Войти
Пузырьки воздуха, содержащие сульфид меди, в камере Jameson на флотационной установке Шахта Prominent Hill в Южной Австралии Jameson Cell - это высокоинтенсивная пенная флотационная камера, изобретенная лауреатом профессора Грэмом Джеймсоном Университета Ньюкасла (Австралия) и разработана совместно с Mount Isa Mines Limited («МИМ», дочерняя компания MIM Holdings Limited, а теперь входит в группу компаний Glencore ).
Рис. 1. Сравнение размеров обычных колонных флотационных ячеек и камер Jameson с аналогичной производственной. Высокая интенсивность камеры Джеймсон, что она намного короче, чем обычные колонные флотационные камеры (см. Рисунок 1), и не требует воздушных компрессоров для аэрации суспензии грунта. частицы руды и вода (собственные в виде суспензии или пульпы) во флотационной камере. Отсутствие потребности в потреблении энергии меньше, чем у эквивалентной механической колонной флотационной камеры.
В отличие от типов флотационной камеры Ячейка подает сырье и воздух в ячейку объединенным потоком через одну или несколько цилиндрических колонн, называемых «нисходящими трубопроводами». Фотационные камеры других типов обычно используются сырье и воздух в камеру.
Высокая скорость флотации минералов, особенно для очень мелких минеральных частиц. Он производит высококонцентрированные сорта из быстро плавающих высвобождаемых частиц и может сделать это за одну стадию флотации. Высокая пропускная способность камеры Джеймсон особенно полезна, когда требуются высокие выходы (массовые тяги), например, при повторной очистке при флотации металлов и при флотации металлургического угля, где выходы могут выходить 80%.
Первоначально ячейка была выбрана как более дешевая обычным колонным флотомашинам для извлечения мелких частиц и впервые была на свинцово-цинковой обогатительной фабрике Маунт-Айза в 1988 году. С тех пор эта технология распространилась на флотацию угля. и флотация драгоценных металлов, калийная флотация, флотация нефтеносных песков, флотация молибдена, флотация графита и очистка экстракция растворителем растворов. Xstrata Technology, подразделение Glencore Xstrata, занимающееся маркетингом технологий, в мае 2013 года перечислила 328 установок Jameson Cell. Ячейки были установлены 94 страны в 27 странах. Сегодня эта технология является стандартом в угольной промышленности Австралии, где установлено более ста ячеек для сбора угольной мелочи. Он в основном используется в металлургии для решения проблем с конечным содержанием и емкостью, которые используются в обычных контурах очистки ячеек. Он нашел свою нишу в преобразовании схемотехнических решений, где его включение позволяет проектировать более эффективные схемы с меньшим ячеек на меньшей занимаемой площади, занимаемой при этом более чистые и / или более чистые концентраты. Это также сделало возможным восстановление ранее выброшенных мелкодисперсных материалов, таких как уголь и фосфатная мелочь, тем самым повысив эффективность и продлив срок службы возобновляемых природных ресурсов мира.
Пенная флотация достигается за счет смешивания химикатов, известных как коллекторы, с рудной суспензией. Коллекторы адсорбируются на поверхности частиц избранных минералов (обычно ценного минерала, милого), оказываются эти минералы гидрофобными. Воздух проходит через суспензию в резервуаре, известном как флотационная камера. Воздух разбивается на крошечные пузырьки с помощью различных механизмов (в зависимости от конструкции флотационной камеры), и теперь гидрофобные минералы прикрепляются к пузырькам, поднимаясь вместе с ними на поверхность флотационной камеры, где они образуют пена. Пена стекает через верхний край (или «выступ») флотационная камера и образует флотационный концентрат. В идеале одна из нежелательных минеральных частиц не всплывает, и они остаются в виде хвостов флотации .
. Однако селективность механизма сбора не идеальна. Некоторые нежелательные («жила ») минералы также переносятся в пену, в основном за счет уноса с водой, поднимающейся с пузырьками. Это особенно верно для частиц размером менее 10 мкм. Некоторые частицы пустой породы следуют за водой между пузырьками, когда она стекает обратно в нижележащую пульпу. Этим методом может быть нанесение на пену достаточного количества «промывочной воды» для вытеснения воды, захваченной воды, и мелких частиц нормального породы, принесенных с. Колонные флотомашины, изобретенные в Канаде Бутином и Тремблеем в 1961 году, стали все более популярными в 1980-х и 1990-х годах как способ уменьшения уноса мелких частиц пустой породы во время «очистки» флотационных концентратов. При обычно от 6 до 14 метров высоты может иметь большее время пены до 2 м, увеличивающее время пребывания, чем обычные, и более стабильные поверхности пены, что позволяет лучше промывать пену.
