العوامل الرئيسية لاختيار أجهزة الطرد المركزي الأنبوبية

أولاً: خصائص المواد (المحددات الأساسية)

المعايير الأساسية لنظام الطورين الصلب والسائل

تركيز المواد الصلبة: لا تُناسب أجهزة الطرد المركزي الأنبوبية إلا المحاليل المعلقة المخففة التي يقل تركيز حجم المواد الصلبة فيها عن 1%. يؤدي التركيز العالي جدًا إلى تراكم سريع للرواسب على الجدار الداخلي للأسطوانة، وتوقفات متكررة للتنظيف، وانخفاض كبير في الكفاءة.

حجم الجسيمات الصلبة: يُناسب هذا الجهاز الجسيمات فائقة الدقة (0.1-10 ميكرومتر)، وخاصةً لفصل المواد الغروية. كلما صغر حجم الجسيمات، زاد معامل الفصل للنموذج المُختار (على سبيل المثال، يُوصى بمعامل فصل ≥30,000 G للجسيمات التي يقل حجمها عن 1 ميكرومتر).

فرق الكثافة بين المواد الصلبة والسائلة: يُعد فرق الكثافة القوة الدافعة للترسيب بالطرد المركزي. فكلما قلّ فرق الكثافة (على سبيل المثال، ما يقارب 100 كجم/م³)، زاد معامل الفصل المطلوب وزاد زمن بقاء المادة، وهو ما يمكن تحقيقه بزيادة نسبة طول الأسطوانة إلى قطرها (يوصى بنسبة 4-8).

قابلية المواد للتآكل والتآكل

ظروف العمل المسببة للتآكل (مثل محلول الترشيح الحمضي، والمحلول المحتوي على السيانيد في المناجم): بالنسبة لمواد البراميل، يفضل استخدام سبائك التيتانيوم (TA2/TA10) أو Hastelloy C276 لمقاومة ممتازة للأحماض والقلويات القوية؛ الفولاذ المقاوم للصدأ 316L مناسب للمواد المحايدة العادية.

ظروف العمل الكاشطة (التي تحتوي على كمية صغيرة من الجزيئات الدقيقة الصلبة): يجب طلاء الجدار الداخلي للأسطوانة بطبقة مقاومة للتآكل من كربيد التنجستن لتجنب تآكل المعدات الناتج عن تآكل الجزيئات تحت الدوران عالي السرعة.

لزوجة المادة ودرجة الحرارة

عندما تتجاوز اللزوجة 50 ملي باسكال.ثانية، تزداد مقاومة ترسب الجسيمات. لذا، من الضروري زيادة سرعة دوران الأسطوانة أو تقليل معدل تدفق التغذية. بالنسبة للمواد ذات درجات الحرارة العالية (أكثر من 100 درجة مئوية)، يجب اختيار موانع تسرب وأنظمة دفع مقاومة لدرجات الحرارة العالية لمنع تشوه المعدات أو تلف موانع التسرب.

ثانياً: متطلبات العملية (العوامل الموجهة نحو الهدف)

أهداف ومؤشرات الانفصال

إذا كان الهدف هو تصفية السوائل (مثل تنقية محلول ترشيح مناجم الذهب)، فيجب مراعاة نقاء المُرشَّح (بحيث لا يتجاوز محتوى المواد الصلبة فيه 50 جزءًا في المليون). يُفضَّل استخدام نماذج ذات عامل فصل عالٍ، مع تصميم مناسب لفتحة تصريف الفائض.

إذا كان الهدف هو إثراء المواد الصلبة واستخلاصها (مثل استخلاص الجزيئات الدقيقة من المعادن النادرة)، فيجب الانتباه إلى معدل استخلاص المواد الصلبة. ومن الضروري التحكم في سرعة دوران الأسطوانة ومعدل التغذية لضمان وقت كافٍ لترسيب الجزيئات.

متطلبات القدرة على المعالجة

تُعدّ سعة المعالجة للوحدة الواحدة في أجهزة الطرد المركزي الأنبوبية صغيرة نسبيًا (عادةً ما بين 0.5 و5 متر مكعب في الساعة). أما بالنسبة للعمليات التي تتطلب معدلات تدفق عالية، فيمكن استخدام تشغيل متوازي متعدد الوحدات أو معدات التركيز المسبق (مثل آلة الترشيح الدقيق) لتقليل تركيز المواد الصلبة قبل المعالجة.

