komórka Jamesona

Pęcherzyki powietrza wypełnione siarczkiem miedzi w komórce Jamesona w zakładzie flotacyjnym kopalni Prominent Hill w Australii Południowej

Jameson Cell to komora do flotacji pianowej o wysokiej intensywności , wynaleziona przez Laureate Professor Graeme Jameson z University of Newcastle (Australia) i opracowana we współpracy z Mount Isa Mines Limited („MIM”, spółką zależną MIM Holdings Limited , a obecnie częścią grupy spółek Glencore ).

Wstęp

Rysunek 1. Porównanie rozmiarów konwencjonalnych kolumn flotacyjnych i komór Jamesona o podobnych pojemnościach.

Wysoka intensywność komory Jamesona oznacza, że jest ona znacznie krótsza niż konwencjonalna kolumna flotacyjna (patrz rysunek 1) i nie wymaga sprężarek powietrza do napowietrzania zawiesiny zmielonych cząstek rudy i wody (znanej jako zawiesina lub miazga ) w komórka flotacyjna. Brak zapotrzebowania na sprężone powietrze i brak ruchomych części oznacza, że zużycie energii jest mniejsze niż w przypadku równoważnej mechanicznej lub konwencjonalnej kolumny flotacyjnej.

W przeciwieństwie do większości typów komór flotacyjnych , komora wprowadza paszę i powietrze do komory w połączonym strumieniu przez jedną lub więcej cylindrycznych kolumn określanych jako „opadowe”. Inne typy komór flotacyjnych zwykle wprowadzają do komory paszę i powietrze oddzielnie.

Komórka zapewnia szybkie tempo flotacji minerałów, szczególnie w przypadku bardzo drobnych cząstek mineralnych. Wytwarza wysokie gatunki koncentratu z szybko pływających uwolnionych cząstek i jest w stanie to zrobić z jednego etapu flotacji. Wysoka nośność ogniwa Jamesona jest szczególnie korzystna, gdy wymagane są wysokie wydajności (mass pulls), na przykład podczas ponownego oczyszczania podczas flotacji metali i flotacji węgla metalurgicznego, gdzie wydajność może przekraczać 80%.

Ogniwo zostało początkowo opracowane jako tańsza alternatywa dla konwencjonalnych ogniw flotacyjnych na kolumnach do odzyskiwania drobnych cząstek i po raz pierwszy zostało użyte w koncentratorze ołowiowo-cynkowym Mount Isa w 1988 r. Od tego czasu zastosowanie tej technologii rozszerzyło się na flotację węgla, flotacja metali nieszlachetnych i szlachetnych, flotacja potażu, flotacja piasków roponośnych, flotacja molibdenu, flotacja grafitu i ekstrakcja rozpuszczalnikami czyszczącymi likiery. Xstrata Technology, dział marketingu technologicznego Glencore Xstrata, wymienił 328 instalacji Jameson Cell w maju 2013 r. Ogniwa zostały zainstalowane przez 94 firmy w 27 krajach. Obecnie technologia ta jest standardem w australijskim przemyśle węglowym, gdzie zainstalowano ponad sto ogniw do odzyskiwania miału węglowego. Stosowany jest głównie w zastosowaniach związanych z obróbką metali, aby rozwiązać problemy z końcowym stopniem i wydajnością w konwencjonalnych obwodach czyszczenia ogniw. Znalazł niszę w przekształcaniu tradycyjnych projektów obwodów, gdzie jego włączenie umożliwia projektowanie czystszych obwodów z mniejszą liczbą komórek na mniejszej powierzchni, przy jednoczesnym uzyskaniu czystszych i/lub wyższej jakości koncentratów. Umożliwiło również odzyskiwanie wcześniej wyrzucanych drobnych materiałów, takich jak miał węglowy i fosforanowy, zwiększając w ten sposób wydajność i wydłużając żywotność światowych nieodnawialnych zasobów naturalnych.

Zasady działania

Flotację pianową uzyskuje się przez zmieszanie substancji chemicznych zwanych kolektorami z zawiesiną rudy. Kolektory adsorbują na powierzchni cząstek wybranych minerałów (zwykle cennego minerału, który jest celem koncentracji), czyniąc te minerały hydrofobowymi. Powietrze przepuszczane jest przez zawiesinę w zbiorniku zwanym komorą flotacyjną. Powietrze jest rozbijane na małe pęcherzyki za pomocą różnych mechanizmów (w zależności od konstrukcji komory flotacyjnej), a hydrofobowe minerały przyczepiają się do pęcherzyków, unosząc się wraz z nimi na powierzchnię komory flotacyjnej, gdzie tworzą pianę . Piana przepływa przez górną krawędź (lub „wargę”) komory flotacyjnej i tworzy koncentrat flotacyjny. W idealnym przypadku żadna z niepożądanych cząstek mineralnych nie unosi się na wodzie i pozostają one jako odpady poflotacyjne .

Jednak selektywność mechanizmu zbierania nie jest doskonała. Niektóre niepożądane minerały („ skała płonna ”) są również przenoszone do piany, głównie przez porywanie wraz z wodą unoszącą się wraz z pęcherzykami. Dotyczy to w szczególności cząstek o wielkości mniejszej niż 10 μm . Niektóre cząsteczki skały płonnej podążają za wodą między pęcherzykami, gdy spływa ona z powrotem do leżącej poniżej miazgi. Proces ten można wspomóc przez zastosowanie wystarczającej ilości „wody płuczącej” do piany w celu wyparcia wody porwanej przez pęcherzyki i przywiezione z nimi drobne cząstki skały płonnej. Kolumnowe komórki flotacyjne, wynalezione w Kanadzie przez Boutin i Tremblay w 1961 roku, stały się coraz bardziej popularne w latach 80. i 90. XX wieku jako sposób na zmniejszenie porywania drobnych cząstek skały płonnej podczas „oczyszczania” koncentratów flotacyjnych. Przy wysokościach zwykle od 6 do 14 metrów mogą mieć głębokość piany do 2 m, zapewniając dłuższy czas przebywania niż konwencjonalne komory i bardziej stabilne powierzchnie piany, które umożliwiają lepsze mycie piany.

Rysunek 2. Schematyczny diagram ilustrujący zasady działania konwencjonalnej komory flotacyjnej z mieszaniem mechanicznym.

Skuteczność flotacji piany jest określona przez szereg prawdopodobieństw: kontaktu cząstka-pęcherzyk, przylegania cząstka-pęcherzyk, transportu między miąższem a pianą oraz zbierania piany do pralki produktu.