Рис. 2. Принципиальная схема иллюстрирующая принципы работы обычной флотационной камеры с механическим перемешиванием. Эффективность пенной флотации определяется рядом вероятностей: вероятность частиц частиц с пузырьком, прикрепления частиц к пузырьку, переноса между пульпа и пена, а также сбор пены в желоб продукта.
В обычной ячейке с механическим перемешиванием доля пустот мала (5–10%), размер пузырьков большой (2–3 мм), что приводит к малой площади поверхности раздела с малой вероятностью контакта частиц с пузырьком. В обычной флотационной колонне доля пустот так же низка, поэтому вероятность увеличения размера частиц с пузырьками увеличивается за счет увеличения высоты колонны для обеспечения большего времени пребывания.
Традиционно рудная суспензия и воздух вводится во флотационную камеру отдельно (см. Рисунок 2). Ячейка Джеймсон отличается от этого традиционного подхода тем, что суспензия смешивается с воздухом в сливныхах.
Рис. 3. Спускной стакан Jameson Cell. Суспензия вводится в верхнюю часть сливного стакана в виде струи, которая втягивает через вторую трубу с образованием стабильной двухфазной смеси (см. Рис. 3). Падающая струя шлама срезает, а затем увлекает воздух. Целевые минералы с их поверхностями, покрытыми коллектором, прикрепленными к пузырькам, и эта смесь перемещается вниз по сливной трубе под гидростатических сил, прежде чем попадет в резервуар емкости Джеймсона (см. Рисунок 4). Нисходящий стакан для обеспечения высокоинтенсивного перемешивания воздуха и суспензии для образования плотной пены из мелких частиц и размера между целевыми минеральными частицами и пузырьками. Вероятность контакта частиц с пузырьком составляет «100%» при пребывании суспензии в сливном стакане 5–10 секунд.
Рис. 4. Вырезанный рисунок, показывающий типичную конструкцию камеры Джеймсон. Высокая вероятность контакта частиц с пузырьком и последующее короткое время пребывания (от пяти секунд в сливном стакане) позволяет получить гораздо более компактную конструкцию колонны, чем обычные флотомашины колонны (см. Рисунок 1). Мелкодисперсный характер пузырьков (от 0,3 до 0,5 мм в диаметре) дает им улучшенную пропускную способность для мелких минеральных частиц.Мелкие пузырьки также улучшают отделениелов, поскольку они усиливают разницу в кинетике флотации минералов и пустой породы, что позволяет увеличить концентраты более высокого качества.
Пена в сливном стакане на 50–60% состоит из воздуха, поэтому пульпа распределяется в виде тонких межфазных пленок суспензии между пузырьками, имеющими идеальную среду для контакта частиц с пузырьками. Сбор происходит за счет частиц в тонких пленках.
Наилучший сбор происходит, когда объем воздуха примерно равен объему нагнетаемой суспензии.
Ячейка посредством предварительного закрытия впускного отверстия для воздуха в верхней части сливного стакана и подачи флотационной пульпы через сопло. Воздух в сливном стакане увлекается пульпой, создавая частичный вакуум, который втягивает пульпу из резервуара вверх в сливной стакан. Уровень пульпы быстро достигает сопла, которое находится на уровне выше уровня жидкости в резервуаре. Это представляет собой гидростатический напор в сливном стакане. Когда впускное отверстие открыто, воздух втягивается в верхнее пространство сливного стакана за счет этого более низкого давления, где он также увлекается в содержимое сливного стакана погруженной струей. В то же время в пульпе в сливном стакане устанавливается нисходящий поток, который достаточен для противодействия плавучести пузырьков, и аэрированный пульпа выходит в резервуар.
Попав в резервуар, более широкое сечение поперечного сечения резервуара уменьшает поверхностную скорость смеси, позволяя пузырькам, содержащим пену минералы, отделяться от жидкости и подниматься на поверхность, как в обычной ячейке, где они образуюту. Скорость выпуска смеси в резервуар и большая разница в плотности между ней и остальной в резервуаре приводит к рециркуляции жидкостей, которые удерживают частицы в резервуаре во взвешенном состоянии без необходимости механического перемешивания.
Резервуар предназначен просто для отделения пузырьков от пульпы, поэтому объем резервуара невелик по сравнению с альтернативными технологиями.
