Перекачивание агрессивных золотосодержащих шламов: специальная насосная технология от Netzsch обеспечивает длительный срок эксплуатации оборудования

30/06/2014

В насосной системе с регулируемой скоростью с помощью преобразователя частоты можно было определить оптимальную скорость перекачивания и свести к минимуму износ без риска осаждения среды в насосеВ настоящее время мировой спрос на золото и серебро остаётся как никогда высоким. Эти драгоценные металлы пользуются спросом не только среди инвесторов, но и являются необходимыми материалами в современной промышленности. Тем не менее, добыча таких ресурсов негативно сказывается на оборудовании, что приводит к увеличению стоимости этого итак недешёвого сырья.

Например, шлам из дробленой золотой породы, транспортируемой для химической экстракции, чрезвычайно абразивен и в течение всего нескольких дней может разрушить насосную систему. Добавление воды облегчает транспортировку продукта, но увеличивает трудозатраты на концентрацию золота. Для уменьшения производственных расходов и затрат на техническое обслуживание, всё чаще применяются винтовые насосы Nemo от Netzsch Pumpen & Systeme GmbH, которые могут снизить стоимость транспортировки такого проблемного сырья благодаря «мягкой» технологии перекачивания и использованию исключительно надёжных компонентов.

И серебро, и золото, как правило, можно извлечь лишь из мелких частиц породы, что требует её дробления. Для отделения драгоценного металла от измельчённой пустой породы применяется множество различных методов, включая цианирование и связывание со ртутью. Однако сначала смесь должна быть конденсирована и концентрирована. В идеальном случае содержание воды в золотоносном шламе не должно превышать 40%.

Ранее для транспортировки шлама в горнодобывающей промышленности использовались центробежные насосы, хотя их, как правило, применяют для транспортировки жидких сред, содержащих не менее 50% воды. Поэтому для упрощения транспортировки дробленой золотоносной породы в неё дополнительно вводили воду, хотя такой шаг усложнял последующее извлечение золота из шлама.

 

Материальный ущерб из-за абразивности золотой шлама

В поисках альтернативы с экспериментальной целью в горнодобывающей промышленности пробовали применять коловратный насос. Тем не менее, его корпус был полностью разрушен в течение всего двух дней из-за высокой абразивности золотого шлама. Каменные частицы в осадке действовали подобно наждачной бумагу, особенно на высоких скоростях, и чрезвычайно быстро стираться все поверхности, пока система не разрушалась полностью. Этот эффект может быть уменьшен только благодаря особенно «мягкому» перекачиванию экономически значимых объёмов шлама, что и продемонстрировали испытания винтового насоса Nemo.

Принцип работы винтовых насосов основан на взаимодействии ротора и статора. Спираль ротора вращается внутри корпуса статора, установленного на роторе с передающими камерами, конгруэнтно обращёнными с образованием спирали к ротору. Среда проходит через эти камеры от всасывающего к нагнетательному патрубку без пульсаций, поперечных усилий или изменения давления. Поскольку таким образом могут надёжно транспортироваться даже вязкие среды и среды, содержащие значительную долю твёрдого вещества, к золотоносному шламу необходимо добавлять лишь небольшое количество воды. Поэтому стало возможным уменьшить содержание воды в золотом шламе из более чем 50% до «идеальных» 40%.

 

Прочные материалы, низкая скорость и «мягкость» перекачивания уменьшают износ

Для увеличения срока службы насосной системы до максимального возможного конструкторы Netzsch предложили изготовить ротор из карбида вольфрама. Этот материал, прочность которого по шкале Мооса соответствует прочности алмаза, не «чувствителен» к абразивности среды.

При изготовлении статора был использован нитрил-содержащий материал SBE. Он также чрезвычайно устойчив к износу, но  при этом достаточно мягок, чтобы предотвратить слишком быстрый износ в точках соприкосновения с ротором.

Дополнительным преимуществом этой насосной технологии применительно к указанной сфере применения является возможность контроля скорости. Скорость вращения ротора максимально плавно регулировалась с помощью инвертора переменной частоты, чтобы в целом ряде испытательных прокачек определить идеальную скорость. Цель испытания состояла в поиске баланса между как низкой скоростью транспортировки, уменьшающей трение и быстрое разрушение поверхности, и достаточной пропускной способностью оборудования, предотвращающей оседание среды.

Частота оборотов двигателя мощностью 20 л.с. была уменьшена сначала до 189 об/мин, а затем до 130 об/мин. При такой скорости производительность системы составила 10 м³/ч при давлении 9 бар.

 

Увеличение жизненного цикла, несмотря на уменьшение доли воды

Винтовые насосы отличаются более низким энергопотреблением и возможностью быстрой очистки для поддержания в рабочем состоянии, что, в свою очередь, снижает операционные и эксплуатационные расходы. При транспортировке золотосодержащей среды решающее значение имеет долговечность насосной системы. В первом испытании насос работал в течение трёх месяцев без  какого-либо ущерба для статора или ротора. Кроме того, после первого теста владельцами шахты были установлены ещё три насоса Nemo со средним сроком службы около 3,5 месяцев. Такой срок эксплуатации превышает жизненный цикл используемых до этого центробежных насосов, которые практически полностью изнашивались в течение трёх месяцев, несмотря на добавлением воды.

 

Фото: В насосной системе с регулируемой скоростью с помощью преобразователя частоты можно было определить оптимальную скорость перекачивания и свести к минимуму износ без риска осаждения среды в насосе (источник: Netzsch Pumpen & Systeme GmbH)