Безмасляный воздушный компрессор для пенной флотации: полное инженерное руководство для горнодобывающей промышленности и переработки минералов.

🕒 Чтение займет 12 минут | Обновлено в марте 2025 г. | Более 18 лет опыта в области компрессорного оборудования

📷 Серия безмасляных воздушных компрессоров Ever Power — разработана специально для флотации и переработки минералов в Великобритании и Европе.

Образование пузырьков и химия поверхности

Пенная флотация использует естественную разницу в смачиваемости поверхностей между частицами целевого минерала и пустой породой. Сжатый воздух подается через барботажные трубки или импеллерно-статорные узлы в подготовленную суспензию, образуя плотное облако мелких пузырьков — обычно диаметром от 0,5 до 1,5 мм. Гидрофобные поверхности минералов, ставшие таковыми благодаря селективным реагентам, называемым собирателями, преимущественно прикрепляются к поднимающимся пузырькам воздуха. Наполненный минералами агрегат пузырьков поднимается к поверхности пульпы, образует стабильный слой пены и механически соскребается или переливается в желоб концентрата. Пустая порода, оставаясь гидрофильной, остается в пульпе и попадает в хвостохранилище. Вся селективность этого процесса зависит от точной химии поверхности — и любое постороннее поверхностно-активное соединение, введенное с воздухом, может полностью ее нарушить.

Роль расхода и давления сжатого воздуха

Современные крупномасштабные флотационные установки — самовсасывающие механические ячейки, ячейки с принудительной подачей воздуха, колонные флотационные установки — потребляют значительные объемы сжатого воздуха, как правило, под давлением от 0,4 до 0,8 бар (изб.) для систем с барботажем и до 2,5 бар (изб.) для колонн высокого давления. Расход воздуха напрямую определяет поток площади поверхности пузырьков (Sb), который, в свою очередь, является одним из наиболее значимых факторов, определяющих константу скорости флотации и качество концентрата. Недостаток воздуха приводит к дефициту воздуха в контуре и снижает выход продукта; избыток воздуха приводит к образованию крупных, нестабильных пузырьков и влажной, низкосортной пены. Поэтому стабильность и чистота подачи воздуха так же важны, как и его объем — и именно здесь компрессоры с масляной смазкой вносят неконтролируемый фактор в строго контролируемый химический процесс.

🔥

Покрытие ротора из композитного материала на основе ПТФЭ

Исключает контакт металла с металлом. Не требует масла. Полная самосмазка под нагрузкой.

❌

Герметичные лабиринтные барьеры

Двойной лабиринт + маслозащитный барьер из фосфорной бронзы. Гарантированное отсутствие проникновения масла в компрессорный блок.

❄

Двухступенчатое промежуточное охлаждение

Температура на выходе <80°C. Защищает реагенты, снижает перенос влаги.

📊

Сертификат ISO 8573-1 класса 0

Проверено независимой лабораторией. При любых режимах работы уровень масла не обнаружен.

📈

Более высокая степень извлечения металлов — измеримая.

Благодаря удалению масла из системы подачи воздуха для флотации, адсорбция коллектора на поверхностях целевых минералов происходит беспрепятственно, без помех со стороны конкурирующего масла. Испытания на предприятиях по переработке меди и свинца в Великобритании показали повышение коэффициента извлечения на 1,2–2,8 процентных пункта, что приводит к значительному увеличению дохода на тонну переработанной руды. При ценах на медь в концентрате выше 7000 фунтов стерлингов/т даже увеличение коэффициента извлечения на 11 тонн руды на 2 млн тонн в год приносит более 400 000 фунтов стерлингов дополнительного годового дохода.

💶

Снижение расхода реагентов

Когда минеральное масло не конкурирует с молекулами собирателя за адсорбцию на поверхности, эффективная концентрация активного собирателя в пульпе выше при заданной дозировке. Большинство предприятий, перешедших на безмасляный воздушный компрессор, обнаруживают, что могут снизить дозировку ксантата или дитиофосфата на 8–151 TP5T, сохраняя или улучшая при этом степень извлечения. При типичных затратах на собиратель в размере от 800 до 2500 фунтов стерлингов за тонну это напрямую снижает эксплуатационные расходы и улучшает показатели себестоимости переработанной тонны.

⚖️

Полное соответствие нормативным требованиям — Великобритания и ЕС

Сертификация ISO 8573-1 класса 0 соответствует самым строгим нормативным требованиям, включая условия разрешений Агентства по охране окружающей среды на сброс нефти в воду, оценки COSHH для воздействия масляного тумана и требования Директивы об отходах горнодобывающей промышленности к управлению качеством технологической воды. Для предприятий, стремящихся к экологической аккредитации по стандарту ISO 14001, использование безмасляной системы подачи сжатого воздуха значительно упрощает учет экологических аспектов.