Пена, которая образует верхнюю часть резервуара, течет через его кромку, чтобы быть собраны. При желании эту пену можно «смыть» легкой струей воды. Пузырьки, протекающие через кромку ячейки, имеют меньший диаметр, чем те, которые текут через обычные флотационные колонн.
Неплавающие хвосты выгружаются через отверстие в резервуаре.
Ячейка не требует движущихся частей воздуха или барботажных механизмов. Это приводит к более низкому энергопотреблению по сравнению с эквивалентными механическими или колонными флотомашинами. Затраты на техническое обслуживание также ниже, потому что единственная изнашиваемая часть - это линза суспензии, используемая для создания струи в сливном стакане.
Камера Jameson Cell выросла из долгосрочной исследовательской программы, направленной на улучшение извлечения мелких частиц с помощью флотации. Работа началась в Имперском колледже Лондона и продолжилась, когда Джеймсон переехал в 1978 году в Университет Ньюкасла, Новый Южный Уэльс, Австралия, где он стал лауреатом-профессором (2015).
Исследования Джеймсона в области флотации начались, когда он учился в Имперском колледже Лондона в 1969 году. Его коллега доктор Дж. А. Китченер из Королевской горной школы, отметив, что многие из новых месторождений полезных ископаемых, обнаруживаемых по всему миру, требовали тонкого измельчения для отделения твердых частиц от породы, в которой они были внедрены, а технологии флотации, доступные в то время, были относительно неэффективными для извлечения мелких частиц.. Китченер считал, что улучшений лучше всего за счет углубленных знаний физики флотации, а не химии реагентов. Джеймсон приобрел некоторый опыт изучения свойств пузырьков и частиц в суспензиях, когда был аспирантом в Кембридже. Он начал исследования механики жидкости процесса флотации и запустил серию экспериментальных проектов, посвященных влиянию диаметра частиц и размера пузырьков на константу скорости флотации. Большая часть исследований была проведена студентами с отличием в области химического машиностроения. Джеймсон принял вызов - найти практические решения для исправления ситуации, если они будут обнаружены.
Исследование Джеймсон показало, что кинетика флотации мелких частиц зависит от диаметра пузырьков и способ повышения извлечения заключается в использовании мелких пузырьков порядка 300 микрон (мкм) в диаметре. Нужен был практический метод изготовления таких пузырей в больших количествах, порядка миллиардов в секунду. Устройство должно быть простым в конструкции и эксплуатации, способным работать в течение длительного времени при минимальном обслуживании и устойчивом к блокированию случаями крупными частями в корме. Он начал изучать теорию разрыва пузырьков в сдвиговых потоках, в которых слои жидкости скользят друг по другу. Льюис и Дэвидсон недавно опубликовали теорию предсказания размера пузырьков в хорошо охарактеризованной среде потока. Уравновешивая сила, действующие на пузырь в сдвиговом потоке, включая разрушающие динамические напряжения от движения жидкости и восстанавливающую силу поверхностного натяжения, можно было предсказать критическую скорость сдвига, определенные для образования пузырька. заданного размера. Затем Джеймсон искал простые и практичные способы получения необходимой скорости сдвига и вдохновение в кухонной мойке. Если струя воды из-под крана попадает в таз, полная вода вокруг струи образует слой сдвига, который увлекает воздух из атмосферы в воду и в то же время разрушает увлеченный воздух в мелкие пузырьки. Эффект усиливается, если в воде есть моющее средство. Моющие средства, известные как пенообразователи, используются при флотации для предотвращения слипания пузырьков и стабильной пены. Путем правильного выбора скорости и диаметра струи можно обеспечить с контролируемым сдвигом, который может генерировать пузырьки подходящего размера для флотации, с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что воздух естественным образом всасывается струей, поэтому нет необходимости в компрессор или нагнетатель. Так родилась идея камеры Jameson Cell.
После ряда неудач в лаборатории Университета Ньюкасла появился радикально новый процесс флотации. Jameson подала предварительную заявку на патент в 1986 году. После первоначальных испытаний на оловянном руднике Ренисон Белл в Тасмании некоторые конструктивные особенности были методами. Он провел еще одно испытание на заводе с маленькой ячейкой в свинцово-цинковой обогатительной фабрике Mt Isa Mines Ltd в Квинсленде, используем в одиночку. Металлурги завода проявили интерес к технологиям и помогли ее усовершенствовать, в частности, проверили масштабирования, разработанные Джеймсон. В 1988 году недавний выпускник был назначен на полный рабочий день на год для проверки и подтверждения работы ячейки. В 1989 году между Tunra Ltd от имени Университета Ньюкасла, Джеймсон и MIM Holdings Limited была заключена международная эксклюзивная лицензия на использование модулей в металлургических целях. Опубликованы сводные статьи по теории и практике.
