부유선별용 무유압축기: 광업 및 광물 처리 분야를 위한 완벽한 엔지니어링 가이드

🕒 읽는 데 12분 소요 | 2025년 3월 업데이트 | 18년 이상 압축기 엔지니어링 전문 지식

📷 에버 파워(Ever Power) 무오일 공기 압축기 시리즈 - 영국 및 유럽 전역의 부유선별 및 광물 처리 분야에 특화하여 설계되었습니다.

기포 핵 생성 및 표면 화학

부유선별법은 목표 광물 입자와 맥석 사이의 표면 습윤성 차이를 이용하는 방법입니다. 압축 공기가 스파저 파이프 또는 임펠러-스테이터 어셈블리를 통해 조절된 슬러리에 주입되어 직경 0.5~1.5mm의 미세한 기포가 조밀하게 생성됩니다. 집광제라고 불리는 선택적 시약으로 인해 소수성으로 변한 광물 표면은 상승하는 공기 방울에 우선적으로 부착됩니다. 광물이 함유된 기포 덩어리는 슬러리 표면으로 상승하여 안정적인 거품층을 형성하고, 기계적으로 긁어내거나 농축물 배출구로 넘쳐흐릅니다. 친수성을 유지하는 맥석은 슬러리에 남아 광미로 이동합니다. 이 공정의 선택성은 정밀한 표면 화학적 성질에 달려 있으며, 공기와 함께 유입되는 외부 계면활성제는 이러한 선택성을 완전히 저해할 수 있습니다.

압축 공기 유량 및 압력의 역할

현대의 대형 부유선별 장비(자체 흡입식 기계식 셀, 강제 공기 탱크 셀, 컬럼 부유선별 장치 등)는 모두 상당한 양의 압축 공기를 소비하는데, 일반적으로 스파저 기반 시스템의 경우 0.4~0.8 bar(g), 고압 컬럼 방식의 경우 최대 2.5 bar(g)의 압력에서 공기를 사용합니다. 공기 유량은 기포 표면적 플럭스(Sb)에 직접적인 영향을 미치며, 이는 부유선별 속도 상수와 정광 등급을 예측하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 공기가 부족하면 회로에 공기 공급이 원활하지 않아 회수율이 감소하고, 공기가 과다하면 크고 불안정한 기포가 생성되어 습하고 저급의 거품이 발생합니다. 따라서 공기 공급의 일관성과 청결도는 유량만큼 중요하며, 바로 이 부분에서 오일 윤활식 압축기가 엄격하게 제어되는 화학 반응에 제어할 수 없는 변수를 도입하게 됩니다.

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PTFE 복합재 로터 코팅

금속 간 접촉을 없애줍니다. 오일이 전혀 필요 없습니다. 부하 시 완전 자체 윤활 기능을 제공합니다.

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밀폐된 미로 장벽

이중 미로 구조와 인청동 오일 차단막으로 에어엔드로 오일이 전혀 유입되지 않도록 보장합니다.

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2단계 중간 냉각

배출 온도 80°C 미만. 시약을 보호하고 수분 혼입을 줄입니다.

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ISO 8573-1 클래스 0 인증

제3자 기관 테스트 결과, 모든 작동 지점에서 오일이 전혀 검출되지 않았습니다.

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금속 회수율 향상 - 측정 가능

부유선별 공기 공급에서 오일을 제거함으로써, 목표 광물 표면에 대한 집진제 흡착은 오일의 경쟁적 간섭 없이 진행됩니다. 영국 전역의 구리 및 납 채굴 현장에서 실시된 시험 결과, 회수율이 1.2~2.8%포인트 향상되었으며, 이는 톤당 처리되는 광석의 상당한 추가 수익으로 이어집니다. 구리 정광 가격이 톤당 7,000파운드를 초과할 경우, 연간 200만 톤 규모의 채굴 현장에서 11,000톤의 회수율 향상만으로도 연간 40만 파운드 이상의 추가 수익을 창출할 수 있습니다.

