Oddelenie cenných ťažkých minerálov, ako je zirkón, ilmenit alebo rutil, z kremičitého piesku predstavuje obrovskú prevádzkovú výzvu v meradle. Spracovateľské závody sa neustále snažia hospodárne zvládnuť veľké objemy surového piesku bez toho, aby preťažili svoje následné chemické okruhy. Toto úzke miesto si vyžaduje spoľahlivý krok pred koncentráciou.
Riešenie spočíva vo využívaní pákového efektu a špirálový žľab na čerpanie piesku . Slúži ako základný, nízkoenergetický nástroj. Drasticky znižuje zaťaženie spracovania vašich drahých nadväzujúcich zariadení. Namiesto toho, aby ste surový sypký piesok privádzali priamo do flotačných buniek, najskôr použijete túto jednoduchú, ale vysoko účinnú jednotku na odstránenie väčšiny ľahkej kremennej hlušiny.
V tejto príručke prekračujeme základné definície. Preskúmame, ako môžete tieto jednotky správne dimenzovať, nakonfigurovať a optimalizovať. Naučíte sa špecifickú dynamiku tekutín, hardvérové konfigurácie a integračné skutočnosti potrebné na dokonalé prispôsobenie sa vašim jedinečným požiadavkám závodu.
Mechanika: Spolieha sa na gravitáciu, odstredivú silu a dynamiku tekutín, pričom tlačí ľahký oxid kremičitý k vonkajšiemu okraju a husté minerály k vnútornému okraju.
Predpoklady: Vyžaduje sa rozdiel špecifickej hmotnosti (SG) aspoň 1,0 a prísna kontrola koncentrácie krmiva (20 % – 40 % pevných látok).
Metriky veľkosti: Optimálny výkon zvyčajne vyžaduje pomer stúpania k priemeru blízko 0,73 a špecifické profily žľabu založené na veľkosti častíc.
Zmiernenie rizika: Zraniteľné voči ílu/slizu a vločkovitým rudám; vyžaduje skríning pred prúdom a odhlieňovanie pre stabilný výkon.
Presné pochopenie toho, ako dochádza k separácii vo vnútri žľabu, pomáha operátorom rýchlejšie diagnostikovať problémy procesu. Zariadenie úplne závisí od prírodných fyzických síl. Na vytvorenie separačných zón nepotrebujete vonkajšie pohyblivé časti.
Kúzlo sa deje na miernom 3 až 6-stupňovom svahu. Keď sa kal dostane hore, gravitácia okamžite stiahne materiál smerom nadol. Keď sa miazga pohybuje po kruhovej dráhe, vytvára zotrvačnú odstredivú silu. Táto vonkajšia sila pôsobí na častice odlišne v závislosti od ich hmotnosti a veľkosti. Trenie pozdĺž povrchu žľabu túto interakciu ďalej komplikuje. Voda prúdi rýchlejšie v hornej časti prúdu miazgy a pomalšie pri dne v dôsledku ťahania. To vytvára zreteľný gradient vertikálnej rýchlosti.
Tieto vzájomne pôsobiace sily spôsobujú veľmi zreteľné rozdelenie materiálu. Vtláčajú častice do špecifických pruhov.
Ťažké minerály s vysokou hustotou: Tieto častice sa usadzujú oveľa rýchlejšie. Ponárajú sa do spodnej, pomalšie sa pohybujúcej vodnej vrstvy. Tu čelia vyššiemu treniu o povrch žľabu. Odolávajú odstredivému tlaku a pomaly sa pohybujú po vnútornom okraji špirály.
Hlien/piesok s nízkou hustotou: Ľahšie častice zostávajú suspendované vyššie v prúde tekutiny. Rýchlejšia vrchná vodná vrstva ich zachytáva. Odstredivá sila ich tlačí smerom von smerom k vonkajšiemu obvodu žľabu. Rýchlo sa pohybujú po vonkajšom okraji.
Fyzická štruktúra vedie túto trajektóriu bezchybne. Materiál preteká prísnou kritickou cestou, aby sa dosiahlo optimálne oddelenie. Aby ste systém správne udržiavali, musíte týmto komponentom rozumieť.
Rozdeľovač rudy: Rovnomerne rozdeľuje prichádzajúce krmivo.
Kŕmny žľab: Hladko dodáva kal, aby sa zabránilo turbulenciám.
Špirálový žľab: Hlavné teleso, kde dochádza k odstredivému oddeľovaniu.
Rezací žľab: Mechanické rozdeľovače v spodnej časti upravujú konečné oddeľovacie pásy.
Prijímacie vedro: Zhromažďuje oddelené prúdy koncentrátu, medziproduktov a hlušiny.
Hádzanie surového, nekondicionovaného krmiva gravitačné separačné zariadenie zaručuje nízke výnosy. Mnohé závody mylne obviňujú zariadenie, keď je v skutočnosti na vine ich predchádzajúca úprava. Na dosiahnutie čistého rozdelenia musíte splniť špecifické fyzické predpoklady.
Tu čelíte tvrdému fyzickému pravidlu. Efektívna separácia absolútne vyžaduje minimálny rozdiel špecifickej hmotnosti (SG) 1,0 medzi cieľovým minerálom a hlušinou. Kremičitý piesok sa zvyčajne pohybuje okolo SG 2,65. Ťažké minerály ako zirkón alebo rutil sa pohybujú od 4,2 do 4,7. Tento zdravý rozdiel zabezpečuje, že odstredivá sila dokáže zreteľne oddeliť častice. Ak rozdiel hustoty klesne pod 1,0, separačné pásy sa spolu rozmazajú. Zariadenie jednoducho nedokáže rozlíšiť častice.
Zariadenie funguje najlepšie v rámci veľmi špecifickej veľkosti sweet spot. Chcete, aby vaše krmivo malo veľkosť medzi 18 mesh a 200 mesh. To zhruba znamená 2 mm až 0,074 mm.
Tento rozsah musíte prísne kontrolovať. Nadrozmerné materiály väčšie ako 2 mm narúšajú tok tekutiny. Agresívne sa rútia dolu svahom a fyzicky blokujú žľaby. Naopak, ultrajemné slizy menšie ako 0,074 mm spôsobujú vážne problémy s viskozitou tekutín. Hustá, bahnitá voda bráni tomu, aby sa ťažké minerály správne potopili. Cieľové minerály končia vymývaním s hlušinou.
Vodné hospodárstvo určuje váš úspech. Suspenziu musíte kŕmiť presne s 20 % až 40 % hmotnosti pevných látok. Prevádzka mimo tohto okna ničí efektivitu. Ak je kaša príliš riedka, voda tečie príliš rýchlo a vymýva všetko až po vonkajší okraj. Ak je suspenzia príliš hustá, častice sa nemôžu voľne usadzovať.
Realita implementácie si vyžaduje prísnu kontrolu. Kolísanie väčšie ako ± 5 % okamžite destabilizuje vrstvy tekutiny. Táto nestabilita ničí konzistenciu vášho koncentrátu. Prevádzkovatelia zariadení musia nainštalovať automatizované hustomery, aby udržali stabilnú rýchlosť posuvu.
Pred zakúpením jednotky musíte vyhodnotiť špecifické konfiguračné premenné. Prispôsobenie špecifikácií zariadenia vášmu presnému telesu rudy maximalizuje priepustnosť a obnovu stupňa.
Priepustná kapacita sa mení úmerne so štvorcom priemeru zariadenia. Väčšia jednotka spracuje podstatne viac tonáže. Priemer však tiež ovplyvňuje regeneráciu častíc. Používate malé priemery (500 mm až 900 mm) pre jemné častice pod 0,5 mm. Menšie priemery vytvárajú vyššie odstredivé sily potrebné na pohyb jemnej hlušiny. Väčšie priemery (1200 mm až 2000 mm) používate na spracovanie hrubých častíc v rozsahu od 1 mm do 2 mm.
Pomer sklonu k priemeru riadi strmosť klesania. Priemyselný štandard sa pohybuje od 0,4 do 0,8. Zistili sme, že 0,73 vo všeobecnosti slúži ako optimalizovaná základná hodnota pre väčšinu operácií s pieskom. Strmý sklon zvyšuje rýchlosť prúdenia. Plytké stúpanie spomaľuje materiál a poskytuje viac času na usadenie jemných častíc.