В конце конструктивных элементов вносятся существенные изменения с момента ее первой разработки в 1980-х годов.
Коммерческое развитие Cell произошло косвенно в результате проблем, возникших на свинцово-цинковой обогатительной фабрике MIM Mount Isa (иногда называемой «мельницей»). "в горнодобывающей промышленности". MIM эксплуатировала свинцово-цинковую обогатительную фабрику на Маунт-Айзе с 1931 года, хотя свинцово-цинковая руда была заменена медной рудой в период с середины 1943 года до середины 1946 года. Эти тенденции в увеличении показателей концентратора уменьшили производительность в 1980-х годах, что привело к «бесконечному циклу контуров, реагировало». смены операторов, смен металлургов и т. Д. ». Уменьшение размера зерна и выход схемы измельчения за пределы проектной производительности означало снижение степени разделения отдельных минеральных зерен (называемой «высвобождением») во время измельчения. С 1984 по 1991 год выделение сфалерита (цинксодержащий минерал, ZnS) снизилось с почти 70% до чуть более 50%. Это уменьшение высвобождения привело к снижению извлечения цинка в товарный цинковый концентрат.
Первоначальным ответом на проблему снижения извлечения цинка было начало производства концентрата более низкого качества, представляющего собой смесь, в 1986 году. цинка и свинца (известные в промышленности как «насыпной концентрат» и упоминаемые в Mount Isa как «концентрат низкосортной промежуточной продукции»). Этот концентрат обычно содержит 34% цинка и 13% свинца, по сравнению с обычным цинковым концентратом, содержащим не менее 50% цинка и менее 3% свинца.
При производстве основного концентрата полное извлечение цинка для продажи поддерживались на уровне более 70% до 1989 года. Однако высокое содержание свинца означало, что основной концентрат не мог быть обработан с помощью электролитического цинкования, и его приходилось продавать цинковым заводам, используя больше дорого Imperial Smelting Process. Первоначально компания MIM получала хорошую выручку от основного концентрата, но по мере того, как характер руды продолжал ухудшаться, производство основного концентрата увеличивалось и насыщало рынок. Условия оплаты снижались до тех пор, пока MIM не получила меньше половины оплаты за цинк в основном концентрате, чем она получила за цинк в цинковом концентрате.
Проблемы на обогатительной фабрике также повлияли на производительность свинцового завода MIM в Маунт-Иза. Свинцово-цинковая руда также содержала увеличивающееся количество мелкозернистого углеродистого пирита (FeS 2). Этот материал был естественно гидрофобным и плавал без помощи коллектора в свинцовый концентрат, разбавляя его. Дополнительная сера из пирита в свинцовом концентрате снизила производство свинца на свинцовом заводе, потому что способность удалять серу из концентрата была узким местом свинцового завода.
В рамках усилий по устранению проблем, MIM установили несколько колонных флотомашин в цехах цинкового концентрата и насыпного концентрата. В то время воздух вводили во флотационные колонны с помощью воздухораспределителей , обычно в виде мешка или оболочки вокруг трубы. Разбрызгиватели требовали большого технического обслуживания, и их производительность имела решающее значение для работы колонны.
В 1985 году компания MIM поручила компании Jameson выполнить проект по усовершенствованию конструкции барботера для колонн флотации. Вместо этого он разработал концепцию использования струи в сливном стакане для создания пузырьков и устранения необходимости в разбрызгивателе в обычных флотационных колоннах.
Концепция ячейки последовала, когда дальнейшие исследования показали, что большая часть пузырька - взаимодействие частиц происходило в сливном стакане, что делало ненужной зону сбора колонн флотации. Была разработана идея сливного стакана и короткого сепарационного резервуара, и в 1986 году была подана предварительная заявка на патент. Позднее этот патент был передан TUNRA Limited («TUNRA»), компании по передаче технологий Университета Ньюкасла, которая теперь известна как « Newcastle Innovation ».
Пилотная ячейка Jameson Cellпроизводительностью две тонны в час (т / ч) со 100-миллиметровым сливным стаканом и с диафрагмой для создания струи испытана в свинцово-цинковом концентраторе MIM. Вперед, в 1988 году, компания MIM провела испытания флотации мелких частиц, свинец, в обычной механической флотационной камере, традиционной колонне и камере Джеймсона. Ячейка дала лучший результат. Считалось, что это было комбинацией короткого времени пребывания частиц в ячейке и того факта, что гидрофобность частиц свинца со временем уменьшалась.
