Центробежный концентратор: производство, применение и обслуживание

Технология разделения частиц руды по плотности под действием центробежной силы — одна из старейших в отрасли обогащения полезных ископаемых. По этому принципу работают центробежные концентраторы — хорошо известное оборудование, зарекомендовавшее себя как простое и эффективное. Главная сфера применения таких агрегатов на сегодняшний день — извлечение золота из руды и аллювиальных отложений, хотя, на самом деле, с их помощью обогащают и другие полезные ископаемые.

Центробежные концентраторы работают на обогатительных предприятиях уже не первый десяток лет, успешно справляясь с возложенными на них задачами. Но всё же в ряде случаев в процессе их эксплуатации горные предприятия сталкиваются с некоторыми трудностями. Специалисты компании «Сервис ТехноПром» поделились опытом, рассказав о возможных причинах таких проблем и способах их решения.

Рынок производства центробежных концентраторов до недавнего времени можно было называть стабильным и сформировавшимся. Лидирующие позиции здесь занимали две компании — обе не российские. Их оборудование многие годы приобретали российские обогатители. «Сервис ТехноПром» в прошлом специализировался на сервисе зарубежных решений.

По данным самой компании, 90% всех работающих в России, Казахстане, Армении, Кыргызстане центробежных концентраторов запускали и обслуживали инженеры, которые сейчас работают в компании «СТП». Они проводили аудиты, модернизировали оборудование, повышали производительность действующих агрегатов.

Компания использовала накопленный опыт специалистов, запустив собственное производство, и сегодня у предприятия есть своя линейка оборудования. Таким образом, специалистов «СТП» смело можно называть экспертами по работе с центробежными концентраторами.

Центробежный концентратор: сферы применения

Мы начали с того, что центробежные концентраторы активно применяют золотодобывающие компании, однако это не единственная отрасль, где работает это оборудование.
ЦК нередко являются элементом технологической цепочки обогащения руды, содержащей металлы платиновой группы. В этой индустрии работает меньшее число единиц, главным образом потому, что профильных предприятий на рынке не так много.

Также концентраторы успешно применяют предприятия, перерабатывающие полиметаллические руды с присутствием золота. Чаще всего речь идёт о золото-свинцово-цинковых или золото-вольфрамовых рудах, реже — рудах медных месторождений, где золото является попутным компонентом.

В единичных случаях можно увидеть центробежные концентраторы на фабриках при оловянных, хромовых, вольфрамовых, свинцовых, серебряных, циркониевых месторождениях.
Отдельным направлением работы агрегатов является очистка техногенных отвалов от ртути.

Лабораторные исследования обогатимости руд с использованием центробежных технологий проводили ведущие НИИ России и мира, и, по данным «СТП», речь шла о намного более длинном перечне металлов, вплоть до экзотических. По многим направлениям НИИ имеют свои статистические наработки.

Чаще всего ЦК становятся элементом технологической цепочки на рудоперерабатывающих фабриках в циклах мельничного измельчения. Здесь основной задачей концентраторов является выделение только что вскрывшегося непереизмельчённого золота до его попадания на следующий передел. Эта схема является наиболее распространённой на ЗИФ, и 70-80 % всех ЦК работают именно на данном этапе.

Удельное извлечение от общего объёма ЗИФ в отдельных случаях составляет до 70% из головы процесса.

Менее распространённый, но всё-таки встречающийся вариант — это применение концентраторов на сливе классификации на готовом классе. Такой подход наиболее характерен для ЗИФ, где для первичного обогащения/извлечения применяются только гравитационные методы. Обычно речь идёт о второй стадии гравитации.

Ещё одно возможное место установки ЦК — контрольная перечистка на хвостах флотации. Такое решение обычно реализуют на полиметаллических фабриках, где продуктом является коллективный или селективный концентрат.

Можно установить ЦК и на концентрате флотации для перечистки с целью выделения золота в «головку», чтобы «вытащить» его до основного цикла цианирования. Такая схема может быть реализована и на ЗИФ, и на ОФ — там, где есть необходимость максимального отделения золотого концентрата от, например, медного.

Отдельным направлением применения центробежных концентраторов является переработка россыпного золота.

Важной особенностью этого вида обогатительного оборудования является его очень высокая производительность. В «камере» ЦК объёмом не более 2 м3 может перерабатываться до 400 тонн руды в час, самые крупные машины с объёмом 4 м3 перерабатывают 1000 т/ч, приближаясь, таким
образом, к насос-гидроциклонным установкам. По этой причине очень важно, чтобы эти узлы были доступны для обслуживания: очень часто в проекте игнорируется данное требование.

