XJ Flotasyon Makinesi (A Tipi veya XJK olarak da bilinir)

Bu makine 1950’lerde Sovyetler Birliği’nden piyasaya sürüldü. Eski bir tasarıma sahip olan bu makine, bazı iyileştirmelerden geçmesine rağmen temel yapısı değişmeden kalmış ve uzun süredir bir seri halinde standartlaştırılmıştır. Tarihsel nedenlerden ötürü, bu flotasyon makinesi Çin’de en yaygın olarak kullanılan makine olmuştur. Son yıllarda bazı daha yeni tip flotasyon makineleriyle yerini almış olsa da, hâlâ yaygın olarak kullanılmaktadır.

(1) Yapısı ve Çalışma Prensibi

XJ flotasyon makinesinin temel yapısı Şekil 12-1’de gösterilmiştir. Makine, tek bir ünite oluşturan iki flotasyon hücresinden oluşur. İlk hücre (besleme borusu ile donatılmış olan) emme hücresidir; ikinci hücre ise doğrudan akış hücresidir. Bu iki hücre arasında bir ara bölme bulunmaktadır. Pervane, ana milin alt ucuna monte edilmiştir ve ana milin üst ucuna, bir elektrik motoru tarafından tahrik edilen bir kayış kasnağı takılmıştır. Hava, hava giriş borusundan içeri çekilir. Her bir flotasyon hücresi grubundaki hamur seviyesi, bir kapak vasıtasıyla ayarlanır. Çarkın üzerinde bir stator (kapak plakası) ve bir hava dikey borusu (dikey boru olarak da bilinir) bulunur. Hava dikey borusunda, besleme borusunun, orta ürün geri dönüş borusunun takılması veya hamur sirkülasyonu için açıklıklar bulunur. Açıklıkların boyutu bir bağlantı çubuğu (çekme çubuğu) ile ayarlanabilir.

Şekil 12-1 XJ’nin Yapısı ayırma makinesi
1—Ana mil; 2—Pervane; 3—Kapak plakası (stator); 4—Bağlantı borusu; 5—Kum deliği kapak vidası; 6—Hava giriş borusu; 7—Hava tahliye borusu; 8—Taban plakası; 9—Yatak; 10—Kayış kasnağı;
11—Taşma vanası el çarkı ve vidalı çubuk; 12—Sıyırıcı; 13—Köpük taşma kenarı; 14—Hücre tankı; 15—Kum boşaltma vanası; 16—Besleme borusu (emme borusu);
17—Taşma seti; 18—Taşma kapısı; 19—Kapı gövdesi (ara bölmenin dış duvarı); 20—Kum deliği; 21—Kum deliği kapısı; 22—Orta boy tanelerin geri dönüş açıklığı;
23—Doğrudan akışlı hücrenin ön taşma seti; 24—Elektrik motoru ve kayış kasnağı; 25—Sirkülasyon deliği ayar çubuğu.

Çark, genellikle altı adet radyal kanatlı bir dökme demir diskten oluşur. Şekil 12-2’de gösterildiği gibi, çarkın 5–6 mm yukarısına bir kapak plakası (stator) takılır.

Çark kapak plakasının (stator) işlevleri:

1. Pülp, pervane tarafından dışarı atıldığında, kapak plakasının altında havayı içeri çekmek üzere bir negatif basınç oluşur;
2. Pervaneye giren hamur miktarını düzenlemek;
3. Makine durdurulduğunda, çöken kumun pervanenin aşağı doğru bastırmasını önlemek; aksi takdirde makinenin yeniden çalıştırılması zorlaşır;
4. Akışın bir ölçüde dengelenmesini sağlar.

Şekil 12-2 XJ ayırma makinesi
(a) Pervane; (b) Kapak plakası (stator)
1—Pervanenin konik tabanı; 2—Pervane gövdesi (göbek); 3—Radyal kanatlar; 4—Kapak plakası (stator); 5—Yönlendirme kanatçıkları (stator kanatları); 6—Sirkülasyon delikleri;
r₁ — Hamur giriş yarıçapı; r₂ — Hamur çıkış yarıçapı; h — Kanadın dış ucundaki yükseklik.