В результате этой работы в 1989 году MIM заказал четыре полномасштабных электролизера: две для свинцово-цинковой обогатительной фабрики в Маунт-Айзе и еще две для новой свинцово-цинковой обогатительной фабрики Hilton, которая будет построена на руднике Hilton, расположенном примерно в 20 км к северу от Маунт-Айзы. Ячейки Mount Isa имели диаметр 1,9 м и имели по три штуцера каждую, а камеру Hilton - 1,3 м в диаметре и имели по два штуцера каждая.
Параллельно с этой работой, Ячейка была испытана на извлечении мелкого угля на угольной шахте Newlands, также принадлежащей MIM Holdings Limited. Этот поток мелочи представлял собой поток циклона перелив, содерж которыйал 15–50% золы и ранее был удален. Размер частиц этого потока был менее 25 мкм. Пилотные испытания на установке показали, что можно достичь более 90% извлечения угля при менее 10% золы в продукте.
Впечатление в Ньюлендсе в 1988–89 годах была введена в эксплуатацию полномасштабная установка. финансовый год, с шестью прямоугольными ячейками (1,5 м × 3,5 м), установленными в двухступенчатой схеме. В ячейках первой ступени было семь сливных труб, а в ячейках второй - шесть. Эти камеры непрерывно работали в Newlands в течение 15 лет, пока в 2006 году не была построена новая промывочная установка вместо старой.
Две дополнительные камеры были установлены на угольных предприятиях MIM Holdings в Коллинсвилле в 1990 году.
Также в 1989 году Peko Mines, тогдашнее подразделение North Broken Hill Peko Limited, также наняла Jameson для проведения испытательных работ в своем Warrego обогатительная фабрика возле Теннант-Крик на Северной территории Австралии. Цель состояла в том, чтобы использовать камеру Jameson Cell при очистке медного концентрата с целью его использования за счет удаления пустой породы, включая пирит, магнетит, гематит и кварц. Персонал Peko Mines также протестировал обычную флотационную колонну для сравнения. После проведения испытаний компания Peko Mines установила на обогатительной фабрике две полномасштабные ячейки Jameson Cell диаметром 1,4 м, с тремя сливными стаканами.
Решение Peko Mines было основано на:
Peko Mines сообщила об окупаемости инвестиций в ячейки в течение двух месяцев.
экстракция растворителем - электролитическое извлечение (часто называемое «SX - EW») - это процесс, часто применяемый для извлечения меди из низкосортной и / или окисленной медной руды. Он включает выщелачивание из руды с использованием кислого раствора, щелока от выщелачивания, и контактирование этого меди с органическим экстрагентом. Ионы меди в щелоке от выщелачивания переходят в органический экстрагент, переходя от низкой концентрации к более высокой. Затем экстрагент контактирует со вторым водным раствором, более кислый, чем исходный щелок от выщелачивания, и медь снова перемещается, на этот раз из экстрагента в водный раствор. В результате получается кислый медиатор, в котором она используется, чтобы восстановить электролитический извлечением. Раствор, предназначенный для электролитического выделения, выявлен как электролит.
. Раствор электролита обычно содержит следы органического экстрагента, которые существуют в виде крошечных капелек внутри него. Их необходимо вызвать до того, как медь можно удалить в процессе электрохимического извлечения, поскольку минимальное количество экстрагента может вызвать трудности из-за зачистки и повреждения катодов с потерей качества катодной меди.
В конце 1980-х MIM построила завод SX-EW в Маунт-Айзе для извлечения меди, выщелоченной из руды с низким содержанием золота, складированной при добыче открытый участком Black Rock в 1960- х. Впервые в мире была использована ячейка Джеймсон для очистки раствором электролита путем удаления оставшегося органического растворителя. Это заменило традиционно используемые песочные фильтры.
Ячейка была 3 м в высоту, что вдвое больше, чем у ранних ячеек, использовавшихся в свинцово-цинковых концентраторах MIM, поскольку считалось, что дополнительное время увеличит извлечение. Он использовал одну сливную трубу. Сливной стакан использовался для контакта электролита с воздухом, и капли органического экстрагента прикреплялись к пузырькам воздуха, образовавшимся в сливном стакане.
После некоторых начальных изменений размера ячейка смогла удалить 70 –90% увлеченного органического экстрагента.
В апреле 1989 года MIM Holdings Limited приобрела мировые права на камеру Jameson Cell у TUNRA, а TUNRA сохранила права на использование ячейки для очистки сточных вод.
