Az értékes nehéz ásványok, például a cirkon, az ilmenit vagy a rutil elkülönítése a szilícium-dioxid-homoktól hatalmas működési kihívást jelent. A feldolgozó üzemek folyamatosan küzdenek a nagy mennyiségű nyers homok költséghatékony kezelésével anélkül, hogy túlterhelnék a későbbi vegyi köröket. Ez a szűk keresztmetszet megbízható előkoncentrációs lépést igényel.
A megoldás a tőkeáttételben rejlik a homokdúsító spirál csúszda . Alapozó, alacsony energiaigényű eszközként szolgál. Ez drasztikusan csökkenti a költséges downstream berendezés feldolgozási terheit. Ahelyett, hogy a nyers ömlesztett homokot közvetlenül a flotációs cellákba táplálná, először ezt az egyszerű, de rendkívül hatékony egységet kell használni a könnyű szilícium-dioxid csapadék többségének kilökésére.
Ebben az útmutatóban túllépünk az alapvető definíciókon. Megvizsgáljuk, hogyan lehet megfelelően méretezni, konfigurálni és optimalizálni ezeket az egységeket. Megtanulja a folyadékdinamikát, a hardverkonfigurációkat és az integrációs realitásokat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy tökéletesen megfeleljenek egyedi üzemi követelményeinek.
Mechanika: A gravitációra, a centrifugális erőre és a folyadékdinamikára támaszkodik, a könnyű szilícium-dioxidot a külső szélre, a sűrű ásványokat pedig a belső szélére nyomja.
Előfeltételek: Legalább 1,0 fajsúlykülönbség (SG) és szigorú takarmánykoncentráció-szabályozás szükséges (20–40% szilárdanyag).
Méretezési mutatók: Az optimális teljesítmény általában közel 0,73-as osztás/átmérő arányt, valamint a részecskeméreten alapuló speciális mélyedésprofilokat igényel.
Kockázatcsökkentés: Sebezhető az agyaggal/nyálkával és a pelyhes ércekkel szemben; a stabil teljesítmény érdekében upstream szűrést és víztelenítést igényel.
A vályú belsejében történő elválasztás pontos megértése segít a kezelőknek a folyamatproblémák gyorsabb diagnosztizálásában. A felszerelés teljes mértékben a természetes fizikai erőktől függ. Az elválasztó zónák létrehozásához nincs szükség külső mozgó alkatrészekre.
A varázslat enyhe 3-6 fokos lejtőn történik. Amikor a hígtrágya belép a tetejére, a gravitáció azonnal lefelé húzza az anyagot. Ahogy a pép körkörös pályán halad, tehetetlenségi centrifugális erőt hoz létre. Ez a kifelé ható erő tömegüktől és méretüktől függően eltérően hat a részecskékre. A vályú felülete mentén kialakuló súrlódás tovább bonyolítja ezt a kölcsönhatást. A víz gyorsabban áramlik a pépfolyam tetején, és lassabban az alján az ellenállás miatt. Ez különálló függőleges sebességgradienst hoz létre.
Ezek a kölcsönhatásban lévő erők nagyon határozott anyaghasadást okoznak. A részecskéket meghatározott sávokba kényszerítik.
Nagy sűrűségű nehéz ásványok: Ezek a részecskék sokkal gyorsabban ülepednek. Az alsó, lassabban mozgó vízrétegbe süllyednek. Itt nagyobb súrlódás éri a vályú felületét. Ellenállnak a centrifugális nyomásnak, és lassan mozognak lefelé a spirál belső szélén.
Alacsony sűrűségű csapadék/homok: A könnyebb részecskék magasabban szuszpendálva maradnak a folyadékáramban. A gyorsabb felső vízréteg megfogja őket. A centrifugális erő kifelé nyomja őket a vályú külső kerülete felé. Gyorsan haladnak lefelé a külső szélen.
A fizikai szerkezet hibátlanul vezeti ezt a pályát. Az anyag egy szigorú kritikus útvonalon áramlik az optimális elválasztás elérése érdekében. A rendszer megfelelő karbantartásához meg kell értenie ezeket az összetevőket.