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시약 소모량 감소

광물유가 집진제 분자와 표면 흡착 경쟁을 하지 않을 때, 주어진 투입량에서 펄프 내 활성 집진제의 유효 농도가 더 높아집니다. 오일 프리 공기 압축기로 전환한 대부분의 공장에서는 크산테이트 또는 디티오포스페이트 투입량을 8~151톤 줄이면서도 회수율을 유지하거나 향상시킬 수 있다는 것을 알게 됩니다. 일반적인 집진제 비용이 톤당 800~2,500파운드인 점을 고려하면, 이는 운영 비용을 직접적으로 절감하고 톤당 처리 비용을 개선하는 효과가 있습니다.

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영국 및 EU 규정 완벽 준수

ISO 8573-1 클래스 0 인증은 환경청의 유수 배출 허가 조건, 유증기 노출에 대한 COSHH 평가, 광산 폐기물 지침의 공정수 수질 관리 요건 등 가장 엄격한 규제 요건을 충족합니다. ISO 14001 환경 인증을 목표로 하는 사업장의 경우, 오일이 없는 압축 공기 공급 장치를 사용하면 환경 관련 사항 등록 절차가 상당히 간소화됩니다.

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가변 주파수 드라이브 - 에너지 효율

37kW 이상의 모든 EP-OF 모델에는 통합 VFD가 기본 사양으로 제공되어 압축기가 순간적인 부유선별 수요에 맞춰 토출량을 정밀하게 조절할 수 있습니다. 광석 경도나 처리량이 가변적인 작업 환경에서 이는 고정 속도 장비의 부하/무부하 반복 작동을 방지하고, 단위 전력 소비량(kWh/m³)을 15~25%까지 절감할 수 있습니다. 또한, 압축열 80%를 회수하여 공정수 가열에 활용하는 열회수 기능(공장 출고 시 옵션 사양)을 함께 사용하면 전체적인 에너지 효율성이 매우 뛰어납니다.

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유지보수 부담 감소

압축실에서 오일을 제거함으로써 2,000시간마다 교체해야 하는 오일 분리 필터 요소가 필요 없어지고, 오일 분석 프로그램도 필요 없으며, 유해 폐기물을 발생시키는 오일 포화 필터 요소도 없고, 고온에서 오일 중합으로 인한 하류 스파저 노즐 오염 위험도 없습니다. 현장 경험에 따르면 제어된 압축기실 환경에서 작동하는 EP-OF 시리즈 압축기의 경우 주요 정비 간격이 최대 8,000 작동 시간까지 가능합니다.

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더욱 깨끗한 광미 및 환경 책임 감소

부유선별 공정에서 재활용되는 공업용수는 공기 공급에 오일이 없을 경우 탄화수소 함량이 현저히 낮아집니다. 이는 수처리 시설의 부담을 줄이고, 후처리 단계에서 여과재의 수명을 연장하며, 취수 및 방류 허가 조건 준수를 입증하는 것을 훨씬 용이하게 합니다. 정기적인 환경 모니터링 및 보고 의무가 있는 사업장의 경우, 지속적으로 깨끗한 공기를 공급하고 있음을 입증할 수 있다는 것은 중요한 운영상의 이점입니다.

황화구리 부유선별

황동광, 보르나이트, 황동석과 같은 황화구리 광물은 효과적인 기포-입자 부착이 일어나는 접촉각 범위가 매우 좁기 때문에 오일 오염에 가장 민감한 부유선별 원료 중 하나입니다. 접촉각을 5~10도 정도만 변화시키는 미량의 광물유조차도 부착 효율을 임계값 이하로 떨어뜨릴 수 있습니다. 영국에서는 분산형 반암형 구리 광상이나 다금속 VMS 시스템을 처리하는 업체들이 조부유선별 및 회수기 단계에서 오일이 없는 공기 압축기 공급을 표준 설계 요건으로 점점 더 많이 요구하고 있습니다. 회수율 향상과 시약 비용 절감이라는 두 가지 이점을 고려할 때, 시간당 200톤 이상의 처리량에서는 오일이 없는 공기 압축기를 사용하는 것이 경제적으로 타당합니다.

