тяжелосредный гидроциклон

Когда говорят 'тяжелосредный гидроциклон', многие сразу представляют себе просто ещё один сепаратор, этакую железную бочку, куда закачивают пульпу с магнетитом. Но на деле, если вникнуть, это гораздо более капризный и тонкий инструмент. Основная ошибка — считать, что главное это корпус, а внутренности вроде полиуретановых футеровок или конусов — расходники, на которых можно сэкономить. У нас на обогатительной фабрике под Красноярском как раз на этом и споткнулись в начале, ставя дешёвые аналоги. Результат — постоянный перерасход тяжелой среды, нестабильная плотность и, как следствие, потеря концентрата в хвосты. А всё потому, что износ этих самых полиуретановых вставок шёл неравномерно, геометрия камеры нарушалась, и весь расчётный режим сепарации летел в тартарары.

Где кроется настоящая стоимость эксплуатации

Вот смотрите. Сам по себе гидроциклон, допустим, куплен у солидного производителя. Кажется, что основные затраты — это его первоначальная цена и электроэнергия на питание насосов. Но это только верхушка айсберга. Настоящая статья расходов, которая съедает рентабельность, — это поддержание стабильности тяжелой суспензии и ресурс тех самых изнашиваемых элементов. Магнетитовый шлам — штука абразивная, он точит всё, с чем соприкасается. И если поставить обычную резину или некачественный полиуретан, то менять вкладыши придётся в разы чаще, плюс каждый останов на ремонт — это простой всей секции.

Мы вели учёт на одном из участков: после перехода на футеровки от одного поставщика (как потом выяснилось, они просто перекупали китайский некондиционный полиуретан) межремонтный цикл упал с прогнозируемых 9 месяцев до 3. Казалось бы, сами детали дешевле. Но если посчитать стоимость простоя, работу бригады, потери производства и тот же перерасход магнетита из-за ухудшения сепарации — 'экономия' оборачивалась миллионными убытками за год. Именно тогда стало понятно, что ключевой компонент — это материал и технология его производства.

Кстати, о материалах. Не всякий полиуретан одинаков. Для песковых пульп с крупными абразивными частицами нужна одна твёрдость и эластичность, для тонкодисперсных шламов — другая. Универсальных решений почти нет. Мы намучились, пока не начали тестировать изделия от разных разработчиков. Случайно наткнулись на сайт ООО Хэбэй Цзинчжэн Механические Аксессуары (jingzhengjixie.ru). Они как раз заявлены как специалисты по исследованиям и производству резиновых и полиуретановых изделий для обогащения. Что важно — у них в ассортименте прямо указаны полиуретановые циклоны и, что критично, футеровки для них. Решили попробовать, заказали пробную партию вставок для наших тяжелосредных гидроциклонов.

Полевой тест: что показала практика

Первое, что бросилось в глаза при распаковке — геометрия. Отливка была идеально ровной, без наплывов и раковин, посадочные места чётко соответствовали чертежу. Это уже полдела, потому что перекос при установке ведёт к вибрациям и ускоренному износу. Установили на два циклона в параллельную работу с нашими старыми вставками.

Через месяц осмотра разница стала заметна визуально. На старых вкладышах уже проявились глубокие борозды, особенно в зоне входного патрубка и на переходе в конус. На полиуретановых от ООО Хэбэй Цзинчжэн износ был равномерным, поверхностным, без глубоких канавок. По замерам плотности тяжелой среды на выходе — стабильность лучше. Видимо, за счёт сохранения правильной геометрии камеры сепарации, вихревой поток не искажался.

Но не всё было гладко. На одном из циклонов через два месяца появилась течь по стыку между верхней крышкой и цилиндрической частью. Разобрали — оказалось, не наш дефект, а наш же монтажник не до конца затянул стяжные болты, да ещё и прокладку старую поставил. Заменили прокладку, подтянули по схеме — течь исчезла. Сам полиуретан показал хорошую стойкость к сжатию и восстановление формы.

О чём часто забывают при подборе

Плотность суспензии — это, конечно, главный параметр. Но есть ещё температура пульпы. У нас зимой в цехе могло быть прохладно, а летом — жарко. Температурный диапазон работы полимера — вещь важная. Слишком жёсткий на морозе может треснуть, слишком мягкий в жару — деформироваться под давлением. В спецификациях от jingzhengjixie.ru на их полиуретановые изделия был указан рабочий диапазон до +70°C, что для наших условий с избытком. Но это надо смотреть индивидуально, для регионов с экстремальным климатом, думаю, стоит отдельно запрашивать данные по низкотемпературной хрупкости.

Ещё один нюанс — это химическая стойкость. В тяжелой среде кроме магнетита могут быть реагенты, щёлочи или кислоты из исходной руды. Стандартный полиуретан на эфирной основе может не выдержать. Нужен на эфирной или специальный состав. В нашем случае с магнетитовой суспензией и водой проблем не было, но для кого-то это может быть ключевым вопросом. В карточках продукции компании я видел разделение по типам полиуретана, что намекает на возможность выбора.

И конечно, логистика и наличие размеров. Ждать полгода вкладыш из-за границы — неприемлемо. У них, судя по сайту, склад в России или отлаженная поставка, потому что наши запчасти пришли чуть больше чем за три недели. Ассортимент типоразмеров был широкий, подошли под наши старые циклоны советского производства, что стало приятным сюрпризом.

Выводы и что в сухом остатке

Итак, тяжелосредный гидроциклон — это система, где долговечность и экономика определяются не столько металлом корпуса, сколько изнашиваемыми элементами из полиуретана или резины. Экономия на них — ложная. Лучше один раз найти поставщика, который глубоко занимается именно материалами для обогащения, как та же ООО Хэбэй Цзинчжэн Механические Аксессуары, которая делает акцент на исследованиях и разработках, а не просто на отливке.

Наш опыт показал, что качественные полиуретановые вставки реально увеличивают межремонтный цикл, стабилизируют процесс сепарации и в итоге снижают удельную стоимость тонны концентрата. Ключевое — не брать 'наугад', а подбирать под конкретные условия: крупность питания, абразивность, химический состав, температурный режим.

Сейчас мы постепенно переводим на такие вкладыши остальные гидроциклоны на участке. Планируем также попробовать их полиуретановые вибрационные сита на операции обезвоживания концентрата. Если подход к материалу у них такой же скрупулёзный, то должно сработать. В общем, для любого инженера-обогатителя совет: смотрите вглубь аппарата, именно там решается успех всей технологии тяжелосредной сепарации.