Qu'est-ce que le jeu rotor-stator dans une cellule de flottation ?

Le jeu rotor-stator est l'espace entre le rotor en rotation et le stator stationnaire dans une cellule de flottation mécanique. Il contrôle la circulation du lisier, l'intensité des turbulences, la dispersion de l'air et la stabilité de la fixation des bulles et des particules. L'écart optimal dépend de la conception du mécanisme, des conditions de fonctionnement, de la taille des particules et de l'usure des composants, et non d'une règle universelle « plus petit est mieux ».

Points clés à retenir

• Un espace rotor-stator plus étroit augmente le cisaillement et la turbulence locaux, ce qui peut améliorer la rupture des bulles et la dispersion de l'air.

• Une turbulence excessive provenant d'un espace trop petit peut détacher les particules minérales déjà attachées aux bulles, réduisant ainsi la récupération.

• Un espace trop grand affaiblit le mélange et la dispersion de l'air, provoquant un mauvais contact bulle-particule et une éventuelle sédimentation des solides.

• Les particules fines et grossières réagissent différemment aux changements de clairance ; la récupération doit être évaluée par fraction granulométrique, et non par récupération globale seule.

• L’usure du rotor et du stator modifie le comportement hydraulique de l’ensemble du mécanisme et doit être évaluée ensemble et non séparément.

Tableau récapitulatif

Définition

Le jeu rotor-stator est l'espace physique entre le rotor en rotation (ou la roue) et le stator stationnaire à l'intérieur d'une cellule de flottation mécanique. Le rotor génère l'action de pompage et le cisaillement qui dispersent l'air dans la boue. Le stator stabilise le modèle d'écoulement et dirige le mélange air-boue dispersé vers la zone de séparation.

Cet écart n’est pas un nombre fixe unique. Il s'agit d'un paramètre de conception qui dépend du diamètre du rotor, de la géométrie des pales, de la configuration du stator, de la vitesse de rotation, du volume des cellules et de la fonction spécifique du circuit de flottation.

Principe de fonctionnement

Le rotor tourne à une vitesse contrôlée et crée une différence de pression qui aspire la boue et l'air dans le mécanisme. Lorsque le mélange boue-air traverse la région rotor-stator, les gradients de vitesse et les turbulences brisent les bulles plus grosses en bulles plus petites.

Les bulles plus petites offrent une plus grande surface interfaciale pour la collecte des particules, à condition que la dispersion dans l'air soit uniforme et que d'autres conditions de fonctionnement favorisent la fixation.

Le stator convertit une partie de l’énergie de rotation en un modèle d’écoulement plus stable. Cela permet de répartir le lisier aéré dans le volume cellulaire et de maintenir les particules minérales en suspension.

Le dédouanement affecte directement ce processus. Un espace étroit augmente les gradients de vitesse locaux, la dissipation d'énergie turbulente et les contraintes de cisaillement. Un écart important réduit ces effets et peut affaiblir le mélange.

Les performances de classification en amont comptent également. SiHYDROCYCLONESne fournissent pas une distribution granulométrique cohérente, le mécanisme de flottation doit compenser une plus grande variabilité de l'alimentation, ce qui rend l'évaluation et l'optimisation de la clairance plus difficiles.

Avantages d'un dédouanement correct

• Dispersion d'air stable et répartition constante de la taille des bulles

• Circulation efficace du lisier qui maintient les grosses particules en suspension

• Fixation prévisible des particules-bulles et pertes de détachement réduites

• Consommation d’énergie spécifique réduite par tonne de minerai traité

• Durée de vie plus longue des composants du rotor et du stator grâce à une usure contrôlée

• Performances métallurgiques plus stables dans l'ensemble du banc de flottation

Applications

Un jeu rotor-stator correct est important pour un large éventail de tâches de traitement des minéraux :

• Flottation du sulfure de cuivre— lorsque les grosses particules libérées nécessitent une forte suspension sans détachement excessif

• Flottation différentielle plomb-zinc— où une dispersion atmosphérique stable permet une séparation sélective

• Flottation de l'or— là où l'or fin et les sulfures aurifères nécessitent un contact uniforme entre les bulles et les particules

• Flottation du nickel et des platinoïdes— là où les valeurs finement diffusées nécessitent un mélange cohérent

• Flottation des phosphates et de la potasse— où les interactions réactif-mousse sont sensibles à l'intensité de la turbulence

• Flottation du charbon— où la récupération du charbon fin dépend d'une fixation stable des particules de bulles

• Circuits de retraitement des résidus— où les caractéristiques d'avance variables rendent la stabilité du jeu plus importante

Les cellules de flottaison utilisées dans le cadre de ces fonctions sont couvertes par le cadre plus largeFLOTTATIONLa catégorie de processus et la sélection de l'équipement doivent toujours correspondre au minerai et à la tâche spécifiques.

Comparaison des matériaux

La sélection des matériaux doit correspondre au mécanisme d'usure réel (abrasion, impact, corrosion ou une combinaison de ces éléments) plutôt que de se fier uniquement à la dureté.

Comparaison des applications

Matrice d'application industrielle