W konwencjonalnej komórce z mieszaniem mechanicznym frakcja pustych przestrzeni jest niska (5–10%), a rozmiar pęcherzyków jest duży (2–3 mm), co skutkuje małą powierzchnią międzyfazową z niskim prawdopodobieństwem kontaktu cząstka-pęcherzyk. W konwencjonalnej kolumnie flotacyjnej frakcja pustych przestrzeni jest podobnie niska, więc prawdopodobieństwo kontaktu cząstka-pęcherzyk zwiększa się poprzez zwiększenie wysokości kolumny, aby zapewnić dłuższy czas przebywania.

Tradycyjnie zawiesina rudy i powietrze są wprowadzane do komory flotacyjnej oddzielnie (patrz rysunek 2). Jameson Cell różni się od tego tradycyjnego podejścia tym, że miesza gnojowicę z powietrzem w rurach opadowych.

Rysunek 3. Spadek Jameson Cell.

Zawiesina jest wprowadzana na szczyt rury opadowej w postaci strumienia, który zasysa powietrze przez drugą rurę, tworząc stabilną mieszaninę dwufazową (patrz rysunek 3). Zanurzający się strumień gnojowicy ścina, a następnie porywa powietrze. Docelowe minerały, których powierzchnie pokryte są kolektorami, przyczepiają się do pęcherzyków, a ta mieszanina przemieszcza się w dół, napędzana siłami hydrostatycznymi, zanim zostanie wyładowana do części zbiornikowej ogniwa Jamesona (patrz rysunek 4). Urządzenie opadowe ma na celu zapewnienie intensywnego mieszania powietrza i zawiesiny w celu wytworzenia gęstej piany drobnych pęcherzyków i maksymalizacji kontaktu między docelowymi cząstkami mineralnymi a pęcherzykami. Prawdopodobieństwo kontaktu cząstek z pęcherzykami wynosi „praktycznie 100%”, a czas przebywania zawiesiny w czasie opadania wynosi 5–10 sekund.

Rysunek 4. Wycięty rysunek przedstawiający typowy projekt Jameson Cell.

Wysokie prawdopodobieństwo kontaktu cząstka-pęcherzyk i wynikający z tego krótki czas przebywania (pięć do dziesięciu sekund w fazie opadania), pozwala na znacznie bardziej zwartą konstrukcję kolumny niż konwencjonalne kolumny flotacyjne (patrz rysunek 1). Drobny charakter pęcherzyków (0,3 do 0,5 mm średnicy) daje im zwiększoną zdolność przenoszenia drobnych cząstek mineralnych. Drobne pęcherzyki poprawiają również separację minerałów, ponieważ potęgują różnicę w kinetyce flotacji cennych minerałów z minerałów skały płonnej, umożliwiając w ten sposób uzyskanie koncentratów wyższej jakości wytworzony.

Piana w zboczu składa się w około 50–60% z powietrza. Z tego powodu miazga jest rozprowadzana w postaci cienkich warstw zawiesiny międzyfazowej między pęcherzykami, zapewniając idealne środowisko do kontaktu cząstka-pęcherzyk. Zbieranie następuje poprzez migrację cząstek w cienkich warstwach, które są niewiele grubsze niż średnica cząstek.

Najlepsze zbieranie ma miejsce, gdy objętość powietrza jest w przybliżeniu równa objętości wtryskiwanej zawiesiny.

Działanie komory polega na wstępnym zamknięciu wlotu powietrza w górnej części rury opadowej i wprowadzeniu pulpy flotacyjnej przez dyszę. Powietrze w kanale opadowym jest porywane przez miazgę, tworząc częściową próżnię, która zasysa miąższ ze zbiornika w górę do komory opadowej. Poziom pulpy szybko dociera do dyszy, która znajduje się powyżej poziomu cieczy w zbiorniku. Tworzy to ciśnienie hydrostatyczne w strefie opadowej, co oznacza, że ciśnienie wewnątrz górnej części strefy opadowej jest niższe niż ciśnienie atmosferyczne. Kiedy wlot jest otwarty, powietrze jest wciągane do górnej przestrzeni przewodu opadowego przez to niższe ciśnienie, gdzie również jest porywane do zawartości przewodu opadowego przez opadający strumień. W tym samym czasie w miazdze w strefie opadowej ustala się przepływ w dół, który jest wystarczający do przeciwdziałania wyporowi pęcherzyków, a napowietrzona miazga jest odprowadzana do zbiornika.

Po znalezieniu się w zbiorniku, szerszy przekrój zbiornika zmniejsza prędkość powierzchowną mieszaniny w dół, umożliwiając pęcherzykom wypełnionym minerałami odłączenie się od cieczy i uniesienie się na powierzchnię, tak jak w konwencjonalnej komorze, gdzie tworzą pianę . Prędkość mieszaniny odprowadzanej do zbiornika i duża różnica gęstości między nią a pozostałą miazgą w zbiorniku powoduje recyrkulację płynów, która utrzymuje cząsteczki w zbiorniku w zawiesinie bez konieczności mieszania mechanicznego.

Celem zbiornika jest po prostu oddzielenie bąbelków od pulpy, więc objętość zbiornika jest niewielka w porównaniu z alternatywnymi technologiami.

Piana, która tworzy się na górze zbiornika, przepływa przez jego wargę i jest zbierana. W razie potrzeby tę pianę można „zmyć” lekkim strumieniem wody. Pęcherzyki przepływające przez krawędź komory mają mniejszą średnicę niż te, które przepływają przez krawędź konwencjonalnych kolumn flotacyjnych.

Odpady niepływające odprowadzane są przez otwór w dnie zbiornika.

Komórka nie ma ruchomych części i nie wymaga sprężonego powietrza ani mechanizmów rozpryskujących. Skutkuje to niższym zużyciem energii niż równoważne mechaniczne lub kolumnowe ogniwa flotacyjne. Koszty konserwacji są również niższe, ponieważ jedyną zużywającą się częścią jest soczewka szlamowa używana do tworzenia strumienia w opadach.

Historia

Jameson Cell wyrósł z długoterminowego programu badawczego mającego na celu poprawę odzyskiwania drobnych cząstek przez flotację. Praca rozpoczęła się w Imperial College London i była kontynuowana, gdy Jameson przeniósł się w 1978 roku na University of Newcastle, NSW, Australia, gdzie jest profesorem laureatem (2015).

Badania akademickie (1969–1990)

Badania Jamesona nad flotacją rozpoczęły się, gdy był w Imperial College w Londynie, w 1969 roku. Kolega, dr JA Kitchener z Royal School of Mines , zwrócił uwagę, że wiele nowych złóż mineralnych znajdowanych na całym świecie wymaga drobnego zmielenia, aby oddzielić cenne cząstek ze skały, w której zostały osadzone, a dostępne wówczas technologie flotacji były stosunkowo nieefektywne w odzyskiwaniu drobnych cząstek. Kitchener uważał, że ulepszenia można najlepiej osiągnąć dzięki większej znajomości fizyki flotacji, a nie chemii odczynników. Jameson zdobył pewną wiedzę na temat właściwości pęcherzyków i cząstek w zawiesinach podczas studiów doktoranckich w Cambridge. Rozpoczął badania nad mechaniki płynów procesu flotacji i uruchomił serię projektów eksperymentalnych dotyczących wpływu średnicy cząstek i wielkości pęcherzyków na stałą szybkości flotacji. Wiele badań prowadzili wybitni studenci inżynierii chemicznej. Jameson podjął wyzwanie znalezienia praktycznych rozwiązań w celu zaradzenia tej sytuacji, jeśli udałoby się je zidentyfikować.

