墨西哥采矿公司使用六台卧螺离心机优化运营

墨西哥一家大型采矿公司需要改进工业用水的回收，将回收的水用于悬浮物回收中的原料分离和提取。

人们在全世界采矿，以获取需要的矿物。不断增长的人口、新技术以及改善气候的驱动力，这些都在促使人们从矿山中开采出更多的矿物来满足当今世界发展的需求。在矿物开采过程中，需要使用水作为介质来帮助混合、浸出、运输或转化矿石中的矿物。地球上的水是我们最宝贵的资源之一，采矿业非常重视对水资源再利用及恢复水资源自然状态的责任。 

背景

这家大型采矿公司是全球领先的萤石产品开采企业。萤石产品在改善日常生活方面起到重要作用，用于建筑、电池、聚合物、制冷剂、医疗器械和活性药物成分等各种应用。

该公司为各种市场提供解决方案，涵盖范围广泛的产品应用——冶金级萤石、酸性级萤石、氢氟酸、硬石膏、三氟化铝、制冷剂、医用推进剂、能源储存以及工业用推进剂。这些产品适用于各种应用领域，包括医疗、商业制冷、汽车、建筑和公用事业。

作为世界上最大的萤石产品生产商，该公司的产品占全球供应量的20%以上，提供全球氢氟酸供应量的10%左右，被墨西哥、英国、美国和日本的制造中心广泛使用。“从矿山到市场”的经营结构确保了能够为范围广泛的产品应用领域和行业的众多客户提供安全的供应链。

挑战

这家墨西哥采矿公司无法使用传统的浓缩机和水力旋流系统获得需要的生产效果。开采产品的地区只能提供非常有限的水用于生产运营。因此维持运营的最佳方法是回收用过的水。而在这个过程中，他们使用了大量的水沉淀池。在大约25年的时间里，由于自然沉淀效果不佳，水循环中积聚了大量非常细小的物质。 

采矿公司需要找到解决方案，部分原因是他们花费了巨大的成本（每月100万美元）购买水。这些水扩大了生产，使生产得以继续，但后来他们开始没有足够的地方存储这些不符合要求的包含细微物质的水。有价值的产品以不同的方式处理。固体物沉降速度不可接受，重力沉降浓缩机和水力旋流系统不稳定。一般来说，一定比例的物质，体积较大、密度较大的部分，以可接受的速度沉降，但细小物质的沉降速度使得这类物质在离开系统时仍处于悬浮状态。随着时间的推移，这种情况就会产生出大量无法重复使用，也无法排放的水。他们需要一种能够加快沉淀颗粒的方式，并以高处理量一次性捕获细小颗粒的解决方案，这种独特的技术导向型解决方案需要能够进行复杂的调节，且结构坚固，具有先进的磨损预测解决方案，可承受现实中恶劣的采矿条件。 

解决方案

这家采矿公司选择与福乐伟合作，寻找解决方案。采矿公司和福乐伟团队在整个加工过程中收集了详尽的样品，然后将其送到德国的福乐伟实验室进行详细分析。工艺工程师研究了矿山的独特需求以及设备和加工参数，计算了在不同状况下的一系列预期生产效果。 

矿山工程团队与福乐伟共同努力，在墨西哥采矿公司安装了一台全尺寸的Z92卧螺离心机。福乐伟的资深技术人员在现场指导，同时也连接德国进行支持，采矿公司由此实现了最高水平的效率和生产力。福乐伟提供了一台占地面积很小的离心机，可以持续高效地回收宝贵的工艺用水，减少水中夹带的固体。接下来他们又添加了好几台设备，以扩大水回收处理能力。试验阶段取得了圆满成功，2019年，福乐伟测试设备（Z92型号）转换为永久安装。 

在这个转换的过程中制定了详细的计划，以容纳6台卧螺离心机组成的全尺寸结构，增强公司的总尾矿流处理。一年后安装了另外两台机器并投入使用，第二年又增加了三台机器投入运营——现在共有六台卧螺离心机在进行高效的运行和生产。

公司有三个目标： 

• 回收尽可能多的水，在运营中重复使用。
• 减少回收水中细小物质的总体积。
• 去除采矿过程中产生的固渣。进行地下开采时，岩石上升到地表后被磨成非常细小的颗粒。这些物质进入含有特殊单宁酸的浮选槽中，使有价值的产品浮出来。剩余的磨碎残留物被称为尾矿。

技术原理

卧螺离心机内产生的旋转力能够加强设备中流过液体所受到的离心力。所施加的这种离心力可以使沉降速度比静态条件下的速度快数百倍或数千倍。
这种卧螺离心机采用模块化设计，可以根据各种分离任务进行调节优化。该公司矿山水回收应用中使用的福乐伟卧螺离心机可以进行各种调节，有助于根据需要微调分离效果。例如可以在大范围内调节转鼓转速，以产生所施加的分离因素；可以设置不同的固体输送螺旋转速，达到最大固体输送性能；还可以机械方式调节挡水板，确定设备中的内部流体液位。
 

这三个功能有助于根据实际需要达到运行效果。通过内置的自动化功能，可以设置使转鼓和螺旋转速根据进料变化进行调整，使设备保持一致的运行效果。其他的专业卧螺离心机可装配可调式叶轮。经过澄清的液相通常在重力作用下从卧螺离心机流出，然后进入收集腔。另一种方法是用叶轮将清液排出。液相在封闭系统中作为低压流流出。 这种方法能够实时调节液位，而无需重新设置挡水板高度，因此又是一个微调分离性能的优化功能。增强型设备具有电子叶轮定位装置，用于定位可调叶轮。 
 

效果

这座墨西哥矿山面积超过1000英亩，拥有世界上最大的地下萤石储量。大部分原料来自大型地下矿床。自从安装了卧螺离心机以来，运营和用水成本大幅降低。使用这些设备后成本至少降低了三分之一，福乐伟的其他解决方案还进一步降低了成本。 

矿产公司表示，这些设备的性能完全符合事先的承诺，运行效果越来越好。他们的目标是持续提高回收水的质量，从受污染的储水池中回收处理不符合要求的水。公司决定投入大量时间和资源来改进其水资源管理。“福乐伟为我们提供的技术从一开始就非常好，尽管我们最初不太确定，但他们展示了出色的结果，而我认为最重要的卖点是他们帮助我们优化了离心机的运行及与其相关的各个过程。”一名公司代表说。“福乐伟不仅提供了租赁设备让我们使用，还提供了各种技术服务，介绍了简单易懂的设备使用方法，还展示了在我们的系统中产生的涟漪效应，这种租赁设备的优势正是成功的关键。因此，这项工作的成功不仅在于技术层面，更在于服务方面。一个关键要素是福乐伟提议在现场试用设备。我认为这是最重要的关键。而且还获得了真正重要的协同作用，使我们取得了远超预期的结果。”

作者：

Terry Ostrom是福乐伟分离技术公司的采矿和矿物行业经理。他拥有丰富的矿物加工设备经验，包括泵、药剂制度和离心机。再加上他在采矿加工工程方面的经验，使他非常适合为该行业提供支持。