Ore Distributor: A bejövő takarmányt egyenlően osztja fel.
Etetővályú: Simán szállítja a hígtrágyát a turbulencia elkerülése érdekében.
Spirális vályú: A fő test, ahol minden centrifugális elválasztás megtörténik.
Vágóvályú: Az alján található mechanikus hasítók állítják be a végső elválasztó sávokat.
Befogadó vödör: Összegyűjti a leválasztott koncentrátumot, a közegeket és a zagyfolyamokat.
Nyers, kondicionálatlan takarmány bedobása A gravitációs elválasztó berendezés gyenge hozamot garantál. Sok üzem tévedésből a berendezést hibáztatja, amikor valójában a felfelé irányuló kondicionálás a hibás. Meg kell felelnie bizonyos fizikai előfeltételeknek a tiszta felosztás eléréséhez.
Itt kemény fizikai szabállyal kell szembenézned. A hatékony elválasztáshoz feltétlenül szükség van a minimális fajsúly (SG) 1,0 különbségre a célásvány és a köteg között. A szilícium-dioxid homok általában 2,65 SG körül van. Az olyan nehéz ásványok, mint a cirkon vagy a rutil, 4,2 és 4,7 között mozognak. Ez az egészséges különbség biztosítja, hogy a centrifugális erő határozottan el tudja választani a részecskéket. Ha a sűrűségkülönbség 1,0 alá csökken, az elválasztó sávok összemosódnak. A berendezés egyszerűen nem tudja megkülönböztetni a részecskéket.
A berendezés egy nagyon meghatározott méretű édes helyen működik a legjobban. Azt szeretné, hogy a takarmány mérete 18 és 200 mesh között legyen. Ez nagyjából 2 mm-t jelent 0,074 mm-re.
Ezt a tartományt szigorúan ellenőriznie kell. A 2 mm-nél nagyobb túlméretes anyagok megzavarják a folyadék áramlását. Agresszíven zuhannak le a lejtőn, és fizikailag blokkolják a vágóvályúkat. Ezzel szemben a 0,074 mm-nél kisebb ultrafinom iszapok súlyos folyadékviszkozitási problémákat okoznak. A sűrű, sáros víz megakadályozza a nehéz ásványi anyagok megfelelő elsüllyedését. A cél ásványok végül kimosódnak a zagyokkal.
A vízgazdálkodás határozza meg a sikert. A hígtrágyát pontosan 20-40 tömeg% szilárdanyag-tartalommal kell adagolni. Az ablakon kívüli működés tönkreteszi a hatékonyságot. Ha a zagy túl hígul, a víz túl gyorsan folyik, és mindent a külső széléig mos. Ha a zagy túl sűrűre fut, a részecskék nem tudnak szabadon leülepedni.
A megvalósítási valóság szigorú ellenőrzést igényel. A ±5%-nál nagyobb ingadozások azonnal destabilizálják a folyadékrétegeket. Ez az instabilitás tönkreteszi a koncentrátum minőségének konzisztenciáját. Az üzemek üzemeltetőinek automatizált sűrűségmérőket kell telepíteniük az egyenletes előtolási sebesség fenntartása érdekében.
Egy egység vásárlása előtt ki kell értékelnie bizonyos konfigurációs változókat. A berendezés specifikációinak a pontos érctesthez való igazítása maximalizálja az áteresztőképességet és a minőség visszanyerését.
Az áteresztőképesség a berendezés átmérőjének négyzetével arányosan skálázódik. Egy nagyobb egység lényegesen több tonnát dolgoz fel. Az átmérő azonban hatással van a részecskék visszanyerésére is. A 0,5 mm-nél kisebb finom részecskékhez kis átmérőt (500–900 mm) használ. A kisebb átmérők nagyobb centrifugális erőket hoznak létre, amelyek a finom nyúlvány mozgatásához szükségesek. Nagyobb átmérőket (1200–2000 mm) használ az 1–2 mm-es durva részecskék feldolgozásához.
A dőlésszög/átmérő arány szabályozza az ereszkedés meredekségét. Az ipari szabvány 0,4 és 0,8 között mozog. Azt találtuk, hogy a 0,73 általában az optimalizált alapérték a legtöbb homokművelethez. A meredek emelkedés növeli az áramlási sebességet. A sekély emelkedés lelassítja az anyagot, így több idő marad a finom részecskék leülepedésére.
