Súly szerinti elválasztás: elvek, módszerek és berendezések

Summary: Teljes útmutató a gravitációs elkülönítésről az ásványfeldolgozásban. Ismerje meg a több szakaszos fizikai ásványfeldolgozási elrendezéseket, beleértve a keverőtáblákat, jig-eket és spirálokat....

Mi az a gravitációs szeparációs módszer?

Hatékony részecskeméret-tartomány határa

• Durva nyersanyag: >25 mm (nehéz közepes szeparáció, nagy jig)
• Közepes ércr(best) 2–25 mm (conventional jig, spiral chute)
• Jó minőségű érce 0.1–2 mm (shaking table, spiral concentrator)
• Slime: <0,1 mm (gyenge szétválasztási hatékonyság, általában centrifugális gravitációs koncentrátorokkal párosítva)

Hatékony szétválasztás kulcsfontosságú feltételei

A gravitációs elválasztásnak gazdaságilag és műszakilag életképesnek kell lennie a következő feltételek teljesülése esetén:

Teljes 3-szintű gravitációs elválasztási folyamat

Az összes gravitációs szeparációs folyamat általában három fő szakaszból áll: Előkészület, Előfeldolgozás (Szétválasztás)és Termékkezelés.

Előkészítési szakasz

Az előkészítési szakasz célja az ércek előkészítése annak érdekében, hogy maximalizálják az elválasztási folyamat hatékonyságát. A fő lépések a következők:

• Zúzás és őrlés: A méretcsökkentés elengedhetetlen ahhoz, hogy a hasznos ásványokat elkülönítsük a göbös kőzettől. Az optimális őrleménytörzs mérete az ásványkő tulajdonságaitól és a célzott ásványok szemcseméretétől függ.
• Mosás és csíkozás: Bányákban, amelyekben magas szintű agyag vagy kolloid anyagok találhatók, mosást végeznek ezeknek a finom szennyeződéseknek a eltávolítