Două semnificații ale selecției echipamentelor din titan
Expresia selecție de echipamente din titan acoperă două decizii distincte de cumpărare care sunt adesea confundate. Primul este echipamentul de prelucrare a mineralelor folosit pentru a transforma minereurile purtătoare de titan într-un concentrat comercializabil, unde mașinile sunt de obicei convenționale în construcții, iar problema de selecție este metalurgică. Al doilea este echipamentul de proces fabricat din titan, cum ar fi schimbătoare de căldură, coloane, rezervoare și conducte în cloruri sau medii oxidante, unde problema de selecție este materialul și calitatea fabricării. Un exercițiu de selecție solidă le separă pe cele două și răspunde mai întâi la întrebarea metalurgică, deoarece corpul de minereu determină fluxul, iar fluxul determină dimensiunea, sarcina de uzură și numărul de unități.
Începeți de la corpul de minereu, nu de la lista de echipamente
Titanul este dispersat în natură și apare rareori într-o formă care poate fi expediată direct, motiv pentru care munca de selecție începe cu mineralogie. Ilmenitul, cu formula FeTiO3, poartă un maxim teoretic de aproximativ 52,7% dioxid de titan, dar concentratele comerciale raportează de obicei valori mai scăzute din cauza intemperiilor, dizolvării și intercreșterilor. Rutilul oferă un grad mult mai mare, dar este mult mai puțin abundent. Adevăratele întrebări pentru selecția echipamentului sunt asamblarea mineralelor, proporția de minerale și gangă coexistente și, mai ales, dimensiunea de eliberare, adică dimensiunea particulelor la care granulele purtătoare de fier și titan pot fi separate ca monocristale.
Două corpuri de minereu cu același grad de cap pot necesita echipamente complet diferite dacă dimensiunile lor de eliberare diferă cu un factor de trei. Creșterile fine împing fluxul spre măcinare fină, urmată de flotație, în timp ce materialul grosier, bine eliberat poate fi adesea tratat numai cu cernuire, concentrare gravitațională și separare uscată. Măcinarea mai fină decât dimensiunea de eliberare irosește energie și creează slimuri care ruinează recuperarea în aval, așa că un test cu ciclu blocat la scară pilot este cea mai ieftină asigurare înainte de a se angaja într-un flux.
Alegerea rutei de separare
Mineralele de titan răspund la mai multe proprietăți fizice, iar majoritatea concentratoarelor combină cel puțin două dintre ele.
Separarea gravitațională exploatează diferența de densitate dintre ganga de ilmenit și silicat și se aplică în mod normal fracțiunii grosiere în spirale, conuri sau mese agitate.
Separarea magnetică de mare intensitate profită de caracterul paramagnetic al ilmenitei. Este pasul de lucru atât pentru degroșare, cât și pentru curățare și, de asemenea, permite recuperarea mineralelor de fier din steril.
Separarea electrostatică funcționează pe diferențele de conductivitate și se aplică alimentelor uscate, de dimensiuni apropiate, de obicei fracția grosieră după cernere și clasificare.
Flotația se aplică finelor, unde gravitația și separarea uscată își pierd eficiența. Colectorii anionici sunt chimia standard; colectoarele modificate pe bază de ulei de gudron sunt disponibile pe scară largă, captează puternic ilmenita și pot fi pregătite în avans pentru flotarea la temperatura camerei, ceea ce îi face un colector eficient și practic.
Fluxuri combinate precum gravitația, magnetica puternică, flotația și separarea electrică în serie sunt utilizate pentru a recupera valorile de titan și fier din sterilul vechi, unde mineralogia este mai complexă.
Un studiu industrial raportat al unui circuit de screening și clasificare, urmat de separarea electrică a particulelor grosiere și flotarea particulelor fine, a obținut un grad de concentrat de titan de 47,65%, cu o recuperare de 78,34% în etapa de curățare. Acestea sunt cifre specifice operațiunii, dar ele ilustrează compromisul obișnuit: creșterea gradului prin curățare mai grea tinde să reducă recuperarea, astfel încât optimul economic trebuie evaluat în raport cu specificațiile topitoriei sau ale fabricii de pigment, mai degrabă decât în raport cu cel mai înalt grad posibil.
Acolo unde minereul este simplu și analiza cu mai multe elemente este favorabilă, circuitele simplificate, cum ar fi separarea gravitațională într-o singură etapă sau separarea magnetică de mare intensitate într-o singură etapă, pot produce un concentrat acceptabil din steril la costuri de capital și operare mult mai mici. Simplitatea ar trebui tratată ca un obiectiv de proiectare, nu ca un compromis.