После первых применений в группе компаний MIM Holdings, до 1994 года были установлены ячейки Jameson Cells, производящие компании из цветных и драгоценных металлов в Азии, Южной Африке, Канаде и других странах. В отдельных штатах, в основном, при очистке концентрата, но также при очистке электролита SX-EW. Установка компании Phelps Dodge (ныне Freeport-McMoRan ) для очистки электролита на ее предприятии в Моренси в Аризоне примечательна наличием большой емкости диаметром 6,5 м с 30 сливными штуцерами. Ячейка Morenci Jameson Cell извлекала более 82% постоянно экстрагента.
К концу периода были установлены отсеки на угледобывающих предприятиях, эксплуатируемых BHP Mitsubishi Alliance и Peabody для извлечения мелочи.
В усовершенствованиях этой ранней конструкции особое внимание уделяется весу и износу переливного стакана. Изначально сливной был стакан изготовлен из стали с полиуретановым покрытием , а затем заменен на конструкцию из полиэтилена высокой плотности («HDPE») с семьей элементами.
Отверстие Пластина, используемая для создания струи суспензии, быстроизнашиваемая форма, и материалы ее конструкции также были в центре внимания при разработке. После испытаний закаленной стали с высоким уровнем хрома и различной керамики было обнаружено, что оксид алюминия высокой плотности обладает превосходными износостойкими свойствами, и он стал стандартом.
Первоначальная конструкция ячейки Jameson Cell имел следующие особенности:
В 1994 году MIM выпустила модель Cell модели Mark II. В него были внесены следующие изменения:
Рис. 5. Чертеж Ячейка Jameson Cell оснащена механизмом рециркуляции хвостов. Эти изменения привели к увеличению емкости.
Одна из проблем, с которой столкнулась ячейка, Mark I, заключалась в том, что ее производительность снижалась, если скорость подачи в камеру менялась, что было обычным явлением из-за нормальных колебаний в работе концентраторов. Эта проблема была решена посредством камеры рециркуляции некоторых хвостов для подачи в внешний разделительный блок, называемый «механизм рециркуляции» или «ERM», отдельно от флотационной камеры. Таким образом, создается постоянная скорость потока в ячейке, благодаря чему создается постоянная скорость потока, а следовательно, и давление в резервуаре. ячейка. Это имело дополнительное преимущество: часть хвостов (обычно 40%) проходила через систему во второй раз, что привело к более высокому извлечению. При флотации угольной мелочи это достигнуто в одной ячейке достичь такого же извлечения горючих веществ, как это было ранее достигнуто в некоторых двухступенчатых системах камер.
Впервые была создана внутренняя система рециркуляции, называемая «внутренней рециркуляцией». контроль »или« IRC ». Это в основном использовалось в интегрированных прямоугольных камерах (см. Рисунок 6), где питающий резервуар и система рециркуляции хвостов легко объединены в единое целое с флотомашиной. Эта система снизила стоимость установки ячейки и сделала ячейку более компактной.
Рис. 6. Чертеж ячейки Джеймсон, спроектированной с внутренней системой рециркуляции хвостов. В течение этого периода диаметр отверстия был увеличен по с конструкцией 28 мм. использовалась в 1990 году до 34 мм с моделью Mark II и 38 мм в 1997 году. Это вместе с увеличенным диаметром сливного стакана Mark II удвоить расход суспензии на один сливной стакан с 30 м / ч в 1990 году до 60 м / ч в 1997 году.
Увеличенное расстояние между сливными стаканами уменьшило взаимодействие аэрированной суспензии. из соседних сливных стаканов. Это могло вызвать общее извлечение ячеек из-за того, что частицы, собранные пузырьками в сливном стакане, отделились от резервуара для пульпы.
В областях под сливными стаканами была значительная турбулентность. это может к отделению частиц от пузырьков. Эти турбулентные зоны были смягчены добавлением конических диффузоров под каждым сливным стаканом. Они обеспечивают равномерную скорость роста пузырьков в пространстве за счет замедления. Сообщалось, что диффузоры уменьшили турбулентность на 69% по сравнению со стандартным переливным стаканом без диффузора.
В то время как JamesonCell продолжала расширяться в очистке концентратов цветных металлов, SX – EW Применения для очистки электролита и извлечения угольной мелочи, она также нашла новые применения в очистке калийных шламов и была принята компанией Philex Mining Corporation в качестве единственной флотационной машины для своей медной обогатительной фабрики Benguet. Это не обычное приложение для Cell. Ни одна другая обогатительная фабрика не работает исключительно с использованием Jameson Cells.