Badania Jamesona wykazały, że kinetyka flotacji drobnych cząstek była silną funkcją średnicy pęcherzyków i że sposobem na poprawę odzysku było użycie małych pęcherzyków o średnicy rzędu 300 mikronów (μm ) . Potrzebna była praktyczna metoda wytwarzania takich bąbelków w dużych ilościach, rzędu miliardów na sekundę. Urządzenie musiało być proste w konstrukcji i obsłudze, zdolne do pracy przez długi czas przy minimalnej konserwacji i powinno być odporne na blokowanie przez zabłąkane duże cząstki w paszy. Zaczął przyglądać się teorii pękania pęcherzyków w przepływach ścinanych, czyli w polach przepływu, w których warstwy cieczy ślizgają się po sobie. Lewis i Davidson niedawno opublikowali teorię przewidywania maksymalnego rozmiaru bąbelków w dobrze scharakteryzowanym środowisku przepływu. Równoważąc siły działające na pęcherzyk w przepływie ścinającym, w tym niszczące naprężenia dynamiczne wynikające z ruchu cieczy i przywracającą siłę napięcie powierzchniowe , można było przewidzieć krytyczną szybkość ścinania wymaganą do wytworzenia pęcherzyka o danej wielkości. Następnie Jameson szukał prostych i praktycznych sposobów generowania wymaganych prędkości ścinania i znalazł inspirację w zlewie kuchennym. Jeśli strumień wody z kranu wpada do miski wypełnionej wodą, wokół strumienia tworzy się warstwa ścinająca, która porywa powietrze z atmosfery do wody, a jednocześnie rozbija je na drobne pęcherzyki. Efekt jest wzmocniony, jeśli w wodzie znajduje się detergent. Detergenty, zwane spieniaczami, są stosowane we flotacji w celu zapobiegania koalescencji pęcherzyków i tworzenia stabilnych piany. Dzięki właściwemu doborowi prędkości i średnicy strumienia możliwe jest zapewnienie środowiska o kontrolowanym ścinaniu, które może wytwarzać pęcherzyki o odpowiedniej wielkości do flotacji, z dodatkową korzyścią polegającą na tym, że powietrze jest naturalnie zasysane przez strumień, więc nie ma potrzeby sprężarka lub dmuchawa. Tak narodził się pomysł Jameson Cell.

Po wielu niepowodzeniach w laboratorium na Uniwersytecie w Newcastle pojawił się radykalnie nowy proces flotacji. Jameson złożył tymczasowy wniosek patentowy w 1986 roku. Po wstępnych próbach w Renison Bell na Tasmanii, niektóre cechy konstrukcyjne zostały zmodyfikowane. Prowadził dalsze próby roślinne z małą komórką w koncentratorze ołowiowo-cynkowym w Mt Isa Mines Ltd w Queensland, początkowo pracując samotnie. Metalurdzy roślin zainteresowali się technologią i pomogli ją udoskonalić, w szczególności sprawdzając procedury zwiększania skali opracowane przez Jamesona. W 1988 roku niedawny absolwent został przydzielony na pełny etat na rok, aby zweryfikować i zatwierdzić działanie komórki. W 1989 r. wynegocjowano ogólnoświatową wyłączną licencję między Tunra Ltd w imieniu University of Newcastle, Jameson i MIM Holdings Limited, na korzystanie z komórki do celów metalurgicznych. Opublikowano artykuły podsumowujące teorię i praktykę.

Od czasu jego pierwszego opracowania pod koniec lat 80. wprowadzono znaczące zmiany w projekcie Cell.

Kłopoty w młynie (lata 80.)

Komercyjny rozwój Cell nastąpił pośrednio w wyniku problemów występujących w koncentratorze ołowiowo-cynkowym MIM Mount Isa (czasami nazywanym w przemyśle wydobywczym „młynem”). MIM obsługiwał koncentrator ołowiu i cynku na górze Isa od 1931 r., Chociaż rudę ołowiu i cynku zastępowano rudą miedzi przez okres od połowy 1943 r. Do połowy 1946 r. Z biegiem czasu ziarna ołowiu, cynku i innych minerałów w rudzie stawały się coraz drobniejsze, klasa rudy malała, a jej obróbka stawała się coraz trudniejsza. Tendencje te, w połączeniu ze wzrostem przepustowości koncentratora, znacznie zmniejszyły wydajność koncentratora w latach 80. XX wieku, powodując „napięty” okres „niekończącego się kręgu zmian obwodów, zmian odczynników, zmian operatorów, zmian metalurgów i tak dalej” . Zmniejszanie się uziarnienia i przesuwanie obwodu mielącego poza jego projektową przepustowość oznaczało zmniejszenie stopnia separacji poszczególnych ziaren mineralnych (tzw. „wyzwolenie”) podczas mielenia. Od 1984 do 1991 wyzwolenie sfaleryt (minerał cynkonośny, ZnS) spadł z prawie 70% do nieco ponad 50%. To zmniejszenie uwalniania skutkowało zmniejszeniem odzyskiwania cynku do nadającego się do sprzedaży koncentratu cynku.

Początkową odpowiedzią na problem zmniejszonego odzysku cynku było rozpoczęcie w 1986 r. koncentrat śruty niskogatunkowej”). Ten koncentrat zazwyczaj zawierał 34% cynku i 13% ołowiu, w porównaniu z normalnym składem koncentratu cynku, który zawierał co najmniej 50% cynku i mniej niż 3% ołowiu.

Produkując koncentrat luzem, całkowity odzysk cynku do sprzedaży utrzymywał się na poziomie ponad 70% do 1989 r. Jednak wysoka zawartość ołowiu oznaczała, że koncentrat luzem nie mógł być poddany procesowi cynkowania elektrolitycznego i musiał być sprzedawany huty cynku stosujące droższy imperialny proces wytapiania . Początkowo MIM uzyskiwał dobre dochody ze swojego koncentratu luzem, ale w miarę pogarszania się charakteru rudy produkcja koncentratu luzem wzrosła i nasyciła rynek. Warunki płatności spadały do momentu, gdy MIM otrzymał mniej niż połowę płatności za cynk w koncentracie luzem niż za cynk w koncentracie cynku.

