Wysokowydajne maszyny przesiewające w przemyśle potasowym

30.08.2012, Saskatoon

Sprzedaż, RHEWUM Ltd.

Wytworzone na zamówienie RHEWUM Maszyny przesiewające zapewniają wysoką wydajność produkcji w zakresie od 0.2 do 40 mm (oczka 70 i 1.57 cala) przy jednoczesnym zachowaniu krótkich odstępów między przeglądami.

Potas jest ważnym składnikiem życia. Odgrywa kluczową rolę w wielu obszarach żywienia. Wraz z azotem i fosforem, potasem, jest trzecim niezbędnym składnikiem pokarmowym roślin i stanowi ważną część życia roślinnego i zwierzęcego - wspomaga wzrost roślin, aktywność enzymów, tworzenie białek, fotosyntezę, oddychanie i lepsze wchłanianie składników odżywczych. Prawie 95% całego wyprodukowanego potasu wykorzystuje się jako nawóz [1]. Nawet podaż potasu dla roślin może zostać chwilowo wstrzymana. Potas pozostaje niezbędnym minerałem w dłuższej perspektywie.

Wszechstronny minerał

Tabela 1: Najważniejsze minerały zawierające potas wraz z zawartością rozpuszczalnego w wodzie tlenku potasu (K2O) [2] Na całym świecie występuje wiele złóż potasu w postaci związków chlorkowych, siarczanowych i azotanowych. Forma zawierająca chlorki odgrywa najważniejszą rolę w przemyśle. Potas występuje w różnych związkach, np. z sodem, magnezem i wapniem (tab. 1). Zaledwie cztery kraje odpowiadają za trzy czwarte światowej produkcji – Kanada, Rosja, Niemcy i Białoruś. Światowe moce produkcyjne osiągnęły w 38 roku około 2005 milionów ton. Cztery najważniejsze kraje-konsumenci to USA, Chiny, Brazylia i Indie. Kanada dysponuje około połową znanych na całym świecie złóż potasu, lecz zdolność produkcyjna w Kanadzie sięga jedynie 30% ilości potrzebnej na całym świecie. Najważniejsi producenci na świecie to:  

Potash Corporation of Saskatchewan Inc. (Kanada) Według własnych informacji PCS jest trzecim co do wielkości przedsiębiorstwem na rynku azotu i fosforanów, a także producentem karmy dla zwierząt i chemii przemysłowej. Firma produkuje ponad 15% światowej produkcji potażu. Firma Potash Corp została założona w 1975 roku przez rząd prowincji Saskatchewan. W 1989 roku firma przeszła w ręce prywatne i weszła na giełdę. W latach 1990-tych PCS przejęło kilku amerykańsko-amerykańskich producentów chlorku potasu: Potash Company of America, Florida Favourite Fertilizer, Texasgulf i Arcadian Corporation. Główne rynki to Ameryka Północna, Brazylia i Azja, w tym Chiny. Strona internetowa: www.potashcorp.com  

Białoruśkali (Białoruś) Państwowe Przedsiębiorstwo Wydobycia Węgla pod nazwą „Związek Produkcyjny Białoruśkali” jest największym producentem nawozów potasowych na obszarze WNP. Siedziba główna znajduje się w Salihorsku na Białorusi, gdzie znajdują się cztery zakłady wydobywcze firmy (złoże potażu Starobin). Białoruśkali zatrudniało 20.000 50 pracowników. Produkcja dostarczana jest do ponad XNUMX krajów w Europie, Afryce, Azji, Ameryce Północnej i Ameryce Południowej. Co szósta tona nawozu potasowego na świecie produkowana jest na Białorusi. Strona internetowa: www.kali.by  

Firma Mosaic (USA) Firma Mosaic z Plymouth/Minnesota w USA posiada największe moce produkcyjne fosforanów na świecie i jest jednocześnie trzecim co do wielkości producentem potażu. Ponad 15% światowej produkcji potażu pochodzi z Mosaic. Wydobycie i przeróbka fosforanów odbywa się w pięciu zakładach górniczych i czterech zakładach produkcyjnych na Florydzie i Luizjanie. Podobnie jak Potash Corporation, Mosaic Company jest częścią konsorcjum eksportowego Canpotex. Firma Mosaic jest właścicielem kopalni potażu w Saskatchewan (Kanada), Nowym Meksyku i Michigan (USA) i zatrudnia 7.400 pracowników na całym świecie. Główna działalność prowadzona jest w Ameryce Północnej i Południowej oraz w Azji. Częściami Mosaic Company są IMC Global i Cargill Nutrition. Strona internetowa: www.mosaicco.com  