Cleveland Potash Limited добывает и очищает сильвинитовую руду на месторождении в Северном Йоркшире, Англия. Его перерабатывающий завод использует пенную флотацию для производства продукта, богатого хлоридом калия («KCl»). После проведения тестовой рабочей кампании, в ходе которой сравнивались характеристики камеры с механическими флотомашинами при различных задачах в контуре флотации, Cleveland Potash заказал ячейку с 6 сливными стаканами для извлечения калийных шламов. Испытания показали увеличение извлечения калийных шламов на 4,8%, что эквивалентно увеличению выручки примерно на 518 000 фунтов стерлингов в год.
В 1993 году компания Philex Филиппинская горнодобывающая компания Mining Corporation заменила схему механической очистки на Cells на своей медной обогатительной фабрике Benguet. После их успешной работы компания Philex заменила механические ячейки в своей схеме очиститель-поглотитель в 1994 году и начала поэтапное внедрение линий очистки и очистки ячейки, которое было завершено в начале 1996 года. Это была первая операция, в которой была применена система внешнего механизма рециркуляции.. К тому времени, когда была установлена последняя камера Jameson Cell, весь цикл флотации состоял из камер Jameson Cell.
Мотивом для установки камер Jameson Cell было отчасти воспользоваться их возможностями экономии места и улучшить качество меди восстановление с минимальными затратами. Схема ячейки занимала на 60% меньше площади пола и достигла результатов, эквивалентных механическим банкам с 40% времени их пребывания. Они обеспечили экономию энергии на 18%.
В дополнение к этим преимуществам, использование ячеек Джеймсон в более грубой и грубой секции установки поглотителя привело к увеличению извлечения меди на 3,3% и 4,5 % увеличение извлечения золота. При объединении с другими ячейками в секции очистителя, доочистки и очистителя-поглотителя конечное содержание меди в концентрате увеличилось на 2,6%, а извлечение меди на заводе увеличилось на 3,5%, а извлечение золота на заводе увеличилось на 2,6%.
Рис. 7. Линза для суспензии Jameson Cell Mark IV. Конструкция Mark III включает в себя наибольшее усовершенствование технологии с момента его коммерциализации. Основное внимание уделялось тому, чтобы технология была более надежной и простой в использовании. Полная переработка узла сливного стакана позволила гораздо легче изолировать и разблокировать его по сравнению с конструкцией Mark II. Конструкция Mark III также предусматривала расход суспензии на штуцер, который должен быть увеличен с 60 м / ч до 75–85 м / ч с использованием отверстий большего размера в линзах суспензии.
Ячейка Mark III была представлена в 2000 году. Она включает следующие улучшения:
Рис. 8. Линза суспензии Jameson Cell вставляется в верхнюю часть сливного стакана. В более ранних моделях ячейка Джеймсона использовались диафрагмы для создания сливного стакана струя. Новая конструкция линзы суспензии гладкого, неглубокого угла входа, что создавало срок потока по керамике, уменьшая износ и продлевая ее службы. Такая форма привела к снижению энергопотребления питающего шламового насоса на 10% и к лучшему формированию струи, что улучшило увлечение воздуха.
Рис. 9. Используемая система промывной воды из нержавеющей стали, установленная на ячейку Джеймсон. для плавающей угольной мелочи. Для угля система добавления промывочной воды была заменена с лотка на круглые кольца из нержавеющей стали, прикрепленные к системе ручного подъема. Это обеспечит гибкость легкого перехода от добавления промывочной воды к добавлению внутрь пены, что может потребоваться для операций с включением концентрата. Для металлургии использовались поддоны для промывочной воды новой конструкции, состоящие из съемных резиновых матов для облегчения обслуживания.
Клапаны AISE были разработаны для предотвращения всасывания твердых частиц обратно в воздушные линии, когда сливные стаканы блокируются. Отложение твердых частиц в воздуховодах и их скопление в воздухораспределителе снижает эффективность флотации, поскольку это препятствует эффективному уносу воздуха в сливные стаканы.
Этот период был одним из периодов быстрого роста для ячеек Джеймсон в приложениих. Семьдесят семь электролизеров были установлены на обогатительных фабриках по всему миру, в основном на угольных предприятиях мирах цветных металлов. Однако за это время Cell также переместился в канадскую промышленность нефтеносных песков для флотации битума.
Флотация является одним из используемых единичных процессов для отделения битумной составляющей нефтеносных песков в процессе добычи нефти. Часть битума не извлекается в резервуаре первичной сепарации и отправляется в резервуар первичной сепарации. Эти хвосты, как правило, утилизируются в ходе операции по очистке, чтобы попытаться извлечь часть оставшегося битума.