Problemy w koncentratorze wpłynęły również na wydajność huty ołowiu Mount Isa firmy MIM. Ruda ołowiowo-cynkowa zawierała również coraz większe ilości drobnoziarnistego pirytu węglowego (FeS ₂ ). Materiał ten był naturalnie hydrofobowy i pływał bez pomocy kolektora do koncentratu ołowiu, rozcieńczając go. Dodatkowa siarka z pirytu w koncentracie ołowiu zmniejszyła produkcję ołowiu w hucie ołowiu, ponieważ zdolność do eliminacji siarki z koncentratu była wąskim gardłem wydajności huty ołowiu.

W ramach wysiłków zmierzających do rozwiązania problemów firma MIM zainstalowała kilka kolumn flotacyjnych w sekcjach koncentratu cynku i koncentratu luzem w zakładzie. W tamtych czasach powietrze wprowadzano do kolumn flotacyjnych za pomocą bełkotek powietrznych , zwykle w postaci worka lub osłony wokół rury. Bełkotki były elementami wymagającymi dużej konserwacji, a ich wydajność miała kluczowe znaczenie dla działania kolumny.

Początek i wczesny rozwój (1985–1990)

Flotacja ołowiu i cynku

W 1985 roku firma MIM zleciła Jamesonowi podjęcie projektu mającego na celu ulepszenie konstrukcji bełkotki dla kolumn flotacyjnych. Zamiast tego opracował koncepcję wykorzystania strumienia w opadach w celu wytworzenia bąbelków i wyeliminowania potrzeby bełkotki w konwencjonalnych kolumnach flotacyjnych.

Koncepcja komórki pojawiła się, gdy dalsze badania wykazały, że większość interakcji między pęcherzykami a cząstkami zachodziła w strefie opadowej, czyniąc strefę zbierania kolumn flotacyjnych niepotrzebną. Pomysł na zbiornik opadowy i krótki separator został opracowany, aw 1986 r. Złożono tymczasowy wniosek patentowy. Patent ten został później przeniesiony na TUNRA Limited („TUNRA”), firmę zajmującą się transferem technologii Uniwersytetu w Newcastle, która jest obecnie znana jako „ Innowacja Newcastle”.

Pilotażowy Jameson Cell o masie dwóch ton na godzinę (t / h) ze spadkiem 100 mm i wykorzystujący płytkę otworową do wytworzenia strumienia został przetestowany w koncentratorze ołowiowo-cynkowym MIM. Następnie, w 1988 roku, MIM przetestował flotację strumienia drobnych cząstek zawierających ołów w konwencjonalnej mechanicznej komorze flotacyjnej, konwencjonalnej kolumnie i komorze Jamesona. Komórka dała najlepsze wyzdrowienia. Uważano, że jest to połączenie krótkiego czasu przebywania cząstek w ogniwie i faktu, że hydrofobowość cząstek ołowiu zmniejsza się z czasem.

W wyniku tych prac w 1989 roku MIM zamówił cztery pełnowymiarowe ogniwa, dwa dla koncentratora ołowiowo-cynkowego Mount Isa i kolejne dwa dla nowego koncentratora ołowiowo-cynkowego Hilton, który miał zostać zbudowany w kopalni Hilton, położonej około 20 kilometrów na północ z góry Iza. Komórki Mount Isa miały średnicę 1,9 m, a każda z nich miała trzy zjazdy, podczas gdy te w Hiltonie miały średnicę 1,3 m i po dwa zjazdy.

Flotacja węgla

Równolegle z tymi pracami Ogniwo było testowane pod kątem odzysku miału węglowego w kopalni Newlands , również należącej do MIM Holdings Limited. Ten drobny strumień był przelewem cyklonu , który zawierał 15–50% popiołu i został wcześniej odrzucony. Wielkość cząstek tego strumienia była mniejsza niż 25 μm. Testy instalacji pilotażowej wykazały, że możliwe było osiągnięcie ponad 90% odzysku węgla przy zawartości popiołu poniżej 10% w produkcie.

Następnie w roku finansowym 1988–89 w Newlands oddano do użytku pełnowymiarową fabrykę z sześcioma prostokątnymi komórkami (1,5 m × 3,5 m) zainstalowanymi w układzie dwustopniowym. Komórki w pierwszym etapie miały siedem spadków, podczas gdy w drugim - sześć. Komórki te działały nieprzerwanie w Newlands przez 15 lat, aż do wybudowania nowej myjni w miejsce starej w 2006 roku.

W 1990 roku w zakładach MIM Holdings Collinsville Coal zainstalowano dwie dodatkowe komórki. Każda z nich miała 10 spadków.

Flotacja miedzi

Również w 1989 roku Peko Mines, wówczas oddział North Broken Hill Peko Limited , również zaangażował Jamesona do podjęcia prac testowych w swoim koncentratorze Warrego w pobliżu Tennant Creek na Terytorium Północnym Australii . Celem było określenie wydajności Jameson Cell w czyszczeniu koncentratu miedzi w celu poprawy jego jakości poprzez usuwanie minerałów skały płonnej, w tym pirytu, magnetytu , hematytu i kwarcu . Personel Peko Mines przetestował również dla porównania konwencjonalną kolumnę flotacyjną. Po zakończeniu prac testowych firma Peko Mines zainstalowała w koncentratorze dwa pełnowymiarowe ogniwa Jamesona o średnicy 1,4 m, każdy z trzema rurami spustowymi.

Decyzja Peko Mines została oparta na:

wydajność metalurgiczna podczas prac testowych instalacji pilotażowej
niższe nakłady inwestycyjne i koszty instalacji
krótszy czas budowy i montażu
łatwość obsługi i niższe oczekiwane koszty utrzymania.

Peko Mines zanotowało zwrot z inwestycji w Ogniwa w ciągu dwóch miesięcy.

Oczyszczanie elektrolitów w ekstrakcji rozpuszczalnikowej – instalacje do elektrolitycznego otrzymywania metali

Ekstrakcja rozpuszczalnikowa - elektrolityczne otrzymywanie (często określane jako „SX – EW”) to proces często stosowany do odzyskiwania miedzi z rud miedzi niskiej jakości i / lub utlenionej. Polega na ługowaniu miedzi z rudy za pomocą kwaśnego roztworu, zebraniu ługu zawierającego miedź i kontaktowaniu tego roztworu z organicznym ekstrahentem. Jony miedzi w roztworze ługującym przechodzą do ekstrahenta organicznego, przechodząc od stosunkowo niskiego stężenia do wyższego. Następnie ekstrahent kontaktuje się z drugim roztworem wodnym, który jest bardziej kwaśny niż pierwotny płyn ługujący, i miedź ponownie przemieszcza się, tym razem z ekstrahenta do roztworu wodnego. Rezultatem jest kwaśny roztwór miedzi, w którym stężenie miedzi jest wystarczająco wysokie, aby można ją było odzyskać przez elektrolityczne otrzymywanie miedzi. Roztwór przeznaczony do elektrolitycznego otrzymywania jest znany jako elektrolit .

