ใบพัดลอยตัวส่งผลต่อขนาดฟองอากาศเป็นหลักผ่านความปั่นป่วนและการไหลเวียนที่สร้างขึ้นภายในกากแร่ ความเร็วใบพัดที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะเพิ่มการแตกตัวของฟองอากาศและลดขนาดฟองอากาศเฉลี่ยภายใต้สภาวะการไหลของอากาศคงที่ ในขณะที่การไหลของอากาศที่สูงขึ้นมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขนาดฟองอากาศเฉลี่ย อย่างไรก็ตาม รูปทรงของใบพัด การออกแบบตัวนำ การกระจายตัวของโฟม และคุณสมบัติของสารแขวนลอยก็มีส่วนในการกำหนดพฤติกรรมการกระจายตัวของก๊าซขั้นสุดท้าย ดังนั้นความเร็วใบพัดเพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถกำหนดประสิทธิภาพการลอยตัวได้

ประเด็นสำคัญ

• ความเร็วใบพัดที่สูงขึ้นเพิ่มความปั่นป่วนและการแตกตัวของฟองอากาศ ทำให้เกิดฟองอากาศที่เล็กลง — แต่มีผลตอบแทนที่ลดลงและต้นทุนพลังงานที่เพิ่มขึ้น

• การเพิ่มอัตราการไหลของอากาศที่ RPM คงที่โดยทั่วไปจะเพิ่มขนาดฟองอากาศเฉลี่ย ดังนั้นความเร็วและอัตราการไหลของอากาศจะต้องสมดุลกัน

• เส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด รูปทรงใบมีด ความเร็วปลายใบมีด และการออกแบบตัวนำส่งผลต่อการกระจายตัวของฟองอากาศแม้ที่ RPM เท่ากัน

• ใบพัดและตัวนำทำงานเป็นระบบเดียวกัน การออกแบบตัวนำสามารถลดเส้นผ่านศูนย์กลางฟองอากาศเฉลี่ยของ Sauter และปรับปรุงความเสถียรของโฟม

• การสึกหรอของใบพัดจะเปลี่ยนรูปทรงการไหลอย่างเงียบๆ ทำให้การไหลเวียน การกระจายตัวของอากาศ และความสม่ำเสมอของการลอยตัวเสื่อมลงเมื่อเวลาผ่านไป

• 

ตารางสรุป

คำจำกัดความ: ใบพัดลอยตัวคืออะไร?

ใบพัดลอยตัวคือส่วนประกอบที่หมุนอยู่ภายในเซลล์ลอยตัวแบบกลไกที่ดึงและกระจายอากาศเข้าไปในสารแขวนลอยแร่ มันสร้างสนามการไหลที่ปั่นป่วนซึ่งจำเป็นต่อการแตกอากาศออกเป็นฟองอากาศและรักษาอนุภาคของแข็งให้แขวนลอย ทำงานร่วมกับตัวนำแบบอยู่กับที่ ใบพัดจะกำหนดสภาพอุทกพลศาสตร์ที่การเกาะติดของฟองอากาศเกิดขึ้น ในวงจรการแปรรูปแร่ ใบพัดเป็นส่วนหนึ่งของขั้นตอน การลอยตัว ที่กว้างขึ้น และโดยทั่วไปจะจัดหาเป็นชุดโรเตอร์-ตัวนำที่เข้าคู่กันภายใน เซลล์ลอยตัว.

หลักการทำงาน

ใบพัดหมุนอยู่ภายในเซลล์ลอยตัว สร้างโซนความดันต่ำใกล้เพลาที่ดึงอากาศลงสู่กากแร่ เมื่ออากาศสัมผัสกับใบมีดที่หมุน สนามเฉือนที่ปั่นป่วนจะทำให้ฟองอากาศขนาดใหญ่เสียรูปและแตกออกเป็นฟองอากาศที่เล็กลง ในขณะเดียวกัน ฟองอากาศจะชนกันและรวมตัวกัน — ดังนั้นการกระจายตัวของขนาดฟองอากาศขั้นสุดท้ายจึงสะท้อนถึงสมดุลแบบไดนามิกระหว่างการแตกตัวและการรวมตัวกัน

ฟองอากาศที่เล็กลงให้พื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างก๊าซกับของเหลวที่มากขึ้นสำหรับการเกาะติดของอนุภาค ซึ่งโดยทั่วไปจะสนับสนุนการฟื้นตัว อย่างไรก็ตาม ฟองอากาศที่ละเอียดมากอาจลดความสามารถในการลอยตัวและชะลอจลนศาสตร์การลอยตัว ตัวนำจะล้อมรอบใบพัดและเปลี่ยนทิศทางการไหลแบบรัศมี แปลงพลังงานการหมุนให้เป็นรูปแบบการไหลเวียนที่ควบคุมได้ ซึ่งกระจายฟองอากาศไปทั่วปริมาตรกากแร่ แทนที่จะรวมไว้ใกล้ใบพัด

การวิจัยในระดับอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าขนาดฟองอากาศเฉลี่ยลดลงเมื่อความเร็วใบพัดเพิ่มขึ้น ในขณะที่การเพิ่มอัตราการไหลของอากาศจะเพิ่มขนาดฟองอากาศเฉลี่ย ตัวอย่างในห้องปฏิบัติการรายงานว่าเส้นผ่านศูนย์กลางฟองอากาศเฉลี่ยลดลงจากประมาณ 727 ไมโครเมตร เป็น 284 ไมโครเมตร เมื่อความเร็วใบพัดเพิ่มขึ้นจาก 700 เป็น 1,200 รอบต่อนาที ภายใต้สภาวะการเติมอากาศและโฟมที่ควบคุมได้

ประโยชน์ของการเลือกใบพัดและตัวนำที่ถูกต้อง

• การเกาะติดของฟองอากาศ-อนุภาคที่ดีขึ้น: ฟองอากาศที่เล็กและกระจายตัวได้ดีเพิ่มโอกาสในการชนกับอนุภาคที่ไม่ชอบน้ำ

• โฟมที่เสถียร: การออกแบบตัวนำที่ถูกต้องจำกัดความปั่นป่วนที่มากเกินไปที่ส่วนต่อประสานระหว่างกากแร่กับโฟม ช่วยรักษาความเสถียรของโฟม

• การแขวนลอยของของแข็งที่สม่ำเสมอ: รูปทรงใบพัดที่เหมาะสมป้องกันการเกิดทรายและโซนตายในเซลล์

• ต้นทุนพลังงานที่ต่ำลง: การจับคู่ความเร็วใบพัดกับหน้าที่ช่วยหลีกเลี่ยงความปั่นป่วนที่มากเกินไปและการใช้พลังงานที่สูญเปล่า

• อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น: การเลือกวัสดุที่ถูกต้องสำหรับเคมีของกากแร่ช่วยยืดอายุการใช้งานของโรเตอร์และตัวนำ

• การบำรุงรักษาที่คาดการณ์ได้: การสึกหรอที่ควบคุมด้วยรูปทรงช่วยให้สามารถเปลี่ยนตามแผนได้ แทนที่จะเป็นการหยุดทำงานแบบฉุกเฉิน

การใช้งาน

ใบพัดและตัวนำลอยตัวถูกใช้ในงานแปรรูปแร่ที่หลากหลาย:

• การลอยตัวแร่ทองแดง: เซลล์หยาบ เซลล์กวาด และเซลล์ทำความสะอาด ซึ่งการกระจายตัวของอากาศส่งผลโดยตรงต่อการฟื้นตัว

• การลอยตัวแร่ทองคำ: วงจรทองคำที่เกี่ยวข้องกับซัลไฟด์ซึ่งต้องการการสร้างฟองอากาศที่เสถียร

• การลอยตัวแร่ตะกั่ว-สังกะสี: การลอยตัวแบบแยกส่วนซึ่งการเกาะติดของฟองอากาศ-อนุภาคแบบเลือกสรรมีความสำคัญอย่างยิ่ง

• การลอยตัวแร่นิกเกิล: วงจรซัลไฟด์ละเอียดที่ไวต่อการกระจายตัวของขนาดฟองอากาศ

• การลอยตัวฟอสเฟต: เซลล์ขนาดใหญ่ที่ต้องรักษาการแขวนลอยของของแข็งและการกระจายตัวของอากาศทั่วทั้งถัง

• การลอยตัวถ่านหิน: วงจรถ่านหินละเอียดซึ่งความเสถียรของโฟมและขนาดฟองอากาศมีอิทธิพลต่อผลผลิตถ่านหินสะอาด

ใบพัดไม่ได้ทำงานอย่างโดดเดี่ยว การเตรียมป้อนผ่าน การบด และ การจำแนกประเภท กำหนดการกระจายตัวของขนาดอนุภาคที่เข้าสู่การลอยตัว ในขณะที่ การลดน้ำ และ การกรอง ในขั้นตอนหลังการผลิต จะจัดการกับสารเข้มข้นและกากที่ผลิตขึ้น

การเปรียบเทียบวัสดุ

ชิ้นส่วนโรเตอร์และตัวนำยางทำงานได้ดีในกากแร่หยาบที่มีความเป็นกรดต่ำ ซึ่งความต้านทานแรงกระแทกมีความสำคัญมากกว่าการสึกหรอของอนุภาคละเอียด โพลียูรีเทนให้ความต้านทานที่ดีกว่าต่อกากแร่ที่มีการกัดเซาะละเอียดและรักษาความแม่นยำของมิติได้นานขึ้น ซึ่งมีความสำคัญเมื่อรูปทรงการไหลต้องคงที่ระหว่างการเปลี่ยน ชิ้นส่วนโลหะผสมและเซรามิกมักจะสงวนไว้สำหรับโซนที่มีการสึกหรอสูงสุดซึ่งอายุการใช้งานของอีลาสโตเมอร์ไม่เป็นที่ยอมรับ

การเปรียบเทียบการใช้งาน