⚡

Частотно-регулируемый привод — Энергоэффективность

Все модели EP-OF мощностью от 37 кВт и выше в стандартной комплектации оснащены встроенным частотно-регулируемым приводом (ЧРП), что позволяет компрессору точно регулировать объем нагнетания в соответствии с мгновенной потребностью в флотации. В условиях работы с переменной твердостью руды или производительностью это позволяет избежать циклического режима работы с нагрузкой и без нагрузки, характерного для машин с фиксированной скоростью, и обеспечивает снижение удельного энергопотребления на 15–251 тонн (кВт·ч/м³). В сочетании с рекуперацией тепла — заводской опцией, позволяющей использовать 801 тонну тепла сжатия для нагрева технологической воды — общая энергетическая выгода становится весьма привлекательной.

🛠️

Сниженная нагрузка на техническое обслуживание

Исключение масла из камеры сжатия означает отсутствие необходимости замены маслоотделительных элементов каждые 2000 часов, отсутствие программ анализа масла, отсутствие маслонасыщенных фильтрующих элементов, образующих опасные отходы, и отсутствие риска загрязнения форсунок барботера, вызванного полимеризацией масла при повышенных температурах. Опыт эксплуатации показывает, что интервалы технического обслуживания между основными плановыми работами компрессоров серии EP-OF, работающих в контролируемых условиях компрессорного помещения, составляют до 8000 часов.

🌿

Более чистые отходы обогащения и снижение экологической ответственности

Технологическая вода, рециркулируемая из потока отходов флотации, содержит значительно меньше углеводородов, если подаваемый воздух не содержит масла. Это снижает нагрузку на водоочистные сооружения, продлевает срок службы фильтрующих материалов на стадиях доочистки и значительно упрощает демонстрацию соответствия условиям отбора проб и сброса. Для предприятий, подлежащих плановому экологическому мониторингу и отчетности, возможность демонстрировать стабильно чистый воздух на входе является существенным операционным преимуществом.

Флотация сульфида меди

Минералы сульфидов меди — халькопирит, борнит, халькоцит — относятся к числу наиболее чувствительных к загрязнению нефтью материалов для флотации из-за узкого диапазона краевого угла смачивания, в пределах которого происходит эффективное прикрепление пузырьков к частицам. Даже следовые количества минерального масла, изменяющие краевой угол на 5–10 градусов, могут снизить эффективность прикрепления ниже критического порога. На предприятиях Великобритании, перерабатывающих рассеянные порфировые меднорудные месторождения или полиметаллические системы VMS, все чаще в качестве стандартного требования к конструкции для стадий грубой и грубой флотации указывается подача безмасляного воздуха с помощью компрессора. Сочетание более высокого извлечения и более низкой стоимости реагентов делает экономически обоснованным любой процесс при производительности выше 200 т/ч.

Селективная флотация свинца и цинка

Разделение свинца и цинка методом селективной флотации — технически сложная операция, требующая точных циклов депрессии-активации: обычно сначала флотируют галенит с использованием ксантата, а затем сфалерит депрессируют сульфатом цинка и цианидом натрия, после чего на втором этапе проводят активацию сульфатом меди и флотацию сфалерита. Загрязнение воздуха маслом может препятствовать химическим процессам активации-депрессии на обоих этапах, снижая селективность и образуя в конечных концентратах сложные частицы, что негативно сказывается на платежах плавильному заводу. На нескольких предприятиях по добыче свинца и цинка в Северных Пеннинах и Уэльсе зафиксировано значительное улучшение качества концентрата — повышение содержания цинка, снижение потерь свинца в цинковом цикле — после перехода на безмасляную подачу сжатого воздуха.

Пенная флотация угля (извлечение мелкого угля)

Флотация мелкого угля — извлечение угольных частиц размером менее 0,5 мм из обогатительной пульпы — работает при расходе воздуха и давлении, аналогичных флотации металлоносителей, но с дополнительной чувствительностью к углеводородному составу подаваемого воздуха. Минеральное масло в флотационном воздухе может связываться с поверхностями естественно гидрофобных угольных частиц, парадоксальным образом снижая их эффективную флотируемость за счет образования нерегулярных гидрофобных участков вместо однородной поверхности. На предприятиях по обогащению угля в Йоркшире и Южном Уэльсе было установлено, что переход на безмасляный воздушный компрессор устраняет источник технологической изменчивости, который ранее было трудно диагностировать или контролировать. Экологические нормы, касающиеся сброса технологических сточных вод из угля, также особенно строги в водосборных районах Великобритании с высокой экологической чувствительностью.

Флотация лития и сподумена

Растущая стратегическая важность лития для производства аккумуляторов привела к возобновлению интереса к переработке минералов внутри страны, при этом значительные инвестиции в разработку технологических процессов направлены на сподумен и другие литийсодержащие минералы. Флотация сподумена, как известно, очень чувствительна к реагентам и сильно реагирует на любые неконтролируемые поверхностно-активные вещества в технологической среде. Новые предприятия по переработке лития, разрабатываемые в Корнуолле и Шотландии, с самого начала предусматривают установку безмасляных воздушных компрессоров, понимая, что для достижения требуемых цепочками поставок лития премиум-класса, необходимых для производства аккумуляторов, требуется абсолютный контроль химического состава флотации. В этой области выбор безмасляных компрессоров с самого начала, а не последующая модернизация, является как технически, так и коммерчески выгодной практикой.

ISO 8573-1:2010 Класс 0

Международно признанный стандарт чистоты сжатого воздуха. Класс 0 означает отсутствие обнаруживаемого содержания масла — более строгий стандарт, чем любые конкретные требования заказчика. Все компрессоры серии EP-OF проходят независимые испытания и сертификацию в соответствии с этим классом.

BS EN 1012-1 : 2010

Британские стандарты безопасности для компрессоров. Все установки EP-OF спроектированы и изготовлены в соответствии со стандартом BS EN 1012-1, применимым к компрессорам, эксплуатируемым в условиях горнодобывающей промышленности Великобритании.

HSE EH40 Профессиональное воздействие

В соответствии с требованиями HSE (Управление по охране труда и технике безопасности США) в рамках стандарта EH40 установлен средневзвешенный уровень воздействия минерального масла за 8 часов на уровне 1 мг/м³. Безмасляные компрессоры устраняют источник этого риска воздействия в флотационных цехах и компрессорных помещениях, упрощая оценку рисков в соответствии с требованиями COSHH и улучшая условия труда работников.

Разрешения Агентства по охране окружающей среды на сброс сточных вод

В разрешениях на природопользование, выдаваемых в соответствии с Правилами экологического лицензирования 2016 года, обычно указываются числовые ограничения на содержание масла в воде в хвостохранилищах и сбросе технологической воды. Использование системы подачи сжатого воздуха без масла обеспечивает четкую, поддающуюся проверке техническую меру контроля, гарантирующую соблюдение требований разрешения.

«

Мы годами пытались добиться стабильности работы нашего чернового медного рудника. Переход на безмасляные компрессоры Ever Power стал, пожалуй, самым значимым изменением, которое мы внесли в схему за последнее десятилетие — как для стабильности извлечения, так и для результатов экологического мониторинга потерь воды. Техническая поддержка, начиная с этапа ввода в эксплуатацию, была исключительной.

«

Наша флотационная установка для тонкого угля всегда работала с перебоями, и мы подозревали, что качество воздуха этому не способствовало. Установка EP-OF 55 прошла без проблем, а экономия энергии благодаря частотно-регулируемому приводу превзошла наши прогнозы. Теперь мы наблюдаем гораздо более стабильное содержание золы в флотационном продукте, что очень ценит наш заказчик — электростанция.

«

Указание безмасляный воздушный компрессор Вопрос о целесообразности нашей новой схемы производства свинцово-цинкового сплава в Пеннинах даже не обсуждался — чувствительность реагентов на стадии активации сфалерита, по сути, делает её обязательной. Команда инженеров-технологов Ever Power провела два дня на объекте с нашими металлургами, занимаясь расчетом потребности в воздухе и проектированием распределительных трубопроводов. Такой уровень технической вовлеченности со стороны поставщика встречается редко.

🏭

Диапазон давления: 0,3–40 бар (изб.)

От подачи раствора под низким давлением через барботер до флотации в колоннах под высоким давлением. Индивидуальные соотношения давлений, разработанные по заказу.

🔥

Версии ATEX для зон 1 и 2

Сертификация ATEX от завода-изготовителя для работы во взрывоопасных зонах. Актуально для подземных работ по добыче калийных удобрений, соли и угля.

📚

Полномасштабные заводские приемочные испытания (FAT)

Для всех компрессоров доступны заводские приемочные испытания в присутствии наблюдателя. Сертификаты эксплуатационных испытаний по стандартам ISO 1217 и ISO 8573-1 выдаются вместе с каждым безмасляным компрессором.