Roztwór elektrolitu zwykle zawiera śladowe ilości ekstrahenta organicznego, który występuje w nim w postaci maleńkich kropelek. Muszą one zostać usunięte, zanim miedź będzie mogła zostać odzyskana w procesie elektrolitycznego otrzymywania miedzi, ponieważ obecność minimalnych ilości ekstrahenta może powodować trudności w zdzieraniu i uszkodzeniu katod, a następnie utracie jakości miedzi katodowej.

Pod koniec lat 80. firma MIM zbudowała zakład SX – EW w Mount Isa, aby odzyskać miedź wypłukaną z rudy niskiej jakości zgromadzonej podczas wydobywania odkrywki Black Rock w latach 60. Jako pierwsza na świecie użyto Jameson Cell do oczyszczenia roztworu elektrolitu poprzez usunięcie pozostałego rozpuszczalnika organicznego. Zastąpiło to tradycyjnie stosowane filtry piaskowe.

Ogniwo miało 3 m wysokości, dwukrotnie więcej niż wczesne ogniwa używane w koncentratorach ołowiowo-cynkowych MIM, ponieważ sądzono, że dodatkowy czas przebywania poprawi regenerację. Wykorzystał jeden spadek. Komora opadowa służyła do kontaktowania elektrolitu z powietrzem, a kropelki ekstrahenta organicznego przyczepiały się do pęcherzyków powietrza powstałych w komorze opadowej.

Po kilku początkowych modyfikacjach rozmiaru otworu, komórka była w stanie usunąć 70–90% porwanego ekstrahenta organicznego.

Wczesne rozpowszechnienie technologii

W kwietniu 1989 r. MIM Holdings Limited nabyła światowe prawa do Jameson Cell od TUNRA, przy czym TUNRA zachowała prawa do korzystania z Cell do oczyszczania ścieków.

Po pierwszych zastosowaniach w ramach grupy firm MIM Holdings, w latach do 1994 r. Jameson Cells były instalowane przez różne firmy zajmujące się metalami nieszlachetnymi i szlachetnymi w Azji, RPA, Kanadzie i Stanach Zjednoczonych, głównie do czyszczenia koncentratów, ale także w SX- Obowiązki czyszczenia elektrolitu EW. Instalacja firmy Phelps Dodge (obecnie Freeport-McMoRan ) do czyszczenia elektrolitu w zakładzie w Morenci w Arizonie wyróżniała się posiadaniem dużej celi o średnicy 6,5 m z 30 opadami. Morenci Jameson Cell konsekwentnie odzyskuje ponad 82% organicznego ekstrahenta.

Pod koniec okresu ogniwa zostały zainstalowane w zakładach przeróbki węgla obsługiwanych przez BHP Mitsubishi Alliance i Peabody w celu odzyskiwania miału.

Wczesne zmiany projektowe

Ulepszenia tego wczesnego projektu obejmowały skupienie się na wadze i zużyciu downcomer. Downcomer został pierwotnie zbudowany ze poliuretanem , a następnie zmieniono go na konstrukcję z polietylenu o dużej gęstości („HDPE”) z siedmioma elementami.

Płyta otworowa używana do generowania strumienia zawiesiny była elementem o wysokim stopniu zużycia, a jej materiały konstrukcyjne również były przedmiotem prac rozwojowych. Po przetestowaniu stali hartowanej o wysokiej zawartości chromu i różnych materiałów ceramicznych stwierdzono, że tlenek glinu o dużej gęstości ma doskonałe właściwości ścieralne i stał się standardem.

Komórka Mark II (1994–1999)

Ulepszenia Mark II

Oryginalny projekt Jameson Cell miał następujące cechy:

małe (średnica 200 mm) zjazdy
brak wody do mycia
żadne odpady nie podlegają recyklingowi
bez rozpraszaczy bąbelków
niska pojemność.

W 1994 roku firma MIM wprowadziła na rynek model Cell Mark II. Zawierał następujące zmiany:

średnica opadu została zwiększona do 280 mm
tace na wodę do mycia zostały dołączone do mycia piany
dodano system recyklingu odpadów poflotacyjnych, aby utrzymać stały przepływ w dół i wyższe odzyski
dodano stożkowe dyspergatory pęcherzyków
zwiększona głębokość zbiornika od dna opadu
zwiększenie odległości między spadochronami.

Rysunek 5. Rysunek komory Jamesona wyposażonej w zewnętrzny mechanizm recyklingu odpadów poflotacyjnych.

Zmiany te zaowocowały konstrukcją o większej pojemności.

Jednym z problemów napotkanych w przypadku ogniwa Mark I było to, że jego wydajność spadała, jeśli zmieniała się szybkość podawania do ogniwa, co było częstym zjawiskiem wynikającym z normalnych wahań w pracujących koncentratorach. Ten problem został rozwiązany poprzez recykling niektórych odpadów poflotacyjnych do wsadu komory przez zewnętrzną skrzynkę rozdzielającą zwaną „zewnętrznym mechanizmem recyklingu” lub skrzynką „ERM”, oddzieloną od komory flotacyjnej. Tak więc, gdy produkcja strumienia zasilającego komórkę Jamesona spadła w wyniku fluktuacji w innym miejscu koncentratora, wyższy procent odpadów poflotacyjnych był automatycznie zawracany do kanałów opadowych, wytwarzając stałe natężenie przepływu, a tym samym ciśnienie zasilające, do komórka. Miało to dodatkową zaletę polegającą na tym, że część odpadów poflotacyjnych (zwykle 40%) przechodziła drugie przejście przez system, co skutkowało wyższymi odzyskami. W przypadku flotacji miału węglowego pozwoliło to pojedynczej komorze na osiągnięcie takiego samego odzysku materiałów palnych, jak to było wcześniej osiągane w niektórych dwustopniowych systemach komorowych.

Następnie opracowano wewnętrzny system recyklingu, zwany „wewnętrzną kontrolą recyklingu” lub „IRC”. Stosowano to głównie w zintegrowanych komorach prostokątnych (patrz rysunek 6), gdzie zbiornik zasilający i system recyklingu odpadów poflotacyjnych można było łatwo zbudować w jednym urządzeniu z komorą flotacyjną. System ten obniżył koszty instalacji ogniw i sprawił, że ogniwo stało się bardziej zwarte.

Rysunek 6. Rysunek komory Jamesona zaprojektowanej z wewnętrznym systemem recyklingu odpadów poflotacyjnych.

W tym okresie średnica otworu została zwiększona z 28 mm stosowanych w 1990 r. do 34 mm w modelu Mark II i 38 mm w 1997 r. To, wraz z większą średnicą opadu Mark II, umożliwiło podwoiła się z 30 m ³ /h w 1990 r. do 60 m ³ /h w 1997 r.