K+S Kali GmbH (Niemcy) Firma z siedzibą w Kassel w Niemczech jest czwartym co do wielkości producentem potażu na świecie i wiodącym dostawcą surowej soli potasowej i magnezowej w Europie. Chlorek potasu to najlepiej sprzedający się produkt firmy K+S Kali GmbH: uniwersalny nawóz stosowany m.in. w uprawie zbóż, kukurydzy, ryżu i soi. Części asortymentu K+S Kali są dopuszczone do uprawy ekologicznej. W roku 2008 złożono ofertę na ponowne uruchomienie fabryki potażu w miejscowości Rossleben/Niemcy. Działalność biznesowa K+S obejmuje cztery grupy: Nawozy, Przemysł, Opieka Zdrowotna i Żywność oraz Składniki Odżywcze.

Uralkali (Rosja) Uralkali jest drugim co do wielkości producentem nawozów mineralnych w Rosji. Jej siedziba znajduje się w Beresnikach w rejonie Permu. Firma zatrudnia ponad 15.000 1930 pracowników i wydobywa głównie chlorek potasu, który jest głównie eksportowany. Powstała w 1992 roku jako przedsiębiorstwo publiczne, a od 10 roku jest spółką akcyjną. Jednym z największych akcjonariuszy jest miliarder Suleiman Kerimow. Udział potasu w światowym rynku wynosi 90%. Ponad XNUMX% produktów trafia na eksport, głównie do Chin, Brazylii, Azji Południowo-Wschodniej i Indii, ale także do Europy, Afryki, Bliskiego Wschodu i USA. Niskie koszty pracy i energii pozwalają Uralkali oferować produkty w niskich cenach. Strona internetowa: www.uralkali.com

DSW, Morze Martwe działa DSW to skrót od Dead Sea Works. Po izraelskiej wojnie o niepodległość w 1948 r. firma Palestine Potash – założona w 1920 r. przez Mosze Nowomejskiego na brytyjskim terytorium mandatowym Palestyna – została znacjonalizowana i zdefiniowana na nowo. Firma należąca obecnie do Israel Chemicals Ltd. (ICL) jest głównym ważnym ośrodkiem gospodarczym w zakazanym południowym Izraelu. Surowce pochodzą z Morza Martwego, które leży 400 metrów poniżej poziomu morza. W 1992 roku ICL przeszła w ręce prywatne. 90% sprzedaży odbywa się za granicą, wiele do Europy. ICL jest jedną z największych firm w Izraelu, największym dostawcą nawozów i wiodącym przedsiębiorstwem chemii przemysłowej w kraju. Strona internetowa: www.icl-group.com

Chiny Chińska produkcja potażu wynosi 3.5 mln ton rocznie. Działalność górnicza jest własnością państwa. Chińska produkcja potażu nie odgrywa istotnej roli w handlu światowym, ponieważ Chiny samodzielnie konsumują produkcję potażu i dokonują zakupów na rynku światowym w celu pokrycia własnego zapotrzebowania. Według Germany Trade and Invest w 2008 roku 87 chińskich firm produkowało nawozy potasowe. Najważniejszym producentem jest Sinofert, należący do chemicznego giganta Sinochem.  