Capacitate de potrivire, dimensiunea de alimentare și circuitul de apă
Odată ce diagrama de flux este fixată, selectarea echipamentului este un exercițiu de dimensionare. Capacitatea de proiectare ar trebui să aibă o marjă realistă peste debitul nominal al fabricii, deoarece minereurile de titan sunt adesea variabile ca duritate și grad. Distribuția dimensiunii alimentului trebuie să fie potrivită cu separatoarele: unitățile electrostatice uscate au nevoie de o bandă de dimensiune îngustă și uscată, separatoarele magnetice au nevoie de o dimensiune superioară definită pentru a evita blocarea matricei, iar celulele de flotație au nevoie de hrană deslimată. Calitatea apei contează la fel de mult ca și cantitatea de apă, deoarece solidele dizolvate și apa de proces reciclată din agenți de îngroșare pot reduce flotația și pot consuma colectorul.
Întrebările comerciale sunt la fel de concrete. Consumul de energie pe tonă, costul consumabilului pe tonă de concentrat, disponibilitatea pieselor de schimb în regiune și capacitatea de a rula unități în paralel, astfel încât o singură defecțiune să nu oprească întreaga fabrică sunt de obicei mai decisive decât cifrele principale de recuperare dintr-un singur test. Unitățile modulare și mobile permit unui proiect să înceapă pe o amprentă mică și la scară redusă, pe măsură ce resursa este dovedită.
Materiale și verificări de inspecție pentru echipamentele de procesare a titanului
Când echipamentul în sine este fabricat din titan, criteriile de selecție se schimbă complet. Selecția gradului urmează obligația de coroziune: gradul 2 pentru oxidare și serviciu general de clorură, gradul 7 în cazul în care condițiile reducătoare necesită stabilizarea paladiu, gradul 12 în cazul în care un adaos de molibden și nichel este utilizat pentru o rezistență mai mare în medii cu reducere moderată și gradul 9 unde este necesar un material pentru tuburi cu rezistență mai mare. Schimbătoarele tubulare sunt comandate în mod normal conform ASTM B338 sau ASME SB338, iar fabricarea plăcilor conform ASTM B265 sau ASME SB265.
Inspecția este locul unde se arată furnizorii slabi. Solicitați un certificat de material emis la EN 10204 3.1 care raportează atât proprietățile chimice, cât și mecanice pentru fiecare căldură. Confirmați că formarea și sudarea au fost efectuate cu unelte fără fier și suprafețe curățate, că sudurile au fost curățate corespunzător și că articolul finit a trecut un test hidrostatic și un colorant penetrant sau examinare radiografică a sudurilor critice. Verificați dacă numerele de căldură livrate se potrivesc cu certificatul înainte de instalarea echipamentului, deoarece un schimbător de titan care lasă furnizorului cu o căldură neidentificată nu poate fi reparat cu încredere în viitor.
Întrebări frecvente
Î: Care este primul pas în selectarea echipamentelor de ameliorare a titanului?
Determinați mineralogia și dimensiunea de eliberare a minereului. Fiecare decizie din aval, de la dimensiunea de măcinare la tipul de separator, decurge din aceste două fapte.
Î: De ce este folosită flotația pe fine mai degrabă decât separarea gravitațională?
Metodele gravitaționale își pierd eficiența sub intervalul aproximativ de nisip fin, unde diferența de densitate nu mai poate fi exploatată, în timp ce chimia de flotație funcționează bine pe particulele fine eliberate.
Î: Cum aleg între un circuit de recuperare de grad înalt și un circuit de recuperare ridicat?
Comparați valoarea concentratului suplimentar cu pierderea unităților recuperate și costul adăugat de curățare, apoi testați ambele opțiuni în raport cu specificațiile instalației consumatoare.
Î: Ce calitate de titan ar trebui utilizată pentru un schimbător de căldură de serviciu cu clorură?
Gradul 2 conform ASTM B338 este punctul de pornire normal pentru oxidarea și serviciul general de clorură, trecând la gradul 7 unde sunt prezente condiții de reducere.
Î: Ce documente ar trebui să însoțească echipamentele de procesare a titanului?
Un certificat de material de căldură prin căldură conform EN 10204 3.1 cu rezultate chimice și mecanice, proceduri de sudare și înregistrări de calificare a sudorului și rapoarte de la testele de presiune și nedistructive.
Î: Se poate justifica un circuit simplificat pentru retratarea sterilului?
Da. Acolo unde analiza cu mai multe elemente arată un ansamblu simplu, gravitația într-o singură etapă sau separarea magnetică de mare intensitate într-o singură etapă poate furniza un concentrat acceptabil la o fracțiune din costul de capital.
