Painovoimainen erotus: Periaatteet, menetelmät ja laitteet

Summary: Täydellinen opas painovoimapuhdistukseen mineraalien käsittelyssä. Lue monivaiheisten fysikaalisten mineraalieviratojen suunnitteluista, mukaan lukien täristyskoneet, jigit ja spiraalit....

Mikä on gravitaatiotapahtumamenetelmä?

Tehokkaan hiukkaskoon rajaviiva

• Karkeakaivos: >25 mm (raskas keskitlaus, suuri jigi)
• Keskikokoinen rauta 2–25 mm (conventional jig, spiral chute)
• Hienorauta: 0.1–2 mm (shaking table, spiral concentrator)
• Slime: Alle 0,1 mm (heikko erottelutehokkuus, yleensä yhdistetty kehäpainokonsentraattoreihin)

Keskeiset ehdot tehokkaalle erotukselle

Tämän painovoimaselkeytyksen taloudellisesti ja teknisesti kannattavaksi hyväksyttäväksi, seuraavat ehdot tulee täyttää:

Koko 3-vaiheinen painovoimainen erotusprosessi

Kokonaispainovoimainen erotusprosessi sisältää yleensä kolme päävaihetta: Valmistelu, Jalostus (erottelu)ja Tuotekäsittely.

1. Valmisteluvaihe

Valmisteluvaiheen tavoitteena on valmistella rikastetta siten, että erotusprosessin tehokkuus maksimoituu. Tärkeimmät vaiheet ovat:

• Murskaus ja Jauhaminen: Kokojäykkyyden pienentäminen on välttämätöntä arvokkaiden mineraalien vapautumisen saavuttamiseksi häkkikerroksesta. Optimaalinen hienojakoisuus riippuu malmin ominaisuuksista ja kohdemineraalien raekoolla.
• Puhdistaminen ja huuhtelu: Malmeista, jotka sisältävät paljon savea tai kolloidisia aineita, pestään poistaakseen nämä hienot saasteet, jotka voivat häiritä erotusprosessia. Tämä tehdään usein hiontikoneessa tai log-washerissa.
• Karsinta ja luokittelu: Rikkoutunut malmi jaetaan eri kooluokiin (esim. karkeat, keskikokoiset, hienot) seulonnalla tai hydrodiktratoinnilla. Tämä mahdollistaa erilaisten laitteiden tai käyttöolosuhteiden käytön, jotka on optimoitu kullekin tietylle koon alueelle.

2. Jalostusvaihe

Tämä on perusvaihe, jossa arvokkaiden malmien todellinen erottaminen kaivoksesta tapahtuu. Kiviaines kulkee läpi yhden tai useamman painovoimaerotteluyksikön, kuten jigit, täristyslaudat, spiraalit tai keskittäjät.

Yleisimmät asetukset:

• Yksinkertainen piiri: Ruhkaisille, helposti vapautuville malmeille yksi läpijuoksu painovoima-laitteen (esim. jiggin) läpi saattaa riittää.
• Kompakti-PIIRI: For ores with unevenly disseminated valuable minerals, a multi-stage “stage separation” process is often used. This involves:
  • Roughing: Alkuperäinen läpivienti jätteen suuren osan poistamiseksi.
  • Cleaning: Toinen läpimeno konsentraatin päivittämiseksi karkaisuvaiheen jälkeen.
  • Scavenging: Kolmas kierto säästääksesi jäljelle jääneet arvokkaat mineraalit karkean varauman jätteistä.

3. Keskittymisen ja jätemaalin jälkihoitovaihe

Tämä vaihe käsittelee lopputuotteiden (konsentraatti ja jätteet) käsittelyä.

Painovoimainen konsentraatin kuivatus
Karkeasti/kohtalaisesti rikastettu concentratesi tarvitsee vain luonnollista valumajohtona olevaa vedenpoistoa riippuen malmin kaltevuudesta; hieno mikro-rikastus tarvitsee suodatinpuristuskuivauksen. Pakattuun sulatukseen toimitettaessa tarvitaan kuivauslaitteita.

jätteiden käsittely
Karkeat jätteet voidaan kuljettaa suoraan rekkailla kaivoksen takaisinyhdistämiseen; hienot jätteet pumpataan jätteenjätteisiin tai käsitellään kuiva-ax-man järjestelmissä ympäristömääräysten noudattamiseksi.