납-아연 선택적 부유선별

선택적 부유선별을 통한 납-아연 분리는 정밀한 감압-활성화 사이클을 요구하는 기술적으로 까다로운 공정입니다. 일반적으로 먼저 잔테이트를 사용하여 갈레나를 부유시키고, 아연 황산염과 시안화나트륨으로 섬아연석을 감압한 후, 두 번째 단계에서 황산구리로 활성화시키고 섬아연석을 부유시킵니다. 공기 공급 장치의 오일 오염은 두 단계 모두의 활성화-감압 화학 반응에 영향을 미쳐 선택성을 저하시키고 최종 농축물에 복합 입자를 생성하여 제련소 지불에 불이익을 줄 수 있습니다. 노스 페닌스와 웨일즈의 여러 납-아연 제련소에서는 오일이 없는 압축 공기 공급 장치로 전환한 후 농축물 품질이 크게 향상되었음을 입증했습니다. 즉, 아연 함량이 높아지고 아연 회로에서 납으로 인한 손실이 감소했습니다.

석탄 부유선별법(미세 석탄 회수)

미세 석탄 부유선별(선별 공장 슬러리에서 0.5mm보다 미세한 석탄 입자를 회수하는 공정)은 금속 부유선별과 유사한 공기 유량 및 압력에서 작동하지만, 공급 공기의 탄화수소 성분에 더욱 민감합니다. 부유선별 공기에 포함된 광물유는 본래 소수성인 석탄 입자 표면에 결합하여 역설적으로 균일한 표면 특성이 아닌 불규칙한 소수성 영역을 생성함으로써 석탄의 효과적인 부유성을 저하시킬 수 있습니다. 요크셔와 사우스 웨일즈의 석탄 선별 작업장에서는 오일이 없는 공기 압축기로 전환함으로써 이전에는 쉽게 진단하거나 제어할 수 없었던 공정 변동 요인을 제거할 수 있음을 확인했습니다. 또한 생태학적 민감도가 높은 영국 유역에서는 석탄 공정 폐수 배출에 대한 환경 규제가 특히 엄격합니다.

리튬 및 스포듀멘 부유선별

배터리 제조에 있어 리튬의 전략적 중요성이 커짐에 따라 영국 내 광물 처리 산업에 대한 관심이 다시 높아지고 있으며, 스포듀민을 비롯한 리튬 함유 광물에 대한 공정 개발 투자가 활발히 이루어지고 있습니다. 스포듀민 부유선별은 시약에 매우 민감하며, 공정 환경에 존재하는 제어되지 않은 계면활성제에 강하게 반응하는 것으로 악명 높습니다. 콘월과 스코틀랜드에서 개발 중인 새로운 리튬 처리 시설들은 처음부터 오일 프리 공기 압축기 설비를 도입하고 있는데, 이는 배터리급 공급망에서 요구하는 최고급 리튬 제품 사양을 달성하기 위해서는 부유선별 화학 반응을 완벽하게 제어해야 한다는 점을 인식한 결과입니다. 이러한 점에서 처음부터 오일 프리 설비를 선택하는 것은 나중에 개조하는 것보다 기술적, 상업적으로 더 나은 선택입니다.

ISO 8573-1 : 2010 클래스 0

국제적으로 인정받는 압축 공기 순도 표준입니다. 클래스 0은 오일 성분이 전혀 검출되지 않음을 의미하며, 고객의 특정 요구 사항보다 훨씬 엄격한 기준입니다. 모든 EP-OF 시리즈 압축기는 제3자 기관의 테스트를 거쳐 이 클래스에 대한 인증을 받았습니다.

BS EN 1012-1 : 2010

압축기에 대한 영국 표준 안전 요구 사항. 모든 EP-OF 장치는 영국 광물 처리 환경에서 작동되는 압축기에 적용되는 BS EN 1012-1을 준수하도록 설계 및 제조되었습니다.

HSE EH40 직업적 노출

영국 산업안전보건청(HSE)의 EH40 작업장 노출 한계치는 광물유 미스트에 대해 8시간 시간가중평균(TWA) 1mg/m³로 설정되어 있습니다. 오일 프리 압축기는 부유선별 건물 및 압축기실에서 이러한 노출 위험 요인을 제거하여 유해물질관리규정(COSHH) 위험 평가를 간소화하고 작업자 복지를 향상시킵니다.

환경청 배출 허가

2016년 환경 허가 규정에 따라 발급되는 환경 허가에는 일반적으로 광미 및 공정수 배출 시 유중수소 함량에 대한 수치적 제한이 포함됩니다. 오일이 없는 압축 공기 공급 장치를 설치하면 허가 준수를 뒷받침하는 명확하고 감사 가능한 기술적 관리 조치를 제공할 수 있습니다.