Çalışma prensibi:
Flotasyon makinesinin çalışması sırasında, besleme borusu hamuru kapak plakasının merkezine iletir. Dönen pervanenin oluşturduğu merkezkaç kuvveti, hamuru dışa doğru fırlatırken aynı zamanda pervane ile kapak plakası arasında bir negatif basınç oluşturur. Bu negatif basınç, hava giriş borusu aracılığıyla dışarıdaki havayı otomatik olarak içeri çeker. Çarkın şiddetli çalkalaması, hamuru hava ile iyice karıştırır ve hava akışını birçok ince kabarcığa ayırır. Ayrıca, bazı kabarcıklar da çark kanatlarının arkasındaki hamurdan çökelir.

Şekil 12-3: Montajı tamamlanmış havalandırıcı

(2) Temel Özellikler

Bu flotasyon makinesinin başlıca yapısal ve işlevsel özellikleri şunlardır:

1. Kapak plakası, 18–20 adet kılavuz kanadı (stator kanadı olarak da adlandırılır) ile donatılmıştır. Bu kanatlar, yarıçapa göre 55°–65°’lik bir eğim açısıyla düzenlenmiştir ve pervane tarafından dışarı atılan hamur akışını yönlendirir. Kapak plakası üzerindeki her iki kılavuz kanat arasında, hamurun yeniden dolaşımı için 18–20 adet sirkülasyon deliği bulunur; bu sayede hava giriş kapasitesi artırılır.
2. Çark ile kapak plakasının yönlendirme kanatları arasındaki boşluk genellikle 5–8 mm olmalıdır. Boşluk çok büyük olursa, hava emme hacmi ve güç tüketimi olumsuz etkilenir. Tipik olarak, hava emme ve karıştırma bileşenleri (pervane, kapak plakası, ana mil, hava giriş borusu ve hava dik borusu) tek bir bütün ünite halinde monte edilir (bkz. Şekil 12‑3). Bu, pervanenin ve kapak plakasının eşmerkezli bir şekilde monte edilmesini sağlar, pervane ile kapak plakası kılavuz kanatları arasındaki gerekli boşluğu korur ve bakım ile değiştirme işlemlerini kolaylaştırır.
3. Hava borusunun alt kısmında, hamur devridaim oranını ayarlamak için bir devridaim deliği bulunur ve devridaim akışını kontrol etmek için bir kapak plakası kullanılır. Bu sayede, dış besleme hızı değiştikçe pervanenin merkezinden geçen hamur miktarı ayarlanabilir. Doğrudan akış hücresinde, maksimum hava giriş koşulları altında pervanenin merkezine gerekli besleme hızını sağlamak için iç hamur devridaimi de kullanılabilir.

Çünkü XJ ayırma makinesi Bu, eski bir tasarımdır ve aşağıdaki dezavantajlara sahiptir:

1. Hava dağılımının yetersiz olması, köpüğün dengesiz olması, “dalgalanma”ya (yüzey türbülansı) yatkın olması ve hamur seviyesinin otomatik olarak kontrol edilmesinin zor olması.
2. Flotasyon hücreleri aralıklı (bölmeli) tiptedir; hamur akış hızı kapaklar tarafından sınırlandırılır; bu da akış basıncının düşmesine, flotasyon hızının yavaşlamasına ve iri ve ağır parçacıkların kolayca çökmesine yol açar.
3. Pervane ve kapak plakası hızla aşınır; bu durum, ayarlanması zor olan hava giriş hacminde bir azalmaya yol açar, cevher özelliklerindeki değişikliklere uyum sağlamayı zorlaştırır ve ayrıştırma performansının dengesizleşmesine neden olur.

XJ mekanik çalkalama flotasyon makinesi, demirli metal cevherlerinin (örn. demir), demirsiz metal cevherlerinin (örn. bakır, kurşun, çinko, nikel, molibden, altın) ve metalik olmayan minerallerin kaba arıtma, temizleme, arındırma ve ters flotasyon işlemleri için yaygın olarak kullanılabilir. Ancak, büyük ölçekli flotasyon tesislerinde kaba arıtma ve arındırma işlemleri için uygun değildir.

Bu flotasyon makinesi, 1950’lerden beri bir seri halinde standartlaştırılmış ve o zamandan beri yaygın olarak kullanıldığından, çok sayıda üretici bulunmaktadır. Teknik özellikleri Tablo 12-2’de gösterilmiştir.

Tablo 12-2: XJ ve XJK flotasyon makinelerinin teknik özellikleri

Model kodunun anlamına ilişkin örnek:
XJ‑11
X – Ayırma makinesi (Xuan – seçme)
J – Mekanik karıştırma, pervaneli tip
11 – Etkili hücre hacmi 1,1 m³