Painomenetelmiä lajittelutapoja

Rajoittuen väliaineen liikkumismuotoon ja operaation tarkoitukseen, paineseulontamenetelmiä voidaan luokitella useisiin luokkiin, mukaan lukien luokittelu, raskasneste-erotus, jiggauksen, täristyslaudan, spiraalin, keskupaine-erotuksen, ilmanerotuksen ja pesun menetelmät. Näistä raskasneste-erotus, jiggaus, täristyslauta ja spiraali ovat neljä laajimmin käytettyä teknologiaa teollisessa mineraalien käsittelyssä.

1. Raskas keskipakosuodatus (HMS) / Tiivisneste-erottelu (DMS)

Raskas keskivertoinerialu on staattinen erotusmenetelmä, joka käyttää väliainetta, jonka tiheys on suoraan kahden erotettavan mineraalin tiheydestä välissä.

Prosessi: Raaka-lyijy upotetaan tiheään nestekuiluun (yleensä veteen, johon on sekoitettu hienoa ferrosilika ja magnetiitti). Kevyt haittamalmi kelluu pinnalle, kun taas raskaampi arvokiiltolumi vajotaaan pohjaan.

Parhaiten käytettäväksi: Karkeiden hiukkasten esikasvatus (kivihiilen pesu, timanttien erottelu ja jätteighidaskiven hylkääminen ennen kalliita jauhatuskierroksia CapEx:n säästämiseksi).

2. Jigipitoisuus (jigin tekeminen)

Jigging on käytössä dynaaminen prosessi, joka erottaa eri tiheydellä olevia mineraaleja pystysuunnassa pulsoivassa nestevuoteessa.

Prosessi: Malmi sijaitsee läppärullassa, kun mekanismi pakottaa vettä pulsoimaan pystysuunnassa ylös ja alas kerroksen läpi. Ylös suuntautuva vesipulsse saa partikkeliverhon laajenemaan (stratifikaatio), ja alas suuntautuva pulssi antaa partikkelien asettua. Raskaat partikkelit asettuvat nopeammin ja kerääntyvät alimmaiseen kerrokseen, kun taas kevyet partikkelit pysyvät yläpuolella ja huuhtoutuvat pois.

Parhaiten käytettäväksi: Karkearuotsaiset keskikarkeat materiaalit (10 mm:stä 0,5 mm:iin), joita käytetään yleisesti rautamalmin, mangaanin, baritin ja tungstenin keskittymiseen.

3. Ravistuspöytäkonentraatio

Tärinätaulu (tai Wilfley-taulu) on elokuvakoonnuskone, joka hyödyntää kaltevalla, ribollisella alustalla, joka tärisee epäsymmetrisesti pitkittäissuunnassa.

Prosessi: Ohut vesikalvo virtaa kaltevaan pöytäpintaan samalla kun taso tärisee edestakaisin. Korkean tiheyden partikkelit laskeutuvat uurteisiin (ruoteisiin) ja liikkuvat vaakasuorasti tärinän aiheuttamassa liikkeessä kohti keskitörnettä. Kevyet gangue-partikkelit pysyvät veteen virtaavassa kalvossa suspendedina ja huuhtoutuvat alareunan yli sivukivinä.

Parhaiten käytettäväksi: Hapanta materiaalit (0,5 mm:stä 0,037 mm:iin). Se tarjoaa poikkeuksellisen korkean rikastussuhteen, jolloin siitä tulee yleinen standardi lopullisten konsentraattien tuottamiseen sekä käsityö- että suurimittakaavaisessa kullanlouhinnassa.

4. Spiraalinen keskittyminen

Kierukkaparilaitteet ovat jatkuvia laitteita, jotka käyttävät pystysuoraa kierteistä uomaan eli siksakkikanavaa, jossa hyödynnetään sentrifugaalivoimaa yhdessä gravitaation kanssa.