APC, Arab Potash Company (Jordania) Arab Potash Company wydobywa również potaż z Morza Martwego w północno-zachodniej części. Jordańska firma z siedzibą w Ammanie została założona w 1956 roku. Wydobycie potażu rozpoczęła firma APC w 1980 roku. Od tego czasu firma rozszerza swoją działalność samą, jak również poprzez swoją spółkę zależną Jordan Dead Sea Industries Company. APC dywersyfikuje swoją działalność o projekty z zakresu chemii i nawozów. W 2003 roku kanadyjska firma Potash Corporation z Saskatchewan objęła udziały w APC. Dzięki tej spółce joint venture produkcja zostanie zwiększona. APC sprzedaje swoje produkty głównie w regionie Morza Śródziemnego i Azji. Strona internetowa: www.arabpotash.com  

Agrium Inc. (Kanada) Działalność Agrium koncentruje się na produkcji azotu, a także na produkcji fosforanów i potażu. Została założona w 1931 roku jako Cominco Fertilizers Ltd. i przekształcona w Agrium Inc. w roku 1995. Siedziba firmy znajduje się w Calgary/Alberta w Kanadzie. Agrium zatrudniało około 6.600 pracowników (w 2006 r.) i prowadzi kilka kopalni potażu i fosforanów w Kanadzie. Roczna zdolność produkcyjna azotu wynosi 5 milionów ton i, jak wynika z własnych informacji, spółka korzysta z niskiej ceny gazu w Albercie. Agrium sprzedaje swoje produkty w Kanadzie, USA i Argentynie. Podobnie jak Potash Corp i Mosaic Company, Agrium Inc. jest częścią północnoamerykańskiego konsorcjum eksportowego Canpotex. Spółka kilkakrotnie mściła się za naruszenie specyfikacji środowiskowych. Strona internetowa: www.agrium.com  

Eksploatacja potasu

Złoża potasu zalegające w postaci warstw stałych na głębokości do 1.400 m (4,600 stóp) są zazwyczaj wydobywane za pomocą konwencjonalnych zmechanizowanych metod górnictwa podziemnego. W przypadku, gdy nie jest to już możliwe ze względu na głębokość złóż i/lub jeśli problemy z dopływającą wodą uniemożliwiają konwencjonalne wydobycie, kopaliny solne są wydobywane metodą roztworową. Odparowywanie słoneczne solanek zawierających naturalny potas jest trzecią metodą wydobycia, ale nie odgrywa znaczącej roli.

Technologie przesiewowe w przemyśle potasowym

Sita stosuje się na różnych etapach przetwarzania potasu, począwszy od ekstrakcji – minerał wydobywany z kopalń jest najpierw kruszony, a następnie sortowany – a następnie przy zagęszczaniu, przesiewaniu granulatu i załadunku. Sita spotyka się także przy obróbce na mokro, czyli klejeniu na mokro po procesie flotacji, a także przy odwadnianiu. Ponieważ przesiewacze mają znacznie niższe jednostkowe zużycie energii niż kruszarki, poza prostą produkcją produktu nadającego się do sprzedaży, można je stosować do odciążenia etapów kruszenia (kruszenie selektywne), aby uniknąć kosztownych przemieleń [3]

Używane sita to głównie sita wibracyjne i sita wibracyjne tkaninowe. Sita wibracyjne są używane do wysokich przepustowości przy średnich i grubych punktach cięcia. Do krytycznych właściwości produktu i separacji < 3 mm (7 oczek) sita wibracyjne tkaninowe wykazują swoje zalety w porównaniu z sitami wibracyjnymi. Maszyny do przesiewania o podwójnej częstotliwości (RHEduo^®) to specjalny rodzaj sit wibracyjnych. Zasada napędu maszyn przesiewających typu RHEduo^® opiera się na wykorzystaniu dwóch niezrównoważonych silników pracujących z różnymi prędkościami, które są zamontowane na końcu wlotowym i wylotowym maszyny przesiewającej. W sekcji wlotowej materiał wlotowy jest rozluźniany przez większe amplitudy i sortowany według rozmiaru (segregacja). W sekcji wylotowej generowane są małe amplitudy, które poprawiają wydajność przesiewania poprzez skuteczne oddzielanie cząstek o oczkach zbliżonych do oczek. Zmieniając kierunek obrotów silników, można selektywnie wpływać na prędkość transportu, a zatem na szybkość podawania, a także na ostrość oddzielania. W porównaniu do konwencjonalnej technologii przesiewania dzięki tej zasadzie napędu ten typ sita jest zaprojektowany jako kompaktowa jednostka o dużej wydajności.