Výrobcovia tvarujú skutočný povrch žľabu odlišne na základe požadovanej separačnej úlohy. Musíte si vybrať správny profil.
Eliptický (pomer osí 2:1 až 4:1): Tento zakrivený tvar najlepšie funguje pre štandardné 0,2 mm až 2 mm posuvy piesku. Poskytuje pozvoľný sklon, ktorý ľahko zvládne hrubý materiál.
Kubická parabola (ploché dno): Tento tvar potrebujete pre veľmi jemné separácie pod 0,2 mm. Plochejšie dno rozširuje separačný pás. Dáva jemným ťažkým minerálom viac fyzického priestoru na usadenie sa preč od gangu.
Materiál potrebuje dostatok času na oddelenie. Typicky zvolíte 3 až 4 otáčky pre ľahko oddeliteľné náplavové piesky. Pre komplexné, nízkokvalitné alebo silne zarastené jemnozrnné krmivá musíte zvýšiť retenčný čas. Tieto náročné posuvy vyžadujú 5 až 6 úplných otáčok, aby sa dosiahlo čisté rozdelenie.
Charakteristika krmiva |
Odporúčaný priemer |
Profil koryta |
Počet otáčok |
|---|---|---|---|
Hrubý piesok (1–2 mm) |
Veľký (1200 mm+) |
Eliptický |
3 až 4 |
Štandardný piesok (0,2 – 1 mm) |
Stredná (900 – 1200 mm) |
Eliptický |
4 |
Jemný piesok (<0,2 mm) |
Malé (500 – 900 mm) |
Kubická parabola |
5 až 6 |
Potrebujete skeptický a vyvážený pohľad na to, čo môže toto zariadenie skutočne dosiahnuť. A hromadný špirálový žľab je výnimočný nástroj, ale nedokáže vyriešiť každý problém spracovania sám. Systémová integrácia definuje konečný úspech.
Nemôžete obísť správnu prípravu krmiva. Pred absolútnou nevyhnutnosťou musíte vopred integrovať hydrocyklóny alebo bubnové sitá. Trommels odstraňuje nadrozmerné kamene a úlomky. Hydrocyklóny odstraňujú lepkavé slizy a íly. Ak vynecháte odhlieňovanie, íl obalí ťažké minerály a zmení ich rýchlosť usadzovania. Predpríprava zabezpečuje vstup krmiva do žľabu presne v rámci požadovaných parametrov.
Musíte si dávať pozor na špecifické minerálne tvary. Ploché, vločkovité minerály ako sľuda sa v prúde tekutiny správajú nepredvídateľne. Namiesto toho, aby sa potápali na základe ich hustoty, ich plochý tvar spôsobuje, že sa správajú ako malé plachty. Vodný prúd ich ľahko zachytí a zmyje. Ak váš piesok obsahuje veľké množstvo šupinatej hlušiny, účinnosť separácie sa výrazne zníži.
Samotný žľab počas prevádzky spotrebúva nulovú elektrickú energiu. Nastavenie systému však vyžaduje energiu. Jednotky musíte nainštalovať so svetlou výškou 33 až 38 cm v spodnej časti, aby sa umožnilo gravitačné vypúšťanie. Samotné jednotky sú vysoké niekoľko metrov. Preto potrebujete spoľahlivé, energeticky náročné kalové čerpadlá na vytlačenie ťažkej buničiny až k hornému rozdeľovaču. Čerpací okruh vyžaduje starostlivú údržbu a predstavuje hlavné prevádzkové náklady.
Toto zariadenie by ste mali umiestniť striktne ako 'hrubú' alebo predkoncentračnú fázu. Pôsobí ako frontová obrana. Odmietnutím 70 % až 80 % neúrodného kremičitého piesku vopred drasticky znížite tonáž odosielanú do záverečných fáz čistenia. Táto synergia znižuje veľkosť vašich downstream flotačných buniek. Znižuje tiež spotrebu chemických činidiel a minimalizuje zaťaženie trepacích stolov.