Prosessi: Letku syötetään spiraalin yläosasta. Vuodetta alas pyörteisessä liikkeessä kulkiessaan raskaammat hiukkaset siirtyvät spiraalin sisäkanavan matalassa nopeudessa johtuen kitkasta ja vetovoimista. Lievemmat hiukkaset paiskataan sentrifugivoiman vaikutuksesta ulkoreunalle. Säädettävät jakajat alimmassa osassa jakavat virtauksen konsentraattiin, keskikseiteihin ja liejunäytteisiin.

Parhaiten käytettäväksi: Hienorakeiset malmit (2 mm alle 0,074 mm), jotka vaativat massiivisia läpivirtoja, kuten piilanssivne perustuminen, kromiittipitoisuus, zirkoni ja rautamalmin hienorakeiset.

Täydellinen painovoimaisen erotuksen laitteiden vertailu

Keskeiset tekijät, jotka vaikuttavat gravitaatioterminaalisen erotuksen suorituskykyyn

Kolme keskeistä päätöskriteeriluokkaa: malmin mineraalinen ominaisuus, erotteluväline, laitemalli ja käyttöolosuhteet.

Malmivarantooma (Ensisijainen tekijä)

• 1. Arvokkaan mineraalin ja kestokivien tiheysjoukon ero: Suurempi ero = parempi kerrostuminen ja korkeampi talteenottoprosentti.
• 2. Malmuruonteen koonjakauma: Tasainen luokittelevan syötteen käyttö välttää karkea/karkeakarkea häiriöitä; liiallinen murskaaminen rievussa aiheuttaa metallin menetyksen.
• 3. Savi- ja mutakokomus: Ylimääräinen soluttuminen lisää keskivahvuutta, heikentää tiheyskerrostumista, tulee poistaa soluttamisesta etukäteen.
• 4. Mineraalien leviäminen muoto: Karkeasti levinnyt yksisarvimalmi saavuttaa paljon paremman painovoimamaisen vaikutuksen kuin hieno yhteislevi jokiviili

Erotusainemediaanin suorituskyky

Keskus (yleensä vesi) vaikuttaa järjestelmän tehokkaaseen tiheyteen. Vaikka vesi on standardi, väliaineen tiheyttä voidaan muuttaa.

• Ilma (kuiva erotus): Vähiten tehokas matalan keskitiheyden vuoksi. Käytetään kuiviluonneilla tai tiettyjen malmien kohdalla.
• Water: Tavallinen keskikoko; tehokas ja edullinen.
• Raskaat nesteet / Suspensionit (HMS): Häiritsevin, mutta kalliimpi ja edellyttää huolellista reagenssien käsittelyä.

Varustetyyppi ja käyttökohteet

Jokaisella laitteella on optimaalinen toimintaväli partikkeleiden koolle, kapasiteetille ja syötteen tiheydelle. Keskeiset hallittavat tekijät ovat:

• Syöttönopeus: Liian korkea voi aiheuttaa ylikuormitusta ja erottelun menetystä; liian matala puolestaan heikentää laitteiden tehokkuutta.
• Kiinteiden ruokintatiheys Affects the viscosity of the pulp; must be maintained within the equipment’s optimal range.
• Veden virtausnopeus (kierteille, tauluille): Tärkeää oikean nesteytyksen ja partikkeleiden kerrostumisen aikaansaamiseksi.
• Pulssitaajuus ja amplitudi (kaikuille): Vaikuttaa siihen, miten hiukkaset laskeutuvat ja kerrostuvat.
• Centrifugaalivoima ( keskitinlaitteille): Determines the “effective gravity” and the recovery of fine particles.

Käytännön sovellukset ura-tyypin mukaan

Tyypillisiä malmija ja teollisuuden sovelluksia gravitaatiotoiminnasta

Arvometalliesiki (placer-kulta ja vihkiseksi)

Luonnollisella kullalla on äärimmäinen tiheyser differencesi kvartsivillan kanssa. Jigi + sentrifuga-konentraattori + tärinäpöytä yhdistettynä virtaustekniikkaan palauttaa yli 93 % karkeasta vapaa kullasta, mikä on laajasti käytössä Afrikan ja Kaakkois-Aasian placerguillamassa. Reikä- ja luikkukullan osalta gravitaatiopre-konentraatio vähentää murskauskuormaa ennen syanidointia tai liuottamista.