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저희는 수년간 구리 배관 설비의 변동성 문제를 해결하기 위해 노력해 왔습니다. 에버 파워(Ever Power)의 무오일 압축기로 교체한 것은 지난 10년 동안 저희 설비에 적용한 가장 효과적인 변화였습니다. 회수율의 일관성 향상은 물론, 미처리 폐수(NRW) 환경 모니터링 결과 개선에도 큰 도움이 되었습니다. 시운전 단계부터 받은 기술 지원은 탁월했습니다.

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저희의 정밀 석탄 부유 선별 회로는 항상 불안정했고, 공기 질도 문제였던 것으로 추정됩니다. EP-OF 55 설치는 간단했고, VFD(가변 주파수 드라이브) 덕분에 에너지 절감 효과는 예상치를 뛰어넘었습니다. 이제 부유 선별 제품의 회분 함량이 훨씬 안정되었으며, 이는 발전소 고객사에서 매우 만족해하고 있습니다.

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명시하다 오일 프리 공기 압축기 페닌 산맥에 건설 중인 새로운 납-아연 회로에 대해 이 공기 공급 장치를 사용하는 것은 논의할 필요조차 없었습니다. 섬아연석 활성화 단계의 시약 민감도 때문에 사실상 필수적이었기 때문입니다. 에버 파워의 응용 엔지니어링 팀은 이틀 동안 현장에 머물면서 우리 금속공학자들과 함께 공기 수요 계산 및 배관 설계 작업을 진행했습니다. 공급업체가 이처럼 기술적으로 적극적으로 참여하는 경우는 드뭅니다.

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압력 범위: 0.3–40 bar(g)

저압 스파저 공급부터 고압 컬럼 부유선별까지. 고객 맞춤형 압력 비율 설계 가능.

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ATEX 존 1 및 존 2 버전

폭발성 분위기 구역용 ATEX 공장 인증. 지하 칼륨, 소금 및 석탄 채굴 작업에 관련됨.

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공장 전체 인수 테스트(FAT)

모든 제품에 대해 FAT(공장 인수 시험) 참관 자료가 ​​제공됩니다. 모든 무오일 컴프레서에는 ISO 1217 및 ISO 8573-1 성능 시험 인증서가 발급됩니다.

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컨테이너형 모듈식 스키드 유닛

사전 배선, 배관 및 공장 테스트를 거친 스키드 패키지는 최소한의 토목 공사만으로 영국 또는 해외의 외딴 광산 현장에 설치할 수 있습니다.

영국에서 구리 황화물 부유선별 회로에 사용하기 가장 적합한 오일 프리 공기 압축기는 무엇이며, 압력과 유량은 얼마로 지정해야 할까요?

황화구리 부유선별에는 VFD가 통합된 트윈스크류 오일프리 로터리 압축기가 가장 널리 권장되는 구성입니다. 작동 압력은 스파저 또는 에어레이터 사양과 일치해야 합니다. 대부분의 기계식 부유선별조는 스파저 입구에서 0.4~0.8 bar(g)의 압력이 필요하지만, 컬럼형 부유선별조는 최대 2.5 bar(g)까지 필요할 수 있습니다. 총 유량 요구량은 모든 셀의 공기 요구량과 분배 손실을 합산하여 계산해야 하며, 설계 여유는 20%입니다. 표준 조부유 셀 12개를 사용하는 시간당 650톤 규모의 공정에서는 일반적인 시스템으로 75kW급 장치 3대를 병렬로 연결하고 N+1 예비 용량을 확보할 수 있습니다. Ever Power의 애플리케이션 엔지니어링 팀은 모든 영국 부유선별 회로에 대한 무료 유량 및 압력 계산 서비스를 제공합니다. 셀 모델, 개수 및 광석 처리량을 알려주시면 상담을 도와드리겠습니다.

부유선별 설비용 무윤활 공기 압축기의 가격은 얼마이며, 영국 광산 운영에서 일반적인 투자 수익률은 얼마입니까?

