Jak podaje Weir Minerals:

Pompowanie piany mineralnej pozostaje jednym z najbardziej złożonych wyzwań technicznych w dziedzinie przetwarzania minerałów, bowiem kwestie dotyczące eliminowania powietrza w leju, studni i samej pompie prowadzą do niewydajnego pompowania, zwiększonych nakładów na konserwację, a nawet strat produktu.

„Zaczęliśmy zauważać pewien schemat u naszych klientów, którzy mieli problemy z pompami piany mineralnej” powiedział Les Harvey, Regionalny Kierownik ds. produktu dla pomp szlamowych w firmie Weir Minerals. Stosowanie większej ilości flokulantów i innych środków chemicznych w celu zwiększenia odzysku minerałów nasila istniejące problemy w konstrukcji układów i zmniejsza zyski, na które liczą”.

Do rozwiązania problemów często wymagana jest dokładna analiza składu i właściwości fizycznych piany mineralnej. Zapewnienie zgodności urządzeń do transportu piany mineralnej z najlepszymi praktykami w zakresie projektowania jest pierwszym istotnym krokiem w rozwiązaniu problemów.

Utrzymanie ciśnienia w pompie

Kluczowym wyzwaniem w pompowaniu piany mineralnej jest eliminowanie powietrza w samej pompie, bowiem powietrze ma tendencję do tworzenia wiru w otworze wlotowym wirnika, gdzie tworzy „korki powietrzne”, które utrudniają przepływ szlamu przez pompę.

Oprócz pogorszenia wydajności pompy, gromadzenie się w niej powietrza ogranicza także przepływ przez pompę i zwiększa poziom szlamu w leju ssawnym. Zwiększony poziom szlamu może przepychać pęcherze powietrza przez pompę, powodując uderzenia hydrauliczne i nadmierne drgania, które mogą doprowadzić do uszkodzenia łożysk pompy, wirnika i wału. „Najlepszym sposobem na wyeliminowanie powietrza w pompie piany mineralnej jest zainwestowanie w pompę piany mineralnej z Układem Ciągłego Usuwania Powietrza (Continuous Air Removal System – CARS), który oferujemy w naszych pompach Warman AHF, MF i LF” mówi Harvey.

Układ CARS umożliwia przemieszczanie powietrza z otworu wlotowego wirnika do komory zbiorczej powietrza znajdującej się z tyłu poprzez otwór odpowietrzający w wirniku. Z komory tej generator przepływu usuwa powietrze z pompy przez przewód odpowietrzający.

„Istotnym jest także ustawienie przewodu tłocznego na górze pompy lub pod kątem 45 stopni, ponieważ umożliwia to odprowadzenie z pompy powietrza uwięzionego na górze obudowy”.

Rozwiązywanie problemów w studni i leju

„Częstym problemem, który zauważamy, jest stosowanie lejów przeznaczonych do pompowania szlamu w instalacjach do pompowania piany mineralnej. Leje szlamu wymagają turbulencji, aby zapobiegać osadzaniu się minerałów, natomiast turbulencja przepływu w pompie piany mineralnej uniemożliwia uchodzenie powietrza i prowadzi do zatorów” mówi Harvey.

Zbiorniki przeznaczone do pompowania piany mineralnej zapewniają ciągły ruch obiegowy, w którym cząstki stałe i ciecze odprowadzane są na zewnątrz studni do dalszego transportu, natomiast powietrze kierowane jest wirowo do środka, skąd można je usunąć. Ruch „wirowy” można pobudzać poprzez wprowadzanie szlamu od góry zbiornika pod kątem stycznym.

Konstrukcje stożkowe, zamiast tych z dnem płaskim lub okrągłym, dodatkowo poprawiają przepływ minerałów i piany mineralnej do pompy.

Płynny przepływ ze zbiornika do pompy

Aby zapobiec zatorom, przewód wlotowy łączący zbiornik i pompę powinien mieć większą średnicę i spadek w kierunku pompy. Konstrukcja ta umożliwia oddzielenie uchodzącego powietrza i jego przepływ do przewodu, skąd może wydostać się ze studni zamiast powodowania zatorów.

„Im krótszy jest przewód wlotowy, tym trudniejsze jest powstawanie zatorów. Oprócz wstawki serwisowej i zaworu odcinającego dobrym rozwiązaniem jest zapewnienie odpowiedniej przestrzeni na króciec wtryskowy wody do wypłukiwania nagromadzonych cząstek stałych” twierdzi Harvey.

„W celu ułatwienia konserwacji na przewodzie ssawnym pompy można zamontować zawór zrzutowy pomiędzy pompą a zaworem odcinającym. W ten sposób można odprowadzić szlam z pompy i układu przewodu tłocznego, gdy pompa jest odstawiona na potrzeby konserwacji”.

Zrozumienie spoistej piany mineralnej

Piana mineralna jest często klasyfikowana albo jako krucha z dużymi pęcherzykami powietrza, które łatwo pękają, albo spoista, w której powietrze tworzy szczelne pęcherzyki powietrza wokół minerałów, co utrudnia jego oddzielenie. Piana mineralna, która jest bardziej spoista niż zakładano, jest częstą przyczyną zatorów, bowiem nie można skutecznie usuwać z niej powietrza.

„Obecnie na rynku występują dwa zjawiska. Z jednej strony operatorzy kopalni kruszą produkt w większym stopniu niż wcześniej, aby wydzielić większe ilości ze skały płonnej. Z drugiej strony operatorzy stosują także flokulanty, które tworzą mniejsze pęcherzyki zamykające powietrze w większym stopniu, niż ma to miejsce w przypadku kruchej piany mineralnej” mówi Harvey.

„Współpracujemy z klientami, aby znaleźć sposoby na przetwarzanie tej bardziej spoistej piany mineralnej poprzez analizę konstrukcji ich układów i wyeliminowanie miejsc, w których powietrze może gromadzić się i blokować układ, zwracając szczególną uwagę na pompy, przewody i studnie”.

Firma Weir Minerals posiada bogate doświadczenie w pompowaniu piany mineralnej, a nasi inżynierowie pomagają operatorom kopalń rozwiązywać problemy w układach flotacyjnych. Układ CARS dostępny z naszymi pompami Warman® do piany mineralnej jest szczególnie przydatny do spoistej piany mineralnej i eliminowania gromadzącego się powietrza.