2. Tungsteni ja tinaesiintymäesikiveä

Wolframiitti ja cassiteriitti ovat tyypillisiä raskasietoisia oksidimineraaleja. Monivaiheinen jig-esikäsittely + ravistuspöytän puhdistus on vakiintunut päämenetelmä tungstenin ja tina raidan erottamiseen Fujianissa, Jiangxissä Kiinassa ja Kaakkois-Aasian tina-alueilla.

3. Rautainen ja heikkomagneettinen malmi

Hematiitti, limoniitti, kromipääsy, joilla on heikko magneettisuus, käyttävät hukkumista ja spiraalimäistä painovoimahajotelmaa magneettisen hajotuksen ollessa huonoja; raskas median erotus luopuu esikäsittelyssä hukka-kivestä raakaraudan vuoksi.

4. Ranta- ja joenrantaisten raskasmineraalikivien hiekka

Zirkoon, rutiilin, monaziitin kasa- nenäytteinen hiekka käytetään spiraalimäntä rinnakkaisprosessissa, jonka tarkoituksena on nostaa arvokkaat harvinaiset raskaat mineraalit pois kvartsihiekasta.

5. Kivihiilen käsittelyala

Raskas keskipainer ja jig-kone ovat ydinvalmistuslaitteita hiilen käsittelyssä, jotka erottavat puhtaan hiilen rikkomustäytteestä tiheyseroineen.

6. Rakennusjätteet ja kaivostoiminnan jäännöslagjitusen toisellinen hyödyntäminen

Väline-erottelu kerää jäljelle jääneet raskasmetallijakeet romu- ja vanhoista kaivossaekulhoista, mahdollistamalla kiertotalouden mineraalivaroitusten hyödyntämisen.

Todelliset globaalia painovoimakentän erotuskaivosprojektitapaukset

Tapaus 1: Itä-Afrikka 500 TPD Placer-kultavarastoryhmäkoneetutkinta

• malmivaiheisto Coarse native gold 0.1–1 mm, low clay content, local water shortage
• Prosessivirta Kaksivaiheinen jigiharjaus + sentrifugaalipankki + ravistuspöytä lopputuulettaminen + kiertovesijärjestelmä
• Toimintolista: Kultavuoston palautusaste 93,38 %, lopullisen rikasteen kultapitoisuus 85 %, veden kierrätysaste 86 %, 40 % veden kulutuksen vähennys verrattuna perinteiseen prosessiin

Tapaus 2: 2000 TPD WolframiittiLayrake Outokumpu Kiihtyvyyslaitos

• malmivaiheisto Feldsparikvartsinormi, epätasaisesti hajallinen wolframiitti
• Prosessivirta Vaihelikaivuu + monijigin karkaisunpoisto + moniryhmän tärkkypöytäkäsittely puhdistus
• Toimintolista: Volframikonsentraatin laatu 66 %, volframikertymä 82 %, hylkäys 65 % mitään eikä tuskin lopuksi mahdollinen hukkapuroteiden säästämiseksi ja murskausvoiman säästämiseksi.

Tapus 3: 1200 TPH ranta-raskasmineraalinen hiekkaerotinlinja

• malmivaiheisto Sekainen zirkoni, rutiili ja kvartsihiekka
• Prosessivirta Kierrekonentriconne, massiivinen karheus + ravistelupöytä korkeapuhdistukseen
• Toimintolista: Raskas mineraali kokonaissaanti 88 %, kemiallisen reagenssin kulutusta nolla, alhaiset päivittäiset käyttökustannukset

Hyvät käytännöt kasvilaitteiden suunnittelussa

Painovoimainen erottelu on edelleen perustavanlaatuinen ja erittäin tehokas tekniikka nykyaikaisessa mineraalien käsittelyssä. Sen vahvuudet piilevät sen yksinkertaisuudessa, alhaisissa käyttöasteissa ja ympäristöystävällisyydessä. Onnistuminen kuitenkin edellyttää oikean laitteen käyttämistä oikeanlaatuisiin malmityyppeihin ja partikkelikokoihin.