부유선별 공정에 적합한 오일 프리 압축기의 초기 투자 비용은 출력 등급에 따라 일반적으로 12,000파운드에서 85,000파운드 사이이며, 영국 내 중소 규모 사업장의 경우 전체 시스템(여러 대의 장치, 배관, 제어 장치 포함) 설치 비용은 80,000파운드에서 250,000파운드입니다. 구리 또는 아연 제품을 생산하는 금속 광산의 경우, 회수율 향상, 시약 비용 절감, 유지보수 비용 절감 등의 효과를 통해 일반적으로 18개월에서 30개월 이내에 투자 수익을 달성할 수 있습니다. VFD(가변 주파수 드라이브) 작동만으로도 55~75kW 장치의 경우 연간 6,000파운드에서 18,000파운드의 전기료 절감 효과를 볼 수 있습니다. 아래 견적 링크를 통해 귀사의 사업장에 특화된 자세한 투자 수익률(ROI) 분석을 요청하십시오.

영국 규정 중 광물 부유선별 작업에 오일이 없는 압축 공기 사용을 의무화하거나 권장하는 규정이 있으며, 영국 산업안전보건청(HSE)은 이에 대한 구체적인 지침을 가지고 있습니까?

현재 영국에는 모든 부유선별 공정에 오일이 없는 압축 공기를 의무적으로 사용하도록 하는 법정 규정은 없지만, 여러 규제 요인으로 인해 사실상 오일이 없는 압축 공기 사용이 요구되고 있습니다. 환경청의 2016년 환경 허가 규정(Environmental Permitting Regulations 2016)에 따른 환경 허가에는 일반적으로 공정수 내 오일 배출 허용 기준(일반적으로 5~20mg/L)이 포함되어 있는데, 압축기 오일 잔류물로 오염된 공정수는 이 기준을 초과할 수 있습니다. 영국 산업안전보건청(HSE)의 EH40 표는 작업장 내 광물유 미스트에 대해 8시간 가중 평균 1mg/m³를 허용하고 있습니다. 오일이 없는 압축기 인증 표준인 ISO 8573-1 Class 0은 영국 광물 처리 엔지니어들이 신규 플랜트 설계 사양에서 계약 요건으로 점점 더 많이 명시하고 있습니다. 영국 국가 공급망 보안 체계 하에 리튬이나 기타 중요 광물을 처리하는 공정에서는 오일이 없는 공기 공급이 선택 사항이 아닌 필수 설계 요건이 되고 있습니다.

오일 프리 로터리 스크류 압축기는 부유선별 공정에서 오일 프리 스크롤 또는 원심 압축기와 비교했을 때 어떤 차이가 있으며, 영국의 대규모 광산 현장에 어떤 압축기가 더 경제적일까요?

대규모 부유선별 설비(총 공기 수요가 3m³/min 이상인 설비)의 경우, 트윈스크류 무오일 압축기는 초기 비용, 부분 부하 효율(VFD 사용), 압력 유연성 및 분진이 많은 광산 환경에서의 내구성 측면에서 최적의 조합을 제공합니다. 무오일 스크롤 압축기는 2m³/min 미만의 유량에서는 탁월한 성능을 발휘하지만, 대규모 부유선별 회로에 필요한 효율과 압력 범위를 충족하지 못합니다. 무오일 원심(터보) 압축기는 30m³/min 이상의 유량에서 경쟁력을 보이며 유지보수 비용이 매우 낮지만, 초기 투자 비용이 높고 70% 미만의 가동률 범위에서 성능 저하가 발생합니다. 영국에서 이루어지는 대부분의 광물 처리 작업에서 5~20m³/min 범위의 유량에는 VFD가 장착된 트윈스크류 무오일 압축기가 기술적, 경제적으로 최적의 선택입니다.

영국에서 부유선별법 적용 분야를 잘 이해하고 시운전 과정에서 기술 지원을 제공할 수 있는 신뢰할 수 있는 무오일 공기 압축기 공급업체를 어디에서 찾을 수 있을까요?