🚲

Контейнерные модульные салазки

Предварительно смонтированные, снабженные трубопроводами и прошедшие заводские испытания модульные установки, пригодные для развертывания на удаленных горнодобывающих предприятиях Великобритании или других стран с минимальными строительными работами.

Какой тип безмасляного воздушного компрессора лучше всего использовать для флотационной установки по производству сульфида меди в Великобритании, и какие параметры давления и расхода следует указать?

Для флотации сульфида меди наиболее распространенной конфигурацией является двухвинтовой безмасляный роторный компрессор со встроенным частотно-регулируемым приводом. Рабочее давление должно соответствовать характеристикам вашего барботера или аэратора — большинству механических флотационных ячеек требуется от 0,4 до 0,8 бар (изб.) на входе в барботер, хотя колонным ячейкам может потребоваться до 2,5 бар (изб.). Общая потребность в потоке должна рассчитываться как сумма всех потребностей в воздухе ячеек плюс потери в распределении, с запасом прочности 20%. Для работы с производительностью 650 т/ч и 12 стандартными ячейками черновой флотации типичная система может включать три блока мощностью 75 кВт, соединенных параллельно, с резервированием N+1. Команда инженеров-технологов Ever Power предоставляет бесплатные расчеты расхода и давления для любой флотационной схемы в Великобритании — свяжитесь с нами, указав модель, количество ячеек и производительность по руде.

Сколько стоит безмасляный воздушный компрессор для флотационной установки, и какова типичная окупаемость инвестиций для горнодобывающего предприятия в Великобритании?

Капитальные затраты на безмасляный компрессор, подходящий для флотации, обычно составляют от 12 000 до 85 000 фунтов стерлингов в зависимости от класса мощности, а комплектные системы (несколько блоков, трубопроводы, системы управления) для средних предприятий Великобритании стоят от 80 000 до 250 000 фунтов стерлингов с установкой. Окупаемость инвестиций обычно достигается в течение 18–30 месяцев на предприятиях, работающих с медью или цинком, благодаря сочетанию улучшенного извлечения, снижения затрат на реагенты и уменьшения расходов на техническое обслуживание. Экономия энергии только за счет работы частотно-регулируемого привода (ЧРП) обычно составляет от 6 000 до 18 000 фунтов стерлингов в год на электроэнергию для установки мощностью 55–75 кВт. Запросите подробный анализ окупаемости инвестиций, адаптированный под ваше предприятие, используя ссылку для запроса коммерческого предложения ниже.

Какие британские правила требуют или рекомендуют использование безмасляного сжатого воздуха в процессах флотации минералов, и есть ли у HSE конкретные рекомендации по этому вопросу?

В настоящее время в Великобритании нет законодательного акта, который бы повсеместно обязывал использовать безмасляный сжатый воздух для всех процессов флотации, однако на практике это фактически требуется в соответствии с многочисленными нормативными актами. Экологические разрешения Агентства по охране окружающей среды в соответствии с Правилами экологического лицензирования 2016 года обычно включают предельные значения содержания масла в воде (как правило, 5–20 мг/л), которые могут быть превышены при загрязнении технологической воды компрессорным маслом. В таблице EH40 Управления по охране труда и технике безопасности (HSE) установлено средневзвешенное значение за 8 часов в 1 мг/м³ для тумана минерального масла на рабочих местах. Стандарт ISO 8573-1 Class 0 — стандарт сертификации безмасляных компрессоров — все чаще указывается инженерами по переработке минерального сырья в Великобритании в качестве договорного требования в новых проектных спецификациях предприятий. Для предприятий, перерабатывающих литий или другие критически важные минералы в рамках национальных рамок безопасности цепочки поставок Великобритании, подача безмасляного воздуха все чаще становится требованием проектирования, а не опцией.

Чем отличается безмасляный винтовой компрессор от безмасляного спирального или центробежного компрессора для пенной флотации, и какой из них выгоднее для крупного горнодобывающего предприятия в Великобритании?

Для крупных флотационных установок — с общей потребностью в воздухе более 3 м³/мин — двухвинтовой безмасляный компрессор предлагает наилучшее сочетание первоначальных затрат, эффективности при частичной нагрузке (с помощью частотно-регулируемого привода), гибкости давления и надежности в пыльных условиях горнодобывающей промышленности. Безмасляные спиральные компрессоры отлично подходят для производительности ниже 2 м³/мин, но им не хватает эффективности и диапазона давления, необходимых для крупных флотационных контуров. Безмасляные центробежные (турбо) компрессоры становятся конкурентоспособными при производительности выше 30 м³/мин и обеспечивают очень низкие затраты на техническое обслуживание, но имеют высокие капитальные затраты и испытывают проблемы с коэффициентами регулирования ниже 70%. Для большинства предприятий по переработке минерального сырья в Великобритании с производительностью от 5 до 20 м³/мин двухвинтовой безмасляный компрессор с частотно-регулируемым приводом представляет собой оптимальный технический и экономический выбор.