Ekran składa się z wibrującej części wewnętrznej i statycznej obudowy. Umożliwia to stałe połączenia bez wrażliwych elastycznych połączeń i mniejszą masę wibracyjną. Wraz z napędami zewnętrznymi umożliwia to przesiewanie w wysokiej temperaturze do 600°C (1,112 ° F). Konstrukcja śrubowa umożliwia wyjątkowo długi czas pracy i bardzo łatwą konserwację. Na przykład po pierwszym i drugim etapie kruszenia dwie linie oparte na tej technologii pracują z wydajnością 1.600 t/h. (1,764 STPH). Po skalpowaniu paszy na poziomie 40 mm (1.57 cali) na niedźwiedziu grizzly – pasza jest następnie rozdzielana na sicie w temperaturze 25 (1 cali)12.5 mm (1/2 cala) i 5 mm (~4 oczek). Separacja przy 1 mm (18 oczek) następnie jest zrobione na RHEmoto^® sita z bezpośrednim wzbudzeniem oczek siatki sitowej, opisane poniżej.

 
RHEduo^® maszyny przesiewające do przesiewania zagęszczonego KCL

Kolejnym obszarem zastosowania jest RHEduo^® maszyny przesiewające to sita do produkcji w procesie zagęszczania potażu. Produkt proszkowy jest podawany razem z materiałem wiążącym do pras walcowych. Zwinięte płatki są następnie kruszone i przesiewane. Zwykle tylko około 15 do 23% wag. pożądanej frakcji produktu 2 do 4 mm (5 oczek - 10 oczek) są zawarte w rozdrobnionym materiale. Dlatego ten materiał musi być przesiewany z dużą przepustowością i precyzyjnie zdefiniowanymi limitami dla cząstek poza specyfikacją, aby odciążyć obwód zagęszczający. Podczas gdy drobne cząstki pochodzące z kruszarki są przesiewane i ponownie podawane do zagęszczania, przesiane cząstki nadwymiarowe są ponownie kruszone.

Tabela 2: Wyniki badań przesiewowych różnych RHEWUM technologie przesiewowe

Ze względu na wysoką wydajność przesiewania i jednocześnie kompaktowe wymiary, a także technologię RHEduo^® Maszyna przesiewająca została wykorzystana jako sita załadowcze u niemal wszystkich znanych producentów potażu na świecie.  

Załaduj ekrany do zagęszczonego KCL

W zakładzie znanego francuskiego producenta potażu zawartość pyłu w zagęszczonym KCL musi zostać zredukowana z 10% do 0.5%, a aglomeraty większe niż 5 mm (~ 4 oczka) muszą zostać usunięte. Dla szybkości podawania od 300 do 360 t/h (397 STPH) wybrano trzypokładową dwuczęstotliwościową maszynę przesiewającą. Podawanie materiału odbywa się za pomocą zintegrowanego współwibrującego dystrybutora. Pozwala to na kompaktowe wymiary instalacji i bezobsługową pracę w porównaniu z przenośnikiem wibracyjnym. Poprzez zainstalowanie kolejnego pokładu przesiewającego w maszynie przesiewającej można zrealizować rozładunek w celu uzyskania najdrobniejszej separacji. W ten sposób można zminimalizować wymagany obszar przesiewania dla najdrobniejszego cięcia sita, który określa rozmiar sita, a tym samym zmniejszyć rozmiar całej maszyny.  

Maszyny przesiewające z bezpośrednim wzbudzeniem tkanin sitowych

Do drobniejszego rozdzielania mniejszego niż 2 mm (5 oczek) do 0.16 mm (~100 oczek) stosuje się maszyny przesiewające z bezpośrednim wzbudzeniem tkanin sitowych. Nadają się one do efektywnego rozdzielania przy wysokich przepustowościach.