Obstarávanie jednotiek pre komerčný závod si vyžaduje prísne hodnotiace kritériá. Nemôžete si kúpiť len tú najlacnejšiu možnosť. Chybný Špirálový žľab spôsobuje masívne bolesti hlavy. Kupujúci sa musia zamerať na odolnosť, mechaniku dodávky a priestorovú efektívnosť.
Kremičitý piesok pôsobí ako brúsny papier. Agresívne eroduje kov a lacné plasty. Musíte hľadať konštrukciu využívajúcu vysokokvalitný plast vystužený sklenenými vláknami (FRP). Okrem toho musí výrobca na vnútorný pracovný povrch aplikovať špeciálne vrstvy odolné voči opotrebovaniu. Najlepšie jednotky používajú umelé plastové živice alebo hrubé polyuretánové nátery. Tieto špecializované výstelky zabraňujú tomu, aby sa brúsny piesok dostal do otvorov cez podložku zo sklenených vlákien.
Separácia zlyhá skôr, ako sa kal dostane do žľabu, ak je rozdeľovač zle navrhnutý. Zdôraznite dôležitosť separátorov s viacerými rúrkami počas procesu obstarávania. Viacrúrkový rozvádzač zabraňuje turbulentnému prúdeniu na vstupnom bode. Zabezpečuje vysoko homogénne dodávanie buničiny do každého jednotlivého žľabu. Ak jeden žľab dostáva ťažké krmivo, zatiaľ čo iný dostáva prevažne vodu, vaša celková regenerácia rastlín okamžite klesne.
Podlahová plocha stojí peniaze. Musíte vyhodnotiť, ako ľahko sa hromadné banky zoskupujú. Najlepší výrobcovia navrhujú modulárne rámy s viacerými štartmi (zvyčajne 4 až 6 paralelných žľabov omotaných okolo jedného centrálneho stĺpika). Táto schopnosť stohovania maximalizuje priepustnosť na meter štvorcový. Umožňuje vám umiestniť obrovskú spracovateľskú kapacitu do relatívne malej plochy závodu.
Špirálové žľaby zostávajú dnes nákladovo najefektívnejším krokom pred koncentráciou pri spracovaní piesku. Využívajú prirodzené fyzické sily na odmietnutie obrovského množstva hlušiny bez toho, aby sa spoliehali na pohyblivé časti. Táto účinnosť však platí len za predpokladu, že parametre krmiva sú prísne kontrolované. Musíte rešpektovať presné technické limity týkajúce sa veľkosti častíc, hustoty buničiny a špecifickej hmotnosti.
Pred vyžiadaním cenových ponúk od výrobcu musia kupujúci podniknúť konkrétne kroky. Musíte vykonať test špecifickej hmotnosti na cieľových mineráloch a okolitej hlušine. Okrem toho spustite komplexnú analýzu distribúcie veľkosti častíc (PSD) na vašej surovej rude. Tieto dva súbory údajov presne určujú, aký profil žľabu, pomer stúpania a priemer vyžaduje vaša budúca rastlina.
Odpoveď: Vo vysoko abrazívnych pieskových aplikáciách zvyčajne vydržia 3 až 4 roky. Presná životnosť do značnej miery závisí od kvality a hrúbky vnútornej polyuretánovej alebo umelohmotnej nášľapnej vrstvy.
Odpoveď: Na rozdiel od špirálových triedičov väčšina štandardných špirálových koncentrátorov nevyžaduje počas prevádzky ďalšiu umývaciu vodu. Úplne sa spoliehajú na počiatočnú vodu primiešanú do kŕmnej kaše.
Odpoveď: Očakávajte zvýšenie stupňa hrubého koncentrátu o 10 % až 30 %. Mali by ste vidieť mieru obnovy medzi 60 % a 85 %. Obe metriky zostávajú vysoko závislé od uvoľňovania minerálov a počiatočného rozdielu SG.
Odpoveď: Predídete tomu udržiavaním správnej hustoty dužiny, vyhýbaním sa nadmerným časticiam a výberom moderných modelov s optimalizovanými 3D špirálovými rozstupmi na zabezpečenie hladkého toku tekutiny.