Ever Power는 구리, 납-아연, 석탄 및 산업용 광물 부유선별 공정을 포함한 영국 광물 처리 시설에 무유 공기 압축기를 공급하고 지원합니다. 당사의 응용 엔지니어링 팀은 현장 경험을 바탕으로 프로젝트 전 공기 수요 계산, 시스템 설계 검토, 공장 인수 테스트, 현장 시운전 및 지속적인 유지보수 지원을 제공합니다. 당사 팀은 스코틀랜드, 웨일스, 북부 잉글랜드, 콘월 및 미들랜즈를 포함한 영국 전역을 담당합니다. 부유선별 압축기 프로젝트에 대해 문의하시려면 당사로 직접 연락하십시오. [email protected] 저희는 영국 내 모든 문의에 대해 영업일 기준 하루 이내에 답변드립니다.

납-아연 부유선별 공장에서 오일 윤활식 압축기를 무오일 장치로 업그레이드해야 하는 시점은 언제이며, 오일 오염이 부유선별 성능에 영향을 미치고 있다는 징후는 무엇입니까?

오일 오염이 부유선별 회로에 영향을 미치고 있음을 나타내는 가장 명확한 신호는 다음과 같습니다. 겉보기에 유사한 광석 공급원료에서 회수율의 설명할 수 없는 변동성, 목표 품위 유지를 위한 집광제 투입량 증가, 공정수 모니터링에서 탄화수소 수치 상승, 시약 변경으로 설명할 수 없는 거품 불안정 또는 비정상적인 기포 크기 분포, 목표 납/아연 선택도 달성 어려움 증가 등입니다. 회수율이 겉보기에 안정적이라 하더라도 예방 차원에서 압축기 오일 잔류량(ISO 8573-1에 따른 공기 중 오일 테스트 키트를 사용하여 측정)을 점검하는 것이 좋습니다. 잔류량이 0.5mg/m³를 초과하고 광석이 민감한 황화물 시스템인 경우, 향후 36개월 동안 업그레이드 사업이 재정적으로 거의 확실히 유리할 것입니다.

부유식 공기 압축기(오일 프리 방식)는 어떤 유지보수 일정이 필요하며, 오일 윤활식 기계의 유지보수 일정과 비교하면 어떤 차이가 있습니까?

부유선별용 오일 프리 로터리 스크류 압축기는 일반적으로 2,000~3,000시간마다 공기 필터 엘리먼트를 교체하고, 4,000시간마다 베어링 그리스를 보충하며, 16,000~20,000시간마다 로터 코팅 검사 및 베어링 교체를 포함한 전체 서비스를 받아야 합니다. 오일 교환, 오일 분리기 엘리먼트 교체, 오일 분석 요구 사항, 오일 관련 필터 폐기 등이 필요하지 않습니다. 동일한 크기의 오일 윤활식 기계는 1,000~2,000시간마다 오일 교환, 2,000시간마다 분리기 엘리먼트 교체, 오일 필터 교체가 필요한 반면, 오일 프리 장치는 5년 동안 유지보수 부담과 가동 중지 시간이 일반적으로 30~50시간 더 적습니다. 또한 사용済み 윤활유가 유해 폐기물로 분류되지 않으므로 환경 규제 준수도 간소화됩니다.

내 광물 처리 공장의 특정 부유선별기에 필요한 압축 공기 유량과 압력을 어떻게 계산하나요?

부유선별 공정의 공기 수요 계산은 제조사에서 지정한 셀당 공기 유량(일반적으로 스파저 입구 압력에서 m³/min으로 표시됨)으로 시작합니다. 동시에 가동되는 모든 셀(조선별, 스캐빈저, 정선별)의 수요를 합산하여 총 공정 수요를 구합니다. 배관 마찰 및 밸브 손실을 고려하여 분배 네트워크 전체에 걸쳐 15~20%를 추가합니다. 향후 회로 확장이나 어려운 광석 처리 작업 시 공기 투입량 증가를 대비하여 10%의 운영 여유를 추가합니다. 그 결과가 정격 압력에서의 최소 압축기 FAD(자유 공기 공급량)입니다. 압력은 스파저 입구 압력에 분배 압력 강하(일반적으로 0.1~0.3bar)를 더하고 레귤레이터 여유 용량 10%를 더한 값으로 압축기 정격을 설정합니다. Ever Power는 요청 시 부유선별 공정용 공기 수요 계산표를 무료로 제공합니다. 셀 모델과 회로 레이아웃을 이메일로 보내주시면 됩니다.