ترتبط سعة المعالجة ارتباطًا طرديًا بقطر الأسطوانة. فكلما زاد القطر (مثلاً، 150 مم)، زادت سعة المعالجة، ولكن عامل الفصل سينخفض ​​تبعًا لذلك. لذا، يجب تحقيق توازن بين هذين العاملين.

متطلبات وضع التشغيل

التشغيل الدفعي: نماذج تفريغ الخبث اليدوية منخفضة التكلفة، ومناسبة لسيناريوهات المعالجة ذات الدفعات الصغيرة والتردد المنخفض.

التشغيل شبه المستمر: اختر نماذج تفريغ الخبث الأوتوماتيكية (مثل النوع المزود بفوهة أو النوع المزود بدافع مكبسي). يقلل التفريغ المنتظم للخبث من وقت التوقف، وهو مناسب للعمليات المستمرة متوسطة الحجم، ولكن تكلفة المعدات ستزيد بنسبة 30% إلى 50%.

ثالثًا: ظروف التشغيل (عوامل التكيف في الموقع)

بيئة التركيب

القيود المكانية: أجهزة الطرد المركزي الأنبوبية عبارة عن هياكل رأسية ذات بصمة صغيرة، ولكن يجب مراعاة ارتفاع التركيب (عادةً 2-4 أمتار للجهاز بأكمله) ومساحة تخطيط خط الأنابيب للتفريغ العلوي.

متطلبات مقاومة الانفجار: بالنسبة للمناجم تحت الأرض أو السيناريوهات التي تحتوي على غازات قابلة للاشتعال والانفجار، يجب اختيار محركات القيادة المقاومة للانفجار Ex d ⅡC T4 وأنظمة التحكم الكهربائية للامتثال لمواصفات السلامة المقاومة للانفجار.

توافق الأنظمة الداعمة

نظام التغذية: يجب تكوين مضخة تغذية متغيرة التردد للتحكم بشكل مستقر في معدل تدفق التغذية وتجنب عدم كفاية وقت بقاء المواد في الأسطوانة بسبب معدل التدفق الزائد.

الأنظمة المساعدة: بالنسبة للمواد ذات درجة الحرارة العالية، يجب تجهيز نظام تبريد؛ وبالنسبة للمواد المسببة للتآكل، يجب تجهيز جهاز معادلة الحمض والقاعدة لضمان التشغيل الآمن للمعدات.

رابعاً: العوامل الاقتصادية وعوامل التشغيل والصيانة

تكلفة المعدات والعائد على الاستثمار

كلما ارتفع عامل الفصل، وزادت خصوصية المادة (مثل سبائك التيتانيوم)، وارتفع مستوى الأتمتة، ارتفعت تكلفة شراء المعدات. من الضروري حساب فترة استرداد الاستثمار (عادةً ما يُوصى بها بسنتين أو أقل) بناءً على قيمة استخلاص المواد الصلبة أو فوائد تنقية السوائل.

تكلفة التشغيل والصيانة

تكمن تكلفة التشغيل والصيانة لنماذج تفريغ الخبث اليدوية بشكل رئيسي في ساعات العمل اليدوية للتنظيف واستبدال الأجزاء المستهلكة (مثل الأختام).

بالنسبة لنماذج التفريغ التلقائي للخبث، يجب مراعاة تكلفة تآكل الفوهة/المكبس واستبداله وتكلفة صيانة نظام التحكم ذي التردد المتغير.

قطع الغيار وخدمة ما بعد البيع

أعط الأولوية للعلامات التجارية التي لديها إمدادات كافية من قطع الغيار المقاومة للتآكل (مثل حلقات منع التسرب، والطلاءات المقاومة للتآكل).

ضع في اعتبارك سرعة استجابة الشركة المصنعة للتركيب والتشغيل في الموقع والصيانة ما بعد البيع، خاصة بالنسبة لسيناريوهات المناجم النائية.

ترتيب أولويات قرارات الاختيار

خصائص المادة (التركيز، حجم الجسيمات، قابلية التآكل) > مؤشرات فصل العملية > طاقة المعالجة ونمط التشغيل > ظروف التركيب في الموقع > الجدوى الاقتصادية