سلول فلوتاسیون خودمکش (Sub-A)

سلول فلوتاسیون خودمکش (Sub-A)

یکی از مهم‌ترین و شناخته‌شده‌ترین نمونه‌های سلول‌های فلوتاسیون مکانیکی سنتی، سلول فلوتاسیون دنور مدل  Sub-A  (مخففSub-Aeration ) است. این سلول‌ها به دلیل سادگی ساختار، طراحی قوی و به‌ویژه ویژگی خودمکش بودن (Self-Aspirating)، نقش تاریخی و کلیدی در صنعت فرآوری مواد معدنی داشته‌اند و همچنان در بسیاری از مدارهای فلوتاسیون کوچک تا متوسط و همچنین مدارهای خاص استفاده می‌شوند. سلول Denver Sub-A، یک ماشین فلوتاسیون مکانیکی با بدنه مکعبی شکل است که ساختار آن مشابه سلول‌های قدیمی‌تر است، اما مکانیسم عملیاتی متمایزی دارد.

مکانیسم عملکرد و ویژگی خودمکش بودن

ویژگی بارز سلول Sub-A، سیستم خودمکش هوا (Self-Aerating) آن است. این ویژگی آن را از سلول‌های هوای تحت فشار (Forced-Air) متمایز می‌کند.

• روتور (Impeller) و خلاء: پره همزن (Rotor) در این سلول‌ها به گونه‌ای طراحی شده که با چرخش سریع، در مرکز خود یک فشار منفی (خلاء) ایجاد می‌کند. این خلاء، هوا را از طریق یک شفت توخالی یا یک لوله ورودی، مستقیماً از اتمسفر (بدون نیاز به کمپرسور یا دمنده خارجی) به داخل پالپ مکش می‌کند.
• پراکندگی هوا: پس از مکش هوا، پره همزن با ایجاد نیروی برشی بالا، هوا را به حباب‌های ریز تقسیم کرده و با پالپ مخلوط می‌کند. استاتور (Diffuser) اطراف روتور، به کنترل تلاطم، توزیع یکنواخت حباب‌ها در حجم سلول و جلوگیری از چرخش کلی پالپ کمک می‌کند.

سیستم گردش پالپ متمایز (Gravity Flow)

یکی از مزایای کلیدی سلول‌های Sub-A که آن را از سایر سلول‌های مکانیکی سنتی متمایز می‌کند، سیستم گردش پالپ با جریان ثقلی (Gravity Flow Circulation) است.

• مسیر جریان: پالپ از سلول قبلی وارد یک لوله یا حفره مخصوص در نزدیکی کف سلول می‌شود. نیروی پره همزن، پالپ ورودی را به همراه پالپ انتهای سلول به سمت بالا و مرکز هدایت می‌کند.
• مزیت کنترل‌شدگی: این مکانیسم تضمین می‌کند که پالپ به صورت مثبت از یک سلول به سلول بعدی در یک بانک (Bank) منتقل شود، که این امر به طور خاص از کوتاه‌شدن مسیر جریان (Short-Circuiting) و ته‌نشین شدن مواد جلوگیری می‌کند. این قابلیت همچنین امکان بازگرداندن محصولات میانی (Middlings) را بین سلول‌ها بدون نیاز به پمپ‌های خارجی فراهم می‌سازد.

مزایای عملیاتی کلیدی سلول  Sub-A

با وجود قدمت طراحی، سلول Sub-A به دلیل چندین مزیت خاص، همچنان در بسیاری از کارخانجات فرآوری کاربرد دارد:

• عدم نیاز به دمنده :(Blower) حذف نیاز به کمپرسورهای گران‌قیمت هوا و لوله‌کشی‌های مربوطه، که منجر به کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه (CAPEX) و عملیاتی (OPEX) می‌شود.
• قابلیت کار با ذرات درشت: به دلیل تلاطم بالا و جریان ثقلی قوی، سلول Sub-A به خوبی می‌تواند با مواد درشت‌دانه (Coarser Material) یا ذراتی که مستعد ته‌نشینی هستند، کار کند. این ویژگی در مراحل رافر (Rougher) که بار ورودی سنگین است، بسیار حیاتی است.
• جلوگیری از گرفتگی (No Choke-Ups): ساختار قوی و گردش پالپ از بالا به پایین و سپس به بالا، باعث می‌شود سلول حتی پس از خاموش شدن یا در هنگام وجود ذرات درشت، به راحتی دچار گرفتگی نشود و پس از توقف، نیاز به تخلیه نداشته باشد.
• گزینش‌پذیری بالا (Selectivity) : در مدارهای چند مرحله‌ای (Cell-to-Cell)، این سلول‌ها به دلیل کنترل مثبت جریان و مکانیزم حباب‌سازی، می‌توانند گزینش‌پذیری خوبی را در اندازه‌های مختلف ذرات فراهم کنند.

محدودیت‌ها

• ظرفیت محدود: سلول‌های Sub-A معمولاً در حجم‌های کوچک تا متوسط ساخته می‌شوند. برای فرآوری در مقیاس‌های بسیار بزرگ با تناژ بالا، به تعداد زیادی سلول نیاز است.
• مصرف انرژی بالاتر: برای ایجاد خلاء و مکش هوا، روتور باید با سرعت نسبتاً بالا بچرخد و این امر می‌تواند در مقایسه با برخی طرح‌های هوای تحت فشار مدرن، منجر به مصرف انرژی مکانیکی بالاتری شود.
• کنترل هوادهی: در مدل‌های خودمکش، میزان هوای مکیده شده عمدتاً به سرعت چرخش روتور وابسته است؛ در نتیجه، انعطاف‌پذیری و دقت کنترل هوادهی ممکن است کمتر از سیستم‌هایی باشد که از دمنده‌های خارجی با کنترل دقیق دبی استفاده می‌کنند.

به طور خلاصه، سلول Denver Sub-A یک طراحی کلاسیک و قابل اعتماد است که به دلیل ویژگی خودمکش بودن و گردش مثبت پالپ، یک انتخاب عالی برای مدارهای فلوتاسیون با ظرفیت کم، یا در بخش‌هایی از کارخانه که با مواد درشت و ساینده سر و کار دارند، محسوب می‌شود.

مشخصات فنی