Где в Великобритании можно найти надежного поставщика безмасляных воздушных компрессоров, который разбирается в технологиях пенной флотации и может оказать техническую поддержку во время ввода в эксплуатацию?

Компания Ever Power поставляет и обслуживает безмасляные воздушные компрессоры для предприятий по переработке минерального сырья в Великобритании. Наша команда инженеров-технологов обладает непосредственным опытом работы на предприятиях по флотации меди, свинца и цинка, угля и промышленных минералов. Мы проводим предпроектные расчеты потребности в воздухе, анализ проектной документации, заводские приемочные испытания, пусконаладочные работы на объекте и оказываем текущую техническую поддержку. Наша команда работает во всех регионах Великобритании, включая Шотландию, Уэльс, Северную Англию, Корнуолл и Мидлендс. Для обсуждения проекта по флотационным компрессорам свяжитесь с нами напрямую по телефону: [email protected] — Мы отвечаем на все запросы из Великобритании в течение одного рабочего дня.

Когда следует проводить модернизацию флотационной установки по добыче свинца и цинка с компрессора с масляной смазкой на безмасляный агрегат, и какие признаки указывают на то, что загрязнение маслом влияет на эффективность флотации?

Наиболее очевидными признаками того, что загрязнение нефтью может влиять на вашу флотационную схему, являются: необъяснимая изменчивость извлечения при, казалось бы, схожих исходных рудных потоках; увеличение требований к дозировке собирателя для поддержания целевых показателей качества; повышенные показания содержания углеводородов в мониторинге технологической воды; нестабильность пены или аномальное распределение размеров пузырьков, не связанные с изменением реагентов; и возросшие трудности в достижении целевой селективности по свинцу/цинку. Даже если извлечение, по-видимому, стабильно, рекомендуется в качестве профилактической меры провести аудит переноса компрессорного масла (измеренного с помощью комплекта для анализа масла в воздухе в соответствии с ISO 8573-1). Если перенос превышает 0,5 мг/м³ и ваша руда представляет собой чувствительную сульфидную систему, то модернизация почти наверняка будет финансово выгодной в течение 36 месяцев.

Какой график технического обслуживания требуется для безмасляного воздушного компрессора, используемого в плавучих системах, и чем он отличается от графика обслуживания оборудования с масляной смазкой?

Для безмасляного роторного винтового компрессора, используемого в флотационных установках, обычно требуется замена воздушного фильтра каждые 2000–3000 часов, пополнение смазки подшипников каждые 4000 часов и полное техническое обслуживание, включая проверку покрытия ротора и замену подшипников, каждые 16000–20000 часов. При этом не требуется замена масла, замена маслоотделительного элемента, анализ масла и утилизация масляных фильтров. По сравнению с масляной машиной аналогичного размера, для которой требуется замена масла каждые 1000–2000 часов, замена маслоотделительного элемента каждые 2000 часов и замена масляного фильтра, затраты на техническое обслуживание и связанные с этим простои для безмасляного агрегата обычно на 30–501 тонн меньше в течение пяти лет. Исключение отработанного смазочного масла как опасного отхода также упрощает соблюдение экологических норм.

Как рассчитать расход сжатого воздуха и давление, необходимые для конкретной флотационной машины на моем горнодобывающем предприятии?

Расчет потребности в воздухе для флотации начинается с указанного производителем расхода воздуха на ячейку — обычно выраженного в м³/мин при давлении на входе в барботер. Суммируйте потребность по всем одновременно работающим ячейкам (черновым, скрубберам, очистителям), чтобы получить общую потребность в воздухе для процесса. Добавьте 15–20% на потери на трение в трубах и потери на клапанах в распределительной сети. Добавьте еще 10% эксплуатационного запаса на случай будущего расширения контура или увеличения подачи воздуха во время сложных рудных кампаний. Результатом является минимальная производительность компрессора (свободная подача воздуха) при номинальном давлении. Для давления установите номинальную мощность компрессора равной давлению на входе в барботер плюс падение давления в распределительной сети (обычно от 0,1 до 0,3 бар) плюс 10% запаса по давлению регулятора. Компания Ever Power предоставляет бесплатную таблицу расчета потребности в воздухе для флотационных установок по запросу — отправьте нам по электронной почте модель вашей ячейки и схему контура.