A gyártók a tényleges vályúfelületet a szükséges leválasztási feladattól függően eltérően alakítják. Ki kell választani a megfelelő profilt.
Elliptikus (2:1 és 4:1 közötti tengelyarány): Ez az ívelt forma szabványos 0,2–2 mm-es homok adagolásához működik a legjobban. Fokozatos lejtőt biztosít, amely könnyen kezeli a durva anyagokat.
Cubic Parabola (lapos fenekű): Erre a formára szüksége van a 0,2 mm alatti ultrafinom elválasztáshoz. A laposabb alsó rész kiszélesíti az elválasztó sávot. Több fizikai teret ad a finom nehéz ásványoknak, hogy eltávolodjanak a gangától.
Az anyagnak elegendő időre van szüksége a szétválasztáshoz. Általában 3-4 fordulatot kell választani a könnyen szétválasztható hordalékhomok érdekében. Összetett, gyenge minőségű vagy erősen összenőtt finomszemcsés takarmányok esetén növelni kell a retenciós időt. Ezek a nehéz előtolások 5-6 teljes fordulatot igényelnek a tiszta osztás eléréséhez.
A takarmány jellemzői |
Ajánlott átmérő |
Vályúprofil |
Fordulatok száma |
|---|---|---|---|
Durva homok (1-2 mm) |
Nagy (1200 mm+) |
Elliptikus |
3-tól 4-ig |
Normál homok (0,2-1 mm) |
Közepes (900-1200 mm) |
Elliptikus |
4 |
Finom homok (<0,2 mm) |
Kicsi (500-900 mm) |
Köbös parabola |
5-től 6-ig |
Szkeptikus, kiegyensúlyozott nézetre van szüksége arról, hogy ez a berendezés mit tud valójában elérni. A Az ömlesztett spirál csúszda kivételes eszköz, de nem képes egyedül megoldani minden feldolgozási problémát. A rendszerintegráció határozza meg a végső sikert.
Nem lehet megkerülni a megfelelő takarmánykészítést. Feltétlenül szükséges előzetesen integrálni a hidrociklonokat vagy a görgős képernyőket. Trommels eltávolítja a túlméretezett köveket és törmeléket. A hidrociklonok eltávolítják a ragadós iszapokat és agyagokat. Ha kihagyja a víztelenítést, az agyag bevonja a nehéz ásványokat, és megváltoztatja ülepedési sebességüket. Az upstream előkészítés biztosítja, hogy a takarmány pontosan a kívánt paramétereken belül kerüljön a csúszdába.
Ügyelnie kell az ásványi formákra. A lapos, pelyhes ásványok, mint a csillám, kiszámíthatatlanul viselkednek a folyadékáramban. Ahelyett, hogy sűrűségük alapján süllyednének el, lapos alakjuk miatt apró vitorlaként viselkednek. A vízáram könnyen megfogja és elmossa őket. Ha a homoklerakódás nagy mennyiségű pelyhes csapadékot tartalmaz, az elválasztás hatékonysága észrevehetően romlik.
Maga a csúszda nulla elektromos energiát fogyaszt működés közben. A rendszerbeállítás azonban energiát igényel. A gravitációs kisülés érdekében az egységeket 33–38 cm szabad magassággal kell felszerelni alul. Maguk az egységek több méter magasak. Ezért megbízható, energiaigényes hígtrágyaszivattyúkra van szükség, amelyek a nehéz pépet a felső elosztóba juttatják. A szivattyúkör gondos karbantartást igényel, és a fő üzemeltetési költséget jelenti.
Ezt a berendezést szigorúan 'nagyoló' vagy elősűrítési szakaszként kell elhelyezni. Az első vonal védelmeként működik. A meddő szilícium-dioxid homok 70-80%-ának előzetes elutasításával drasztikusan csökkenti a végső tisztítási fázisba kerülő mennyiséget. Ez a szinergia csökkenti a lefelé irányuló flotációs cellák méretét. Ezenkívül csökkenti a vegyi reagens felhasználást, és minimálisra csökkenti a rázóasztalok terhelését.