Zwiększona odległość między opadami zmniejszyła interakcję napowietrzonej gnojowicy odprowadzanej z sąsiednich spadków. Ta interakcja może zmniejszyć ogólną regenerację komórek, powodując odrywanie się cząstek zebranych przez pęcherzyki w kanale opadowym w zbiorniku pulpy.

W obszarach poniżej spadków wystąpiły znaczne turbulencje. co może spowodować oderwanie się cząstek od pęcherzyków. Te burzliwe obszary zostały uspokojone przez dodanie stożkowych dyfuzorów pod każdym spadkiem. Pozwolili na jednolite prędkości wzrostu pęcherzyków na powierzchni komórki, spowalniając powierzchniową prędkość gazu w obszarze o dużej zawartości pustych przestrzeni, bezpośrednio wokół opadania, i zapewnili bardziej równomierne rozproszenie pęcherzyków. Zgłoszono, że dyfuzory zmniejszyły turbulencje o 69% w porównaniu ze standardowym opadem bez dyfuzora.

Nowe aplikacje

Podczas gdy JamesonCell nadal rozwijał się w zakresie czyszczenia koncentratów metali nieszlachetnych, czyszczenia elektrolitów SX-EW i zastosowań odzyskiwania miału węglowego, znalazł również nowe zastosowania w czyszczeniu szlamów potażu i został przyjęty przez Philex Mining Corporation jako jedyna maszyna flotacyjna dla koncentratora miedzi Benguet . To nie jest normalna aplikacja dla komórki. Żaden inny koncentrator metali nie działa wyłącznie na ogniwach Jameson Cells.

Flotacja potażu

Cleveland Potash Limited wydobywa i rafinuje rudę sylwinitu ze złoża w North Yorkshire w Anglii. Jej zakład przetwórczy wykorzystuje flotację pianową do produkcji produktu bogatego w chlorek potasu („KCl”). Po kampanii testowej, w której porównano wydajność ogniwa z mechanicznymi ogniwami flotacyjnymi w różnych zadaniach w obwodzie flotacyjnym, Cleveland Potash zamówił ogniwo z 6 opadowymi komorami do odzyskiwania szlamów potażu. Prace testowe wykazały 4,8% wzrost odzysku szlamów potażu, co w tamtym czasie odpowiadało wzrostowi przychodów o około 518 000 funtów rocznie.

Flotacja miedzi bardziej szorstka

W 1993 Philex Mining Corporation, filipińska firma wydobywcza, wymieniła obwód mechanicznego czyszczenia na ogniwa w swoim koncentratorze miedzi Benguet. Po ich udanej operacji Philex wymienił ogniwa mechaniczne w swoim obwodzie czyszcząco-zmiatającym w 1994 roku i rozpoczął stopniowe wprowadzanie linii zgrubnych i oczyszczających Cell, które zakończono na początku 1996 roku. Była to pierwsza operacja, w której zastosowano zewnętrzny system mechanizmu recyklingu. . Do czasu zainstalowania ostatniego ogniwa Jamesona cały obwód flotacyjny składał się z ogniw Jamesona.

Motywacją do zainstalowania Jameson Cells była po części chęć wykorzystania ich możliwości oszczędzania miejsca i poprawy odzyskiwania miedzi przy minimalnych kosztach. Obwód komórkowy zajmował o 60% mniej powierzchni podłogi i osiągał wyniki równoważne z bankami mechanicznymi przy 40% czasu przebywania. Zapewniły oszczędność energii na poziomie 18%.

Oprócz tych korzyści, użycie komórek Jamesona w bardziej szorstkiej i bardziej szorstkiej części zakładu spowodowało wzrost odzysku miedzi o 3,3% i wzrost odzysku złota o 4,5%. W połączeniu z innymi komórkami w sekcji czyszczącej, doczyszczającej i czyszcząco-zmiatającej nastąpił wzrost o 2,6% końcowego gatunku koncentratu miedzi i wzrost o 3,5% odzysku miedzi z roślin, przy 2,6% wzroście odzysku złota z roślin.

Komórka Mark III (2000–2008)

Ulepszenia Mark III

Ryc. 7. Soczewka zawiesinowa Jameson Cell Mark IV.

Projekt Mark III obejmował największe udoskonalenie technologii od czasu jego komercjalizacji. Celem było uczynienie technologii bardziej niezawodną i łatwiejszą w użyciu w operacjach. Całkowite przeprojektowanie zespołu opadającego pozwoliło na znacznie łatwiejsze odizolowanie i odblokowanie w porównaniu z projektem Mark II. W projekcie Mark III zwiększono również przepływ gnojowicy na kanał opadowy z 60 m ³ /h do 75-85 m ³ /h przy użyciu większych otworów w soczewkach szlamowych.

Komórka Mark III została wprowadzona w 2000 roku. Zawierała następujące ulepszenia:

nowy projekt otworu soczewki zawiesinowej (patrz rysunki 7 i 8)
nowy projekt downcommer i dyszy
nowy projekt płaskich dyspergatorów bąbelkowych
regulowany system wody do mycia ze stali nierdzewnej i spieniania (patrz rysunek 9)
automatyczne sterowanie przepływem powietrza i wody myjącej
odcinające powietrze zawory usuwające gnojowicę („zawory AISE”)
nowy dystrybutor gnojowicy zasilany od dołu.

Ryc. 8. Soczewka zawiesinowa Jameson Cell wkładana na szczyt zlewni.

Wcześniejsze modele Jameson Cell wykorzystywały płytki otworowe do generowania strumienia opadającego. Nowa konstrukcja soczewek zawiesinowych miała gładki, płytki kąt wejścia, który tworzył optymalny reżim przepływu przez ceramikę, zmniejszając zużycie i wydłużając jej żywotność. Kształt spowodował zmniejszenie zużycia energii przez pompę gnojowicy zasilającej nawet o 10% i skutkował lepszym formowaniem strumienia, co poprawiło napowietrzanie.

Rysunek 9. System wody płuczącej ze stali nierdzewnej zamontowany w komorze Jamesona używany do pływania miału węglowego.

W zastosowaniach związanych z węglem system dodawania wody myjącej został zmieniony z tacy na okrągłe pierścienie ze stali nierdzewnej przymocowane do ręcznego systemu podnoszenia. Pozwoliło to na elastyczność łatwego przejścia z dodawania wody myjącej powyżej piany do dodawania w pianie, co może być konieczne w przypadku operacji z wysokimi stężeniami koncentratu. W przypadku zastosowań związanych z metalami zastosowano nowe tace na wodę do mycia, składające się z wyjmowanych gumowych mat ułatwiających konserwację.