Maszyny te są przesiewaczami rzutowymi z bezpośrednim wzbudzeniem powierzchni przesiewającej. Sam agregat ekranu jest statyczny. Umożliwia to wykonanie stałych połączeń na wlotach i wylotach. Zaletą tego typu konstrukcji jest ograniczenie emisji pyłów, a także redukcja kosztów konserwacji, które będą obowiązkowe w przypadku dynamicznych systemów uszczelniających. Wytrzymałe wibratory znajdujące się na zewnątrz obudowy przesiewacza generują drgania, które za pomocą osi wibracyjnej przenoszone są bezpośrednio na tkaninę przesiewającą. W wyniku drgań o dużej częstotliwości materiał sitowy jest wyrzucany pod kątem prostym z powierzchni przesiewającej – o transporcie decyduje tylko nachylenie tkaniny sitowej. Następuje przesiewanie cienkowarstwowe z dużą szybkością transportu. Drobne produkty ulegają upłynnieniu na tkaninie sitowej. Ze względu na wysoką częstotliwość, pomimo dużej szybkości transportu, pomiędzy tkaniną sitową a cząstkami zachodzi duża ilość kontaktów. Regulowany cykl czyszczenia niezawodnie zapobiega zatykaniu siatki sita. Ze względu na niewielkie masy, które należy przemieszczać (wibruje tylko tkanina sitowa) osiągane są duże przyspieszenia na powierzchni przesiewającej. Pomaga to na przykład przezwyciężyć przyczepność wilgotnych lub lepkich materiałów (np. peletek). Poza tym zużycie energii jest bardzo niskie (0.05-0.10 kWh/t).  

W kilku operacjach przemysłowych ta technologia przesiewania jest wykorzystywana do wstępnego przesiewania, procesu zimnej krystalizacji i flotacji, a także odpylania. Dzięki statycznej obudowie ekranu nie dochodzi do przenoszenia sił dynamicznych na budynek. Pozwala to na eksploatację tego typu przesiewaczy nawet w wysokich budynkach bez zwiększania wymiarów konstrukcji stalowej na skutek niepożądanych drgań.  

Przesiewanie na mokro

Przesiewanie na mokro zazwyczaj wymaga krótkich sit, ponieważ przy oddzielaniu cieczy nie ma już miejsca klasyfikacja. W rzeczywistości szerokość ekranu jest o wiele ważniejsza, aby osiągnąć wysoką przepustowość i jednocześnie precyzyjną separację. Podając miazgę cienką warstwą na całej szerokości, zamiast przy użyciu długiej maszyny, uzyskuje się większe federacje i bardziej precyzyjne separacje, a także znacznie zwiększa się żywotność tkaniny sitowej. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku przesiewania na mokro do transportu drobnych cząstek przez siatkę sita niezbędna jest wolna woda i wibracje. Proces klasyfikacji kończy się z chwilą, gdy woda doprowadzana do maszyny w postaci pulpy przejdzie przez powierzchnię przesiewającą. Substancje stałe pozostawione na tkaninie sitowej są przenoszone do wylotu ekranu za pomocą wibracji i grawitacji.

RHEWUM przesiewacz typu RIUS 1+1 z systemem podwójnego podawania jest maszyną kompaktową z dwoma zespołami przesiewającymi, tworzącą maszynę jednopokładową. Pozwala to jednocześnie na uzyskanie wysokich prędkości podawania i łatwą konserwację pracy jednopokładowego przesiewacza. Zasada napędu przesiewacza realizowana jest poprzez wysoką częstotliwość drgań dostosowanych do materiału przesiewacza. Ponieważ przesiewacz potrzebuje tylko jednego napędu do dwóch etapów separacji, koszty inwestycji są obniżone. Oprócz przesiewania potażu, RIUS 1+1 może być również stosowany do skalenia, granatu, rudy żelaza, kaolinu, fosforanów, piasku kwarcowego i tantalu. Jest to ekonomiczna i wydajna alternatywa dla klasyfikatorów hydraulicznych i hydrocyklonów.  

Odwadnianie  

Sita odwadniające (RHEdry) służą do odwadniania produktów pochodzących z etapów sortowania na mokro i odzyskiwania cieczy procesowej. W porównaniu z konwencjonalnymi maszynami przesiewającymi w tego typu maszynach, nachylenie tkaniny sitowej wznosi się w kierunku wylotu. Prowadzi to do znacznie wyższej warstwy materiału sitowego i lepszego oddzielania ciał stałych od cieczy. Duże przyspieszenia tkanin sitowych są bardzo ważne dla efektu odwadniania. Dlatego też stosuje się napędy o dużej prędkości obrotowej, które generują drgania liniowe i poprawiają efekt odwadniania. Na czas przebywania materiału na maszynie wpływa kąt ustawienia maszyny. Należy go dobrać odpowiednio do lepkości cieczy. Ważna dla klienta jest wysoka zawartość suchej masy za maszyną przesiewającą.  