Egy kereskedelmi üzem egységeinek beszerzéséhez szigorú értékelési kritériumok szükségesek. Nem lehet csak a legolcsóbbat megvásárolni. Egy hibás A Spiral Chute hatalmas fejfájást okoz. A vásárlóknak a tartósságra, a szállítási mechanikára és a térbeli hatékonyságra kell összpontosítaniuk.
A szilika homok csiszolópapírként működik. Agresszíven erodálja a fémet és az olcsó műanyagokat. Olyan konstrukciót kell keresnie, amely kiváló minőségű üvegszál erősítésű műanyagot (FRP) használ. Ezenkívül a gyártónak speciális kopásálló rétegeket kell felvinnie a belső munkafelületre. A legjobb egységek mesterséges műanyag gyantát vagy vastag poliuretán bevonatot használnak. Ezek a speciális bélések megakadályozzák, hogy a csiszolóhomok lyukakat koptasson az üvegszálas hátlapon keresztül.
Az elválasztás még azelőtt meghiúsul, hogy a hígtrágya a vályúba kerülne, ha az elosztó rosszul van megtervezve. A beszerzési folyamat során emelje ki a többcsöves adagolóleválasztók fontosságát. A többcsöves elosztó megakadályozza a turbulens áramlást a belépési pontnál. Minden egyes vályúba rendkívül homogén pépszállítást biztosít. Ha az egyik vályú nehéz takarmányt kap, míg a másik nagyrészt vizet, a teljes növényi regeneráció azonnal csökken.
Az alapterület pénzbe kerül. Értékelnie kell, milyen könnyen csoportosulnak össze az ömlesztett bankok. A legjobb gyártók több indítással rendelkező moduláris kereteket terveznek (általában 4-6 párhuzamos vályú egyetlen központi oszlop köré tekerve). Ez a halmozási képesség maximalizálja a négyzetméterenkénti áteresztőképességet. Lehetővé teszi a hatalmas feldolgozási kapacitás beépítését egy viszonylag kis üzemi területbe.
A spirális csúszdák ma is a homokdúsítás legköltséghatékonyabb elősűrítési lépései. Kihasználják a természetes fizikai erőket, hogy a mozgó alkatrészekre támaszkodva utasítsák el a hatalmas mennyiségű csapadékot. Ez a hatékonyság azonban csak akkor igaz, ha az adagolási paramétereket szigorúan ellenőrzik. Be kell tartania a részecskeméretre, a cellulózsűrűségre és a fajsúlyra vonatkozó pontos műszaki határértékeket.
Mielőtt bármilyen gyártói árajánlatot kérne, a vásárlóknak konkrét lépéseket kell tenniük. Fajsúlyos vizsgálatot kell végeznie a megcélzott ásványokon és a környező gangon. Ezenkívül végezzen átfogó részecskeméret-eloszlási (PSD) elemzést nyers ércen. Ez a két adatkészlet pontosan meghatározza, hogy a leendő üzemnek milyen vályúprofilra, dőlésarányra és átmérőre van szüksége.
V: Általában 3-4 évig bírják erősen koptató hatású homokos alkalmazásoknál. A pontos élettartam nagymértékben függ a belső poliuretán vagy mesterséges műanyag kopóréteg minőségétől és vastagságától.
V: A spirális osztályozókkal ellentétben a legtöbb szabványos spirálkoncentrátor nem igényel további mosóvizet működés közben. Teljes mértékben a takarmányiszapba kevert kezdeti vízre támaszkodnak.
V: A durva koncentrátum minőségének 10-30%-os növekedésére kell számítani. A helyreállítási aránynak 60% és 85% között kell lennie. Mindkét mérőszám továbbra is nagymértékben függ az ásványi felszabadulástól és a kezdeti SG különbségtől.
V: Ezt megelőzheti, ha fenntartja a megfelelő pépsűrűséget, elkerüli a túlméretezett részecskéket, és olyan modern modelleket választ, amelyek optimalizált 3D spirálemelkedésekkel készülnek a folyadék egyenletes áramlása érdekében.