Zawory AISE zostały opracowane, aby zapobiegać zasysaniu ciał stałych z powrotem do przewodów powietrznych, gdy poszczególne rury opadowe zostaną zablokowane. Ciała stałe osadzające się w przewodach powietrznych i ich gromadzenie się w dystrybutorze powietrza zmniejszają wydajność flotacji, ponieważ uniemożliwiają skuteczne porywanie powietrza w rurach opadowych.

Nowe aplikacje

Okres ten był okresem szybkiego wzrostu komórek Jamesona w istniejących zastosowaniach. Siedemdziesiąt siedem ogniw zostało zainstalowanych w koncentratorach na całym świecie, głównie w operacjach związanych z węglem i metalami nieszlachetnymi. Jednak w tym czasie Cell przeniósł się również do kanadyjskiego piasków roponośnych w celu flotacji bitumu.

Flotacja asfaltu

Flotacja jest jednym z procesów jednostkowych służących do oddzielania składnika bitumicznego piasków roponośnych w ramach procesu wydobycia ropy naftowej. Część bitumu nie jest odzyskiwana w głównym zbiorniku do separacji i trafia do odpadów poflotacyjnych. Te odpady poflotacyjne są zwykle zawracane w operacji oczyszczania, aby spróbować odzyskać część pozostałego bitumu.

Xstrata Technology sprzedała firmie Shell Canada w 2007 r. trzy pojedyncze spadki Jameson Cells o rozmiarach przemysłowych w ramach projektu pilotażowego na dużą skalę, a osiem 500 mm spadki zostało sprzedanych firmie Syncrude Limited w 2008 r. W tym drugim przypadku spadki były używane do leczenia śruty w istniejącym zbiorniku do odzyskiwania oleju trzeciorzędowego w procesie odzyskiwania bitumu opatentowanym przez Syncrude.

Komórka Mark IV (2009–)

Ulepszenia Mark IV

Ryc. 10. Zdjęcie zacisków szybkomocujących używanych do mocowania przewodu szlamowego do górnej części przewodu opadowego Jameson Cell.

Projekt Mark IV Cell został wprowadzony w 2009 roku. Zawierał następujące ulepszenia:

elastyczny wąż ułatwiający wyrównanie spadochronu
mocowanie soczewki zawiesinowej na pochylni (patrz rysunek 10)
szybkozłącza ze stali nierdzewnej w zespole opadającym
trwałe gumowe klapki w zaworach AISE.

Bieżące aplikacje

Flotacja metali nieszlachetnych i szlachetnych

W przypadku flotacji metali nieszlachetnych i metali szlachetnych, komora Jamesona okazała się szczególnie użyteczna w kilku zastosowaniach w obwodach flotacyjnych, które wykorzystują również inne typy komór flotacyjnych, takie jak komory mechaniczne. Te aplikacje obejmują:

zdzieraki przedflotacyjne do usuwania naturalnie hydrofobowych materiałów skały płonnej (takich jak węgiel, talk i siarka elementarna), w których komora Jamesona minimalizuje porywanie cennych minerałów, jednocześnie eliminując naturalnie pływające minerały skały płonnej, które w innym przypadku zanieczyszczałyby koncentrat
obróbka zgrubna i obróbka zgrubna, gdzie selektywność i mycie z pianą pozwala uzyskać wysokiej jakości koncentrat. W tym zastosowaniu odzysk w jednej komórce Jamesona jest zwykle równoważny z kilkoma komórkami mechanicznymi, a tam, gdzie wsad zawiera uwolnione cząstki szybko pływające, komórka może wytwarzać produkt o końcowej jakości, zmniejszając w ten sposób liczbę komórek mechanicznych wymaganych w obiegu flotacyjnym
zadania czyszcząco-scalper, w których Jameson Cell odzyskuje szybko pływające minerały w celu wytworzenia koncentratu ostatecznej jakości, zmniejszając w ten sposób obciążenie pozostałej części obwodu czyszczącego i zmniejszając jego rozmiar. W tej aplikacji może być również używany jako tani sposób na zwiększenie wydajności istniejącego układu czyszczącego
prace związane z czyszczeniem końcowym, w których mechaniczne obwody czyszczenia nie są w stanie konsekwentnie wytwarzać koncentratu końcowego gatunku z powodu porwanej skały płonnej, komora Jamesona ze swoją zwiększoną selektywnością i myciem pianką jest w stanie usunąć skałę płonną

Flotacja węgla

Stwierdzono, że komora Jamesona jest szczególnie skuteczna w czyszczeniu i odzyskiwaniu drobnych cząstek węgla. Na przykład w kopalni Goonyella należącej do BHP Coal (obecnie należącej do BHP Mitsubishi Alliance) w 1995 roku zainstalowano osiem ogniw, aby zastąpić cały 32 mechaniczny obwód flotacyjny w zakładzie flotacyjnym węgla o wydajności 1800 t/h. Rezultatem był ogólny wzrost wydajności zakładu o 3,5% (lepszy niż przewidywany plon 2,1%, który wykorzystano do uzasadnienia projektu) oraz produkcja produktu o niskiej zawartości popiołu.

Od tego czasu Jameson Cells zostały zainstalowane w wielu zakładach przeróbki węgla na całym świecie, z największą instalacją w kopalni węgla Curragh w Australii, gdzie 12 ogniw przetwarza ponad 5 milionów ton miału węglowego rocznie.

Komórka może być również stosowana do odpadów z zakładu przeróbki węgla w celu odzyskania wcześniej odrzuconego miału węglowego.

Rośliny SX – EW

Ogniwo Jamesona służy do odzyskiwania rozpuszczalnika organicznego w ekstrakcji rozpuszczalnikowej – instalacjach do elektrolitycznego otrzymywania zarówno ze strumieni elektrolitu, jak i rafinatu .

Zanieczyszczenie elektrolitu zwiększa koszty eksploatacji i obniża jakość produktu miedzianego. Jakikolwiek rozpuszczalnik pozostający w strumieniu rafinatu oznacza utratę rozpuszczalnika, a tym samym wzrost kosztów operacyjnych.

Główni użytkownicy Cell w zakładach SX-EW to Freeport McMoRan w swoich operacjach w Morenci, BHP Billiton w swoich operacjach Olympic Dam oraz Grupo México w swoich operacjach Cananea i La Caridad. W sumie Xstrata Technology zgłasza 41 aplikacji SX-EW.

Ostatnie zmiany w konstrukcji celi do zastosowań SX-EW obejmują duże, płaskodenne konstrukcje celi, które pozwalają jej usiąść na ziemi oraz duże (o średnicy 500 mm) opadowe, które mogą zawierać wiele alkoholi (w zastosowaniach SX-EW nie ma gnojowicy ) soczewki dopasowane do każdego downcomera.

Największa działająca komórka znajduje się przy zaporze Olympic Dam, przetwarzając 3000 m ³ /h rafinatu.

Potaż

Pierwsze zastosowanie potażu miało miejsce w Anglii w 1993 r., gdzie zastosowano komórki Jamesona do leczenia szlamów potażu (patrz flotacja potażu ). Został on następnie zastosowany w Dead Sea Works firmy Israel Chemicals Limited oraz przez nienazwanego producenta w prowincji Saskatchewan w Kanadzie.

Piaski roponośne

Jameson Cell został przyjęty przez Shell Canada i Syncrude do flotacji bitumu w przemyśle piasków roponośnych (patrz Flotacja bitumu ). W 2012 roku firma Syncrude kupiła do swojego zakładu osiem dodatkowych 500-milimetrowych zgarniaczy.

Ruda żelaza

Jameson Cell może być używany do odwróconej flotacji krzemionki z rudy żelaza, gdzie tradycyjnie stosowano kolumny flotacyjne.

Flotacja fosforanowa

Operacje przetwarzania fosforanów, które wykorzystują flotację jako główny mechanizm koncentracji minerałów zawierających fosforany, zazwyczaj odrzucają cząstki o średnicy mniejszej niż 20 μm. Dzieje się tak dlatego, że drobne cząstki miały słabą wydajność flotacji, a ich obecność zmniejsza wydajność flotacji cząstek gruboziarnistych.

Legend International Holdings Incorporated („Legend”) jest właścicielem głównych złóż fosforanów, w których średnio 20–60% cząstek mniejszych niż 20 μm zawiera do 50% fosforanów. To sprawia, że tradycyjna praktyka zatężania fosforanów jest nieopłacalna dla tych złóż. W odpowiedzi firma Legend opracowała proces oparty na zastosowaniu komory Jamesona w konfiguracji grubsza-zmiatacz-czystsza w celu odzyskania co najmniej 80% fosforanów w stopniu co najmniej 32% P 2> O 5 z _paszy o _wielkości cząstek rozkład do 80% mniejszy niż 20 μm.

Zalety

Podobno Jameson Cell ma następujące zalety:

stosunkowo niskie zużycie energii – jedyną energią potrzebną do działania ogniwa jest pompowanie zawiesiny przez soczewkę zawiesiny. Oznacza to, że wymaga znacznie mniej energii elektrycznej niż konwencjonalne mechaniczne lub kolumnowe ogniwa flotacyjne. Ponadto lepszy kontakt cząstka-pęcherzyk oznacza, że do równoważnej pracy ogniw mechanicznych potrzeba mniej komórek, co zapewnia jeszcze większą oszczędność energii.
wysoki odzysk miału – Cell jest w stanie osiągnąć specyfikację produktu końcowego z wcześniej odrzuconego miału węglowego przy bardzo wysokim odzysku (95–98%) w jednym przejściu. Wykazano również, że jest skuteczny w odzyskiwaniu drobnych cząstek w metalach nieszlachetnych, potażu i fosforanach.
efektywne mycie pianką – The Cell standardowo stosuje mycie pianką do kontroli jakości koncentratu. Konwencjonalna komora flotacyjna ma problemy z odzyskiwaniem drobnych cząstek w dużych ilościach z powodu porywania minerałów skały płonnej w pianie. Wysoka przepustowość Jameson Cell oznacza, że piana jest wytwarzana na małej powierzchni, więc opłacalne jest zastosowanie piany do wszystkich komórek
łatwe zwiększanie skali – warunki hydrodynamiczne zbierania cząstek w komorze opadowej i separacji w zbiorniku są identyczne w laboratorium, instalacji pilotażowej i Jameson Cell na skalę przemysłową, co oznacza, że istnieje bezpośrednie zwiększanie skali. Dzięki temu przewidywanie wydajności instalacji w przypadku testów na małą skalę jest proste. W przeciwieństwie do tego, aby zwiększyć skalę projektu mechanicznych i kolumnowych komórek flotacyjnych, należy zastosować czynniki.
stosunkowo niewielka powierzchnia – duża intensywność kontaktu pęcherzyków z cząsteczkami oznacza, że wymagane są bardzo krótkie czasy przebywania w komorze (czas przebywania w komorze opadowej wynosi 5–10 sekund, a objętość zbiornika separującego jest niewielka w porównaniu z alternatywnymi technologiami). Oznacza to, że całkowita objętość Komórki jest mniejsza niż alternatyw.
szybka reakcja na zmiany w procesie – zmienne procesowe, takie jak natężenie przepływu powietrza, głębokość piany i woda myjąca, są zautomatyzowane, co ułatwia optymalizację. Mała objętość zbiornika oznacza bardzo krótki czas przebywania w zbiorniku (zwykle 1–3 minuty), więc wprowadzane zmiany, niezależnie od tego, czy są celowe, czy wynikają z normalnych wahań instalacji, są obserwowane niemal natychmiast.
szybkie uruchamianie i wyłączanie – niewielka objętość zbiornika oznacza, że Cell może być szybko napełniany i opróżniany, dzięki czemu w przypadku zakłóceń w instalacji Cell może bardzo szybko osiągnąć stan ustalony.
niskie koszty utrzymania – Cell nie posiada ruchomych części i został zaprojektowany tak, aby zapewnić łatwy dostęp do części serwisowych. Otwór soczewki zawiesinowej ma żywotność przekraczającą 5 lat w normalnych warunkach pracy, a żywotność innych części zużywających się na mokro wynosi ponad 10 lat w normalnych warunkach pracy.
niski koszt inwestycyjny – niewielka powierzchnia zajmowana przez elektrolizer zmniejsza ilość stali potrzebnej do jego budowy, a w połączeniu z prostotą konstrukcji zapewnia niższe koszty instalacji w porównaniu z konwencjonalnymi lub kolumnowymi elektrolizerami flotacyjnymi.
niskie koszty eksploatacji – brak części ruchomych, a co za tym idzie mniejszy pobór mocy, długa żywotność i łatwy dostęp przekładają się na niskie koszty eksploatacji.
krótkie okresy zwrotu – użytkownicy komórek zwykle zgłaszają krótkie okresy zwrotu z inwestycji w technologię. Na przykład instalacja w 2007 r. Jameson Cell o średnicy 5,4 m z 18 rurami opadowymi do oczyszczania koncentratu przedflotacyjnego pozwoliła odzyskać do 90% cynku utraconego wcześniej w zakładzie unieszkodliwiania odpadów poflotacyjnych i przyniosła zwrot z inwestycji w ciągu około jednego roku przy aktualnych cenach cynku . Peko Mines zgłosiło dwumiesięczny okres zwrotu kosztów instalacji Cell. Całkowite zastąpienie 32 ogniw mechanicznych ośmioma ogniwami Jameson w kopalni węgla Goonyella zwróciło się w ciągu 17 miesięcy. Niedawno zainstalowano komórkę przed każdym z dwóch czystszych pociągów na stacji Kopalnia Telfer miała zwrot od dwóch do siedmiu miesięcy.