Три одиночные ячейки Jameson Cell промышленного размера были проданы компанией Xstrata Technology компании Shell Canada в 2007 году проект крупномасштабной пилотной установки и восемь стоек вниз на 500 мм были проданы Syncrude Limited в 2008 году. В последнем случае были использованы для обработки промпродукта существующей емкости для третичной добычи нефти в запатентованном процессе извлечения битума с помощью Syncrude.
Рис. 10. Фотография быстроразъемных зажимов, прикрепления линии для суспензии к верхней части Спускной стакан Jameson Cell. Конструкция ячейки Mark IV представлена в 2009 году. Она включает следующие улучшения:
Во флотации цветных и драгоценных металлов Jameson Cell зарекомендовала себя особенно полезной в нескольких приложениях во флотационных контурах, которые также используют другие типы флотационных ячеек, такие как как механические ячейки. Эти области применения включают:
Ячейка Джеймсон оказалась особенно эффективной при очистке и извлечении мелких частиц угля. Например, на шахте Goonyella компании BHP Coal (в настоящее время входит в состав BHP Mitsubishi Alliance) установлено восемь камер для замены всего 32 механических флотационных контуров в 1995 году на угольной флотационной установке производительностью 1800 т / ч. Результатом стало общее увеличение урожайности для завода на 3,5% (лучше, чем прогнозируемый выход на 2,1%, который был использован для обоснования проекта) и производство малозольного продукта.
С тех пор, Ячейки Jameson Cell установлены на многих углеобогатительных фабриках по всему миру, самая большая установка находится на угольной шахте Карраг в Австралии, где 12 ячеек перерабатывают более 5 миллионов тонн угольной мелочи в год.
Ячейка также может быть в хвостах обогатительных фабрик для извлечения ранее выброшенной мелкодисперсного угля.
Ячейка Джеймсон используется для извлечения органического растворителя при экстракции растворителем - установках электролиза из потоков электролита, так и рафината.
Загрязнение электролита увеличивает эксплуатационные расходы и снижает качество медного продукта. Любой растворитель, остающийся в потоке рафината, представляет собой потерю растворителя и, следовательно, увеличение эксплуатационных расходов.
Основными батареями на заводах SX - EW являются Freeport McMoRan на ее предприятиях Morenci, BHP Billiton на ее Olympic Dam и Grupo México на предприятиях Cananea и La Caridad. Всего Xstrata Technology сообщает о 41 приложении SX-EW.
Последние разработки в конструкциях для приложений SX-EW включают в себя большую конструкцию, позволяющую размещать ее на земле, и большие (500 мм) диаметр сливных стаканов, которые могут иметь несколько линз для жидкости (в приложениях SX - EW нет суспензии), Эксплуатация на сливном стакане.
Самая большая действующая ячейка находится на территории Олимпийской плотины, перерабатывая 3000 м3 / ч рафината.
Первое применение калийных удобрений в Англии в 1993 году, где компания Jameson Клетки использовали для обработки калийных шламов (см. Калийная флотация ). Впечатление он был применен на заводе Israel Chemicals Limited в Мертвом море и неназванным введением в провинции Саскачеван в Канаде.
Ячейка Джеймсон была принята Shell Canada и Syncrude для плавающий битум в нефтеносных песках (см. Флотация битума ). В 2012 году Syncrude закупила для своего завода восемь дополнительных стоек с перетяжкой 500 мм.
Ячейку Джеймсона можно использовать для обратной флотации кремнезема из железной руды, где традиционно использовались флотационные колонны.
Операции по фосфатам, которые используют флотацию в основном механизме концентрирования фосфатсодержащих минералов, обычно отбрасывают частицы размером менее 20 мкм. Это связано с тем, что мелкие частицы имеют плохие характеристики флотации.
Legend International Holdings Incorporated («Легенда») владеет крупными залежами фосфатов, в среднем содержании 20–60% частиц. менее 20 мкм, содержит до 50% фосфата. Это делает традиционную практику концентрирования фосфатов неэкономичной для этих отложений. В ответ компания Legend разработала процесс, основанный на использовании камеры Jameson Cell в конфигурации с более грубым поглотителем-очистителем для извлечения не менее 80% фосфата с содержанием не менее 32% P 2>O5из материалов с гранулометрическим составом. до 80% меньше 20 мкм.
Ячейка Jameson Cell, как сообщается, имеет следующие преимущества:
