidável duplex ou ser pulverizados na superfície com politetrafluoretileno para evitar falhas estruturais causadas por corrosão local e corrosão intergranular.
Comparação dos principais parâmetros técnicos
Ao avaliar ou configurar um tanque de mistura de mineração, é vital combinar as dimensões mecânicas, a potência de transmissão e a capacidade de processamento de celulose. A seguir está uma comparação de parâmetros técnicos para especificações comuns de tanques de agitação em aplicações industriais:
| Diâmetro do Tanque (m) | Altura do Tanque (m) | Volume Efetivo (m3) | Diâmetro do impulsor (m) | Velocidade do impulsor (r/min) | Potência do motor (kW) | Concentração máxima de polpa aplicável (% em peso) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 1.0 | 0.78 | 0.28 | 360 | 1.5 | 30% |
| 1.5 | 1.5 | 2.55 | 0.42 | 300 | 3.0 | 30% |
| 2.0 | 2.0 | 6.00 | 0.55 | 240 | 5.5 | 35% |
| 3.0 | 3.0 | 20.50 | 0.85 | 180 | 15.0 | 40% |
| 4.0 | 4.0 | 48.50 | 1.10 | 135 | 30.0 | 40% |
Na seleção de engenharia real, a relação de aspecto (H/D) do corpo do tanque é geralmente controlada entre 1,0 e 1,2. Se a altura for muito grande, um impulsor monoestágio não conseguirá garantir o efeito de suspensão na parte superior do tanque. Nesses casos, um sistema de impulsor de dois ou múltiplos estágios deve ser projetado para garantir que a uniformidade da concentração da polpa em todo o tanque atinja mais de 95%.
Projeto de engenharia de sistemas de acionamento e inicialização de serviços pesados
O mecanismo de acionamento do tanque de mistura de mineração é normalmente composto por um motor elétrico resistente, um redutor de superfície de dentes duros e uma carcaça de rolamento principal aprimorada. Devido a condições repentinas, como cortes de energia ou paradas de manutenção em minas, as partículas sólidas no tanque podem se depositar rapidamente em um curto período e enterrar o impulsor, causando um fenômeno de tanque lixado.
Para solucionar o problema de religação sob cargas pesadas ou mesmo sob condições de areia, a configuração do equipamento deve considerar um alto coeficiente de torque de partida. O cálculo da resistência do eixo de transmissão não deve apenas atender ao torque nominal, mas também suportar as forças radiais alternadas geradas pelo campo de fluxo desigual da polpa quando o impulsor gira. Ao configurar um sistema de acionamento de frequência variável, a velocidade do impulsor pode ser ajustada dinamicamente de acordo com as flutuações no fluxo e concentração da polpa durante o processo de produção para reduzir o consumo de energia. Além disso, ele pode fornecer um modo de partida suave de baixa velocidade e alto torque, protegendo efetivamente as engrenagens redutoras e o eixo principal contra danos por carga de impacto.
