Máy tuyển nổi không thể thiếu bọt khí và cách thức tạo bọt khí là một trong những điểm mấu chốt của thiết kế máy tuyển nổi. Cách thức truyền thống là sử dụng có cấu bánh khuấy để hút và phân tán không khí tạo thành các bọt khí có kích thước phù hợp với quá trình tuyển nổi. Các kỹ sư thiết kế đã mất nhiều năm tìm kiếm các cách thức tạo bọt khí mới cho máy tuyển nổi, kể cả đã du nhập các cơ cấu của thiết bị hoá chất. Một trong các thiết kế đó là tuyển nổi cột. Đó là kết cấu dạng cột (vuông hoặc tròn) có cơ cấu tạo bọt khí ở đáy và tháo bọt tuyển nổi ở đỉnh. Bùn cấp liệu được cấp ở phía giữa cột và chảy xuống phía dưới, ngược dòng với các bóng khí sinh ra ở đáy cột.
Tuyển nổi cột xuất hiện nhiều chục năm trước khi áp dụng thành công ở quy mô công nghiệp tại nhà máy tuyển môlipđen Mines Gaspé tại Canađa năm 1980. Tại đây với tuyển nổi cột từ mười ba giai đoạn tuyển tinh đã giảm xuống còn ba và lý do thật đơn giản: cột tuyển nổi cho phép duy trì chiều dày lớp bọt đến hơn 1m và có thể tổ chức cấp nước rửa bọt, điều mà không thực hiện được với máy tuyển nổi truyền thống. Và một làn sóng tuyển nổi cột bắt đầu. Cuối những năm tám mươi và đầu những năm chín mươi thế kỷ trước đâu đâu cũng thử nghiệm để thay thế máy tuyển nổi truyển thống bằng máy tuyển nổi cột và cho đến thời điểm này cơn sốt tuyển nổi cột có thể nói đã chấm dứt.
Mặc dù cho phép nhận được tinh quặng chất lượng cao nhưng thực thu lại không cao và không ổn định và đây chính là nguyên nhân ngành công nghiệp tuyển kim loại cơ bản từ chối tuyển nổi cột. Tuyển nổi cột chỉ được áp dụng ở phổ biến ở ngành công nghiệp than còn đối với các đối tượng khác, tuyển nổi chỉ phù hợp với khâu tuyển tinh. Ngày nay tuyển nổi cột đã phát triển và có nhiều thiết kế đa dạng, nhiều khi không còn hình dáng dạng cột như ban đầu. Người ta thường đồng nhất khái niệm tuyển nổi cột với các khái niệm máy tuyển nổi tạo bọt bằng khí nén. Chúng ta hãy xem qua một số các thiết kế chủ đạo của dòng thiết bị tuyển nổi này.
Tuyển nổi cột dạng Canađa
Đây là thế hệ tuyển nổi cột đầu tiên được áp dụng trong công nghiệp, cấu tạo như đã mô tả ở trên. Cho đến nay cơ cấu tạo bọt khí đã được cải tiến nhiều, từ dạng thổi khí qua vải lọc lúc ban đầu sang các cơ cấu phức tạp hơn. Phổ biến hiện tại là cơ cấu tạo bọt khí hai pha dạng SlamJetÒ dùng nước cao áp và khí nén kết hợp với nhau tạo thành hỗn hợp nước và bọt khí mịn phun vào đáy cột tuyển nổi. Máy tuyển nổi dạng này ngày nay vẫn phổ biến ở Bắc Mỹ.
Tại Mỹ đã xuất hiện nhiều thiết kế mới máy tuyển nổi cột. Cuối những năm 1980 tại Mỹ tương đối phổ biến máy tuyển nổi Flotair ( đúng hơn là có dạng thùng tròn) và đặc biệt là gần đây xuất hiện máy tuyển nổi cột MicrocelÒ. Đây là thiết kế của trường Đại học Bách khoa Virginia để tuyển than cực mịn và nay được Metso thương mại với thương hiệu CISA. Đặc điểm nổi bật của thiết bị này là cơ cấu tạo bọt khí bằng cách bơm tuần hoàn bùn vật liệu kết hợp với khí nén đi qua ống trộn tĩnh (static mixer) và phun vào đáy cột. Khi đi qua ống trộn , không khí sẽ được phân tán thành những bọt khí rất nhỏ (vài chục mm so với vài trăm mm ở máy tuyển nổi thông thường) phù hợp với tuyển những hạt vật liệu rất mịn.
Tuyển nổi cột kiểu Úc
Máy tuyển nổi Jameson ngày nay đã chiếm lĩnh hoàn toàn thị trường thiết bị tuyển nổi than mịn tại Australia. Ngoài ra thiết bị này còn được áp dụng để thu hồi chất trích ly trong ngành thuỷ luyện kim loại màu. Những thiết kế mới của máy tuyển nổi Jameson có năng suất lớn đến 2000-2500 m3/giờ.
Máy tuyển nổi cột kiểu Đức
Mặc dù ra đời cách nhau nhiều năm, của nhiều hãng khác nhau nhưng các thiết bị tuyển nổi cột này vẫn có những nét tương đồng, đơn giản vì tất cả chúng đều do giáo sư người Đức Rainer Imhof thiết kế.
Trong máy Ekoflot thì ống dẫn bùn chứa bọt khí được cấp vào và xả ở tâm ngăn máy (tương tự như ngăn Jameson). Điểm nổi bật của Ekoflot (và của Pneuflot) là có bộ phận chỉnh khe tháo bọt, gọi là froth crowder. Cơ cấu này cho phép điều chỉnh độ đậm đặc và nhất là tốc độ chuyển động của bọt tuyển nổi.Imhoflot G-cell được coi là thiết bị tuyển nổi khí nén tiên tiến nhất hiện nay. Cách thức tạo bọt khí cũng tương tự như Ekoflot và Pneuflot nhưng cách thức đưa bùn chứa bọt khí vào ngăn máy thì có sự cải tiến mang tính cách mạng. Bùn chứa bọt khí được chia thành nhiều luồng và cấp vào ngăn theo phương tiếp tuyến tạo thành dòng bùn chuyển động xoay. Ở đây bọt được tách ra khỏi bùn quặng nhờ lực ly tâm! Nhờ có tác động ly tâm này mà thời gian lưu bùn quặng giảm đáng kể, chỉ có 30 giây (so với các máy tuyển nổi khí nén khác là 2-3 phút, tuyển nổi cột 5-10 phút và dãy ngăn máy tuyển nổi thông thưồng là 20-30 phút). Điều này cho phép giảm đáng kể chi phí về nhà xưởng cũng như các chi phí khác.
28°C
|