Optymalizacja procesu  

Maszyny przesiewające są często stosowane w obiegach granulacji, względnie. obwody kruszenia i mielenia. Produkt opuszczający maszynę przesiewającą często przechodzi przez nią ponownie po kolejnym etapie przetwarzania. Aby odciążyć te obwody i zwiększyć wydajność produkcji, bardzo pomocne jest określenie online rozkładu wielkości ziaren materiału pochodzącego z granulatora, młyna lub kruszarki. Można poprawić interakcję obu składników i ograniczyć recyrkulację produktu. W zależności od procesu wybranego do wytwarzania cząstek o wielkości handlowej, mogą wystąpić znaczne różnice w rozkładzie wielkości cząstek. Zwiększają ilość materiału podlegającego recyrkulacji i jednocześnie zmniejszają wydajność produkcji. W tym przypadku bardzo ważny staje się pomiar cząstek online. W celu określenia wielkości cząstek w trybie online, pewna ilość materiału oddzielana jest przez system pobierania próbek ze strumienia produktu, a następnie podawana do jednostki wyznaczającej – SizeChecker.  

Przenośnik wibracyjny przenosi produkt do jednostki detekcyjnej, która optycznie określa wielkość cząstek podczas swobodnego opadania. Dlatego kamera liniowa CCD rejestruje obraz cienia odpowiednich cząstek przed modułem oświetlenia LED o rozdzielczości do 4096 pikseli. Na podstawie tego niekończącego się obrazu, który pozwala określić rozmiar każdej pojedynczej cząstki, kontury i wymiary cząstek są analizowane za pomocą „analizy kropelek”. Na podstawie stosunku wymiarów minimalnych i maksymalnych oraz konturu obliczane są online różne klasyfikacje kształtów. W rezultacie podany jest rozkład wielkości cząstek, kształt cząstek oraz tendencje długoterminowe związane z wcześniej ustalonymi granicami błędów dopuszczalnych. Sygnały sterujące przesyłane są do zewnętrznych urządzeń sterujących. Oprócz rzeczywistych danych dotyczących rozkładu wielkości cząstek, wartości D50 odpowiednio. MA można obliczać i dalej przetwarzać. Dzięki interfejsowi SizeCheckers do serwera OPC, który jest bardzo powszechny w sterowaniu procesami, system może być elastyczny w wielu zastosowaniach. Można zbudować obwody sterowania procesem w celu regulacji kruszarki lub młyna, odpowiednio. jednostki zagęszczające lub granulatory, aby przy niewielkim wysiłku zwiększyć wydajność produkcji. Oparte na RHEWUMWieloletnie doświadczenie w technologii przesiewania, szczególnie w przemyśle potażu, RHEWUM opracowuje coraz bardziej efektywne rozwiązania w zakresie przetwarzania potażu. Nowe gatunki materiałów i technologie ujawniają nowe rozmiary i typy maszyn, które jeszcze kilka lat temu wydawały się wykonalne. Celem jest opracowanie jeszcze skuteczniejszej i łatwiejszej w obsłudze technologii przetwarzania surowców. Biorąc pod uwagę ograniczone zasoby światowe i rosnące zapotrzebowanie na nawozy, uważamy to za bardzo ważne.  

Bibliografia 1. Raport CEH, Potash, Bala Suresh, listopad 2004 2. Studium przypadku Potash, Międzynarodowy Instytut Środowiska i Rozwoju (IIED) i Światowa Rada Biznesu na rzecz Zrównoważonego Rozwoju (WBCSD), nr 65, luty 2002 3.Südwestdeutsche Salzwerke AG Mitarbeitermagazin 2 / 2002 4.Schmidt, P.; Körber, R.u. Miedziaki, M.; Sieben und Siebmaschinen, Wiley-VCH Verlag, 2003 5.Coppers, M. und Schütz, S; Optische Online-Partikelanalyse als Produktionsüberwachung im industriellen Einsatz. Aufbereitungs-Technik 46 (2005) Nr 7 S. 42-47