Należąca do Yara kopalnia Siilinjärvi w Finlandii została otwarta w 1979 r. i jest jedyną kopalnią fosforanów w Europie Zachodniej. Co roku ta kopalnia produkuje ok. 1.000.000 ton fosforanów (koncentrat apatytowy), z których w Siilinjärvi wytwarzany jest kwas fosforowy, a następnie - w należących do Yara zakładach w Finlandii i Norwegii - nawozy i fosforany paszowe.

Firma Weir Minerals wspiera Yara Siilinjärvi od ponad 30 lat a pompy Warman® z powodzeniem pracują w całym zakładzie.

Wyzwanie

Niedawno Yara wprowadziła w swojej kopalni nową technologię flotacyjną w celu zwiększenia wykorzystywania drobnych cząsteczek pochodzących z rud.

Zazwyczaj ruda pochodząca z kopalni Yara zawiera 10% apatytu, 20% węglanu wapnia i 65% flogopitu, który jest trudny do oddzielenia. W procesie separacji konieczne jest użycie chemikaliów pomagających utrzymać stabilność szlamu, jednak czasem szlam nie opada i przelewa się, co skutkuje powstaniem niestabilnych warunków pompowania.

Pompowanie zawiesiny szlamowej to trudne zadanie dla pomp odśrodkowych, w szczególności przy niestabilnym procesie flotacji, charakteryzującym się dużą zmiennością współczynnika FVF (Froth Volume Factor) aż do wartości 2,5.

Standardowa pozioma pompa szlamowa Warman® 6 E-AHF pracowała dobrze w stabilnych warunkach, gdy współczynnik FVF nie przekraczał wartości 1,5.

Jednak w niestabilnych warunkach, gdy współczynnik FVF przekraczał wartość 1,8, pompa nie pracowała już tak skutecznie i można było wiele poprawić w tym zakresie.

Rozwiązanie

Zespół inżynierów z Weir Minerals ściśle współpracował z klientem w celu opracowania opcji próbnych projektów mających na celu usprawnienie pracy pompy. Osiągnięto niewielką poprawę, jednak nie była ona wystarczająca, aby poradzić sobie z ekstremalnymi warunkami szlamu.

Nowo zaprojektowana pompa została opracowana z wykorzystaniem najnowocześniejszej technologii Weir Minerals i wpasowała się idealnie w potrzeby klienta. Zaawansowana technologicznie odśrodkowa pompa szlamowa Warman® z CARS (systemem ciągłego usuwania powietrza) została zaprojektowana do separacji i usuwania gazu w dwóch etapach.

Na pierwszym etapie łopatka wzbudzania przepływu wirnika pompy wspomaga przepływ zawiesiny szlamowej do otworu wlotowego wirnika, jednocześnie generując wstępny obrót w celu wstępnego oddzielenia gazu zawierającego frakcję, który ulatuje w stronę otworów wylotowych znajdujących się w tylnej osłonie wirnika. Wtórny induktor stanowi wał zamontowany i umiejscowiony za wirnikiem, w komorze gazu.

Na drugim etapie wtórny induktor wspomaga ruch osiowy gazu zawierającego mieszaninę do wylotu komory. Jednocześnie obraca mieszaniną wewnątrz komory w celu dalszego oddzielenia części stałych do wykorzystania w procesie przy pomocy ruchu odśrodkowego tylnego otworu wylotowego głównego wirnika. Ten układ nie zależy od konieczności zapewnienia niewielkiego luzu roboczego.

Wyniki

Dodanie innowacyjnej technologii do sprawdzonej linii pomp szlamowych Warman® przeznaczonych do pracy w ciężkich warunkach zapewniło stabilną charakterystykę eksploatacji bez konieczności dodatkowego obniżania współczynnika FVF.

Zwiększona wydajność nowej konstrukcji pompy Warman® 6 E-AHFC umożliwiła zastosowanie mniejszego silnika. Pompa umożliwia skuteczniejsze pompowanie, w szczególności szlamu o wysokim współczynniku FVF – aż do 4,0 – i zareagowała szybko na zmianę warunków szlamu bez zatykania otworu wlotowego wirnika powietrzem.

Nie nastąpiła utrata produktu w wyniku przelania się szlamu, a system CARS odprowadził powietrze do zbiornika ssania.