Kasvinsuunnittelijoille, insinööreille ja operaattoreille seuraavat periaatteet ovat olennaisia:

1. 1. Perusteellinen malmin ominaisuuksien kartoittaminen on välttämätöntä suunnittelussa Testi mineraalien, vapautumiskoon ja tiheys-erojen tutkimiseksi.
2. 2. Yhdistä laitteet hiukkaskoon kanssa Käytä kehyksiä karkealle materiaalille, spiraaleja välitasolle ja pöytiä hienolle materiaalille. Käytä sentrifugaalisia keskitttäjiä hienon vapaan kullan pitoisuuksiin.
3. 3. Harkitse vaiheen erottamista: Epäsäännöllisesti leviävien mineraalien oreissa monivaiheinen kierto on usein huomattavasti tehokkaampaa kuin yhden läpimenon menetelmä.
4. 4. Säätötoimintamuuttujien hallinta Syöttönopeutta, veden virtausta ja median tiheyttä on valvottava ja säilytettävä huolellisesti.
5. 5. Osoita Slimejä: Hienot lietteet (<0,1 mm) ovat haitallisia gravitaatiotäydytykselle. Niitä tulisi poistaa hienotuksessa ja käsitellä muilla menetelmillä (esim. kuoretus), jos tarpeen.

Usein kysytyt kysymykset painovoimaisesta erotuksesta

Voidaanko gravitaatiopesulaa käyttää ultra-hienojen lietteiden käsittelyyn?

A: Perinteiset gravity-laitteet, kuten jigit ja spiraalit, menettävät tehokkuutensa pienemmillä hiukkasilla alle 74 mikronia (200 siemenseumaa), koska veden pinnanvastusvoimat voittavat gravitaatiovoiman. Kuitenkin kehittyneet sentrifugaaligravitaatiosovittimet pyörittävät lietettä luodakseen jopa 60G tai enemmän voimia, mikä mahdollistaa raskaiden mineraalien tehokkaan talteenoton jopa 10 mikronin kokoisiin hiukkasiin asti.

V: Voiko gravitaatioreikitys korvata täysin flot Ain?

A: Vain jos pitoisuusvaatimus on tarpeeksi korkea. Monimutkaisissa, hienojakoisesti hajautuneissa sulfidirakeissa, joissa arvokkaat mineraalit ovat tiukasti sidoksissa gangueen mikroskooppisilla kokoisilla hiukkasilla, liuotusprosessi pysyy välttämättömänä. Kuitenkin nykyaikaiset laitokset käyttävät usein hybridijärjestelmää: painonsortoa raakojen mineraalien palauttamiseksi varhaisessa vaiheessa, followed by flotation to scavenge the ultra-fine remnants.

Mitkä ovat päätekijät, jotka vaikuttavat painovoimaisen erottelun tehokkuuteen?

A: Painovoimasortamisen tehokkuus riippuu kolmesta kriittisestä parametrista: kohteen mineraalin ja häirinnän tiiveyseron määrästä (suurempi ero takaa helpomman erottamisen), syötteen partikkelikoko jakaumasta (tiukka luokittelu estää päällekkäisen kerrostumisen), ja nestevirtauksen dynamiikasta, mukaan lukien veden virtausnopeus ja lietteen tiheyden hallinta laitteiston pinnalla.

Miksi gravitaatioreduktio on erittäin suositeltavaa pienille ja keskisuurille ympäristöystävällisille kaivoksille?

A: Painovoimasorbestus on täysin fysikaalinen rikastustapa, joka ei vaadi kemiallisia reagensseja. Tämä poistaa täysin tarpeen kalliin kemiallisen syötteen käytölle, välttää ympäristölle haitallisen jätteidensaannon likaantumisen, alentaa kokonaiskäyttökustannuksia (Opex) ja varmistaa nopean sijoituksen maksuajan kierrätyksenkeräämällä karkeat vapaan mitalan mineraalit välittömästi.

Tarvitsetko apua painovoimaiselta erotuskierrolta suunnittelussa?

SBM:llä tarjoamme kattavia ratkaisuja mineralien käsittelyyn, mukaan lukien yksityiskohtainen prosessisuunnittelu, laitoksen layout ja monipuolinen valikoima gravitaatiotäyttöisiä erottelulaitteita.

Ota yhteyttä tänään räätälöity suositus perustuen kyseiseen malmiisi