Флюидизационная вода

Если говорить о проблемах, которые возникают при эксплуатации центробежных концентраторов, то самой распространённой из них следует назвать плохое качество воды, подаваемой на флюидизацию.

Для современных концентраторов с разрыхлением массообменного слоя подачей воды очень важно обеспечить минимальное количество механических примесей, а также твёрдых и органических частиц. Количество взвешенных частиц в флюидизационной воде должно быть не больше 20 ppm твёрдого, а максимальный размер частиц не должен превышать 5 мкм.

Безусловно, добиться таких показателей в условиях фабрики крайне сложно, но надо учитывать, что при недостаточно качественной водоподготовке (особенно при использовании оборотной воды) штатный фильтр концентратора будет часто загрязняться, флюидизационные отверстия концентрационного конуса — закупориваться. Логичным последствием станут аварийный останов оборудования и снижение эффективности процесса обогащения.

В случаях, когда на флюидизацию идёт вода крайне плохого качества, обслуживать ЦК приходится ежедневно. Для этого, опять же, требуется остановить концентратор, что напрямую повлияет на наработку оборудования и на общее извлечение в гравитационном переделе в целом.
Именно поэтому предварительная водоподготовка является крайне важным и обязательным технологическим этапом даже тогда, когда количество взвешенных частиц в воде кажется нормальным.

Отсутствие необходимого объёма воды или же намеренное уменьшение расхода для снижения обводнения последующих переделов и технологической схемы в целом также приведут к тому, что производительность концентратора снизится.

Стабильность и качество питания

Одним из важнейших условий беспроблемной работы концентратора являются стабильная подача материала питания и равномерное его распределение на группу концентраторов.

Дело в том, что при подаче питания на несколько концентраторов пульпа может распределяться неравномерно из-за особенностей конструкции используемого распределителя. В этом случае концентратор будет работать в режиме повышенной нагрузки, возрастёт абразивный износ узлов оборудования, и эффективность обогащения снизится.

Также очень важно контролировать максимальный размер частиц в питании. Как правило, с защитного грохочения на концентраторы идёт минусовой класс 2-3 мм. Если фракция будет больше, то не только снизится качество сепарации, но и значительно увеличится износ рабочих частей концентратора.

Обслуживание

Несмотря на то, что современный концентратор подразумевает наличие довольно развитой системы автоматического управления без участия человека, оборудование подлежит обязательному периодическому обслуживанию. Оно включает в себя чистку флюидизационных отверстий, сетчатого фильтра, втулок вывода илов. Также необходима замена изнашиваемых элементов и профилактические осмотры состояния систем и механизмов.

Элементы концентратора подвергаются экстремальным нагрузкам во время работы (ускорение до 120-150 G), детали подвержены абразивному износу, так что несвоевременное обслуживание, отсутствие обслуживающего персонала, закреплённого за оборудованием, может привести к существенным поломкам и простоям.

С точки зрения энергослужб и КИПиА важным является размещение силовых шкафов в сухих электропомещениях, обеспечение качества воздуха (конденсат снижает наработку регулирующего клапана), содержание в чистоте приборов КИП. Для примера: налипание материала на датчике скорости может привести к его повреждению шкивом. Кроме того, КИП нуждается в 
периодических ревизиях состояния.

Напомним также о важности культуры эксплуатации. Часто встречается использование посторонних предметов для навигации по дисплею панели оператора, что логично приводит к повреждению сенсора.

В целом центробежный концентратор — это оборудование, которое при своевременном и качественном обслуживании не создаёт никаких сложностей.

Особенности монтажных и наладочных работ

Приёмка оборудования на месте, монтаж и пусконаладка — важные этапы, от правильности выполнения которых зависят эксплуатационные характеристики техники. Нередко монтаж выполняется по принципу «быстро собрать и приступить к следующему оборудованию», однако в таких сложных и требующих высокой квалификации сферах, как добыча полезных ископаемых, решающее значение имеет опыт.

Часто заказчик принимает оборудование по комплектности без участия представителей производителя, монтирует и вводит его в эксплуатацию, не учитывая важных нюансов. Какие компоненты должны входить в поставку? В каком виде оно должно поступить?

Каким образом планировалось разместить оборудование на обслуживающей площадке и интегрировать его в систему управления? Ошибки на любом этапе неизбежно приводят к последующим простоям, необходимости доработок или переделок, а также могут потребовать раннего ремонта, увеличивая затраты заказчика.

Таким образом, при проектировании и строительстве фабрик с центробежными концентраторами, а также в ходе их эксплуатации нужно учитывать ряд нюансов для эффективной работы и удобства обслуживания оборудования.