Hai ý nghĩa của việc lựa chọn thiết bị Titan
Cụm từ lựa chọn thiết bị titan bao gồm hai quyết định mua riêng biệt thường bị nhầm lẫn. Đầu tiên là thiết bị chế biến khoáng sản được sử dụng để nâng cấp quặng chứa titan thành quặng cô đặc có thể bán được, trong đó máy móc thường được sử dụng trong xây dựng thông thường và vấn đề lựa chọn là luyện kim. Thứ hai là thiết bị xử lý được chế tạo từ titan, chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt, cột, bể chứa và đường ống trong clorua hoặc môi trường oxy hóa, trong đó vấn đề lựa chọn là chất lượng vật liệu và chế tạo. Một bài tập lựa chọn phù hợp sẽ tách biệt hai vấn đề này và trả lời câu hỏi luyện kim trước tiên, bởi vì thân quặng xác định biểu đồ và biểu đồ quy trình xác định kích thước, nhiệm vụ mài mòn và số lượng đơn vị.
Bắt đầu từ thân quặng, không phải từ danh sách thiết bị
Titan bị phân tán trong tự nhiên và hiếm khi xuất hiện ở dạng có thể được vận chuyển trực tiếp, đó là lý do tại sao công việc tuyển chọn bắt đầu từ khoáng vật học. Ilmenite, với công thức FeTiO3, mang hàm lượng titan dioxide tối đa theo lý thuyết khoảng 52,7%, nhưng các chất cô đặc thương mại thường báo cáo giá trị thấp hơn do thời tiết, sự thoát nhiệt và sự phát triển xen kẽ. Rutile cung cấp loại cao hơn nhiều nhưng lại ít phong phú hơn. Các câu hỏi thực sự cho việc lựa chọn thiết bị là tập hợp khoáng sản, tỷ lệ các khoáng chất và gangue cùng tồn tại, và trên hết là kích thước giải phóng, đó là kích thước hạt mà tại đó các hạt mang sắt và mang titan có thể được tách ra thành các tinh thể đơn lẻ.
Hai thân quặng có cùng loại đầu có thể yêu cầu thiết bị hoàn toàn khác nhau nếu kích thước giải phóng của chúng khác nhau tới ba lần. Sự phát triển xen kẽ mịn đẩy dòng chảy theo hướng nghiền mịn sau đó là tuyển nổi, trong khi vật liệu thô, giải phóng tốt thường có thể được xử lý chỉ bằng sàng lọc, tập trung trọng lực và tách khô. Việc nghiền mịn hơn kích thước giải phóng sẽ gây lãng phí năng lượng và tạo ra chất nhờn làm hỏng quá trình phục hồi sau này, do đó, thử nghiệm chu trình khóa ở quy mô thí điểm là cách bảo hiểm rẻ nhất trước khi đưa vào bảng quy trình.
Lựa Chọn Con Đường Chia Tay
Khoáng chất titan phản ứng với một số tính chất vật lý và hầu hết các máy cô đặc đều kết hợp ít nhất hai trong số chúng.
Phương pháp tách trọng lực khai thác sự khác biệt về mật độ giữa gangue ilmenit và silicat và thường được áp dụng cho phần thô ở dạng xoắn ốc, hình nón hoặc bàn lắc.
Sự tách từ cường độ cao tận dụng đặc tính thuận từ của ilmenit. Đây là bước cần thiết cho cả quá trình gia công thô và làm sạch, đồng thời nó cũng cho phép thu hồi các khoáng chất sắt từ chất thải.
Quá trình tách tĩnh điện hoạt động dựa trên sự khác biệt về độ dẫn điện và được áp dụng cho thức ăn khô, có kích thước gần nhau, điển hình là phần thô sau khi sàng lọc và phân loại.
Tuyển nổi được áp dụng cho các hạt mịn, nơi mà trọng lực và quá trình tách khô làm mất hiệu quả. Chất thu gom anion là chất hóa học tiêu chuẩn; Các thiết bị thu gom gốc dầu hắc ín biến tính được phổ biến rộng rãi, thu giữ ilmenite mạnh mẽ và có thể được chuẩn bị trước cho quá trình tuyển nổi ở nhiệt độ phòng, điều này khiến chúng trở thành một công cụ thu gom hiệu quả và thiết thực.
Các dòng kết hợp như trọng lực, từ trường mạnh, tuyển nổi và tách điện nối tiếp được sử dụng để thu hồi các giá trị titan và sắt từ các chất thải cũ, nơi có thành phần khoáng vật phức tạp hơn.
Một thử nghiệm công nghiệp được báo cáo về mạch sàng lọc và phân loại, sau đó là phân tách bằng điện hạt thô và tuyển nổi hạt mịn đã đạt được mức cô đặc titan là 47,65% với khả năng thu hồi là 78,34% trong giai đoạn làm sạch. Đó là những số liệu cụ thể về hoạt động, nhưng chúng minh họa sự đánh đổi thông thường: nâng cấp bằng cách làm sạch nặng hơn có xu hướng giảm khả năng thu hồi, do đó, mức tối ưu về mặt kinh tế phải được đánh giá theo thông số kỹ thuật của nhà máy luyện kim hoặc nhà máy bột màu thay vì so với cấp cao nhất có thể đạt được.
Khi quặng đơn giản và việc phân tích đa nguyên tố thuận lợi, các mạch đơn giản hóa như tách trọng lực một giai đoạn hoặc tách từ cường độ cao một giai đoạn có thể tạo ra chất cô đặc chấp nhận được từ chất thải với chi phí vốn và vận hành thấp hơn nhiều. Sự đơn giản nên được coi là mục tiêu thiết kế chứ không phải là sự thỏa hiệp.
Phù hợp với công suất, kích thước thức ăn và mạch nước
Khi bảng quy trình đã được cố định, việc lựa chọn thiết bị là một bài tập định cỡ. Công suất thiết kế phải cao hơn công suất định mức thực tế của nhà máy vì quặng titan thường có độ cứng và cấp độ khác nhau. Sự phân bổ kích thước thức ăn phải phù hợp với các thiết bị phân tách: các thiết bị tĩnh điện khô cần dải kích thước hẹp, khô, các thiết bị phân tách từ tính cần có kích thước trên cùng được xác định để tránh tắc nghẽn ma trận và các tế bào tuyển nổi cần thức ăn được khử chất nhờn. Chất lượng nước cũng quan trọng như lượng nước, vì chất rắn hòa tan cao và nước xử lý được tái chế từ chất làm đặc có thể làm giảm quá trình tuyển nổi và tiêu thụ chất thu gom.
Các câu hỏi thương mại cũng cụ thể như nhau. Năng lượng tiêu hao trên mỗi tấn, chi phí tiêu hao trên mỗi tấn chất cô đặc, sự sẵn có của phụ tùng thay thế trong khu vực và khả năng vận hành song song các tổ máy để một sự cố không làm toàn bộ nhà máy dừng hoạt động thường có tính quyết định hơn so với các số liệu thu hồi ban đầu từ một cuộc thử nghiệm duy nhất. Các đơn vị mô-đun và di động cho phép một dự án bắt đầu với quy mô và diện tích nhỏ khi tài nguyên đã được chứng minh.
Kiểm tra vật liệu và kiểm tra thiết bị xử lý Titan
Khi bản thân thiết bị được làm bằng titan, tiêu chí lựa chọn sẽ thay đổi hoàn toàn. Việc lựa chọn cấp độ tuân theo nhiệm vụ ăn mòn: Cấp độ 2 cho dịch vụ oxy hóa và clorua thông thường, Cấp độ 7 trong đó các điều kiện giảm yêu cầu ổn định palladium, Cấp độ 12 trong đó bổ sung molypden và niken được sử dụng để có độ bền cao hơn trong môi trường khử vừa phải và Cấp độ 9 trong đó yêu cầu vật liệu ống có độ bền cao hơn. Bộ trao đổi dạng ống thường được đặt hàng theo tiêu chuẩn ASTM B338 hoặc ASME SB338 và chế tạo tấm theo tiêu chuẩn ASTM B265 hoặc ASME SB265.
Kiểm tra là nơi các nhà cung cấp yếu kém thể hiện mình. Yêu cầu chứng chỉ vật liệu được cấp cho EN 10204 3.1 để báo cáo cả tính chất hóa học và cơ học cho từng loại nhiệt. Xác nhận rằng việc tạo hình và hàn được thực hiện bằng dụng cụ không có sắt và bề mặt được làm sạch, các mối hàn được làm sạch đúng cách và thành phẩm đã vượt qua thử nghiệm thủy tĩnh và kiểm tra chất thẩm thấu thuốc nhuộm hoặc kiểm tra bằng chụp ảnh phóng xạ các mối hàn quan trọng. Xác minh rằng các số nhiệt được giao khớp với chứng chỉ trước khi lắp đặt thiết bị, vì bộ trao đổi titan để lại cho nhà cung cấp một lượng nhiệt không xác định sẽ không thể được sửa chữa một cách tự tin trong tương lai.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Bước đầu tiên trong việc lựa chọn thiết bị chế biến titan là gì?
Xác định thành phần khoáng vật và kích thước giải phóng của quặng. Mọi quyết định tiếp theo, từ kích thước xay đến loại máy phân tách, đều xuất phát từ hai thực tế đó.
Hỏi: Tại sao người ta sử dụng phương pháp tuyển nổi thay vì tách trọng lực?
Các phương pháp trọng lực mất hiệu quả dưới khoảng cát mịn, nơi mà sự khác biệt về mật độ không còn có thể được khai thác, trong khi phương pháp tuyển nổi hoạt động tốt trên các hạt mịn được giải phóng.
Hỏi: Làm cách nào để chọn giữa mạch phục hồi cấp cao và cấp cao?
So sánh giá trị của chất cô đặc bổ sung với tổn thất của các đơn vị thu hồi và chi phí làm sạch tăng thêm, sau đó kiểm tra cả hai phương án với thông số kỹ thuật của nhà máy tiêu thụ.
Hỏi: Nên sử dụng loại titan nào cho bộ trao đổi nhiệt dịch vụ clorua?
Cấp 2 đến ASTM B338 là điểm khởi đầu bình thường cho dịch vụ oxy hóa và clorua thông thường, chuyển sang Cấp 7 nơi có các điều kiện khử.
Hỏi: Những tài liệu nào cần đi kèm với thiết bị xử lý titan?
Chứng chỉ vật liệu chịu nhiệt theo EN 10204 3.1 kèm theo các kết quả cơ học và hóa học, quy trình hàn và hồ sơ chứng nhận thợ hàn cũng như các báo cáo từ thử nghiệm áp suất và không phá hủy.
Hỏi: Liệu một mạch đơn giản hóa có thể phù hợp cho việc loại bỏ chất thải không?
Đúng. Khi phân tích đa nguyên tố cho thấy một tập hợp đơn giản, trọng lực một giai đoạn hoặc tách từ cường độ cao một giai đoạn có thể mang lại chất cô đặc chấp nhận được với một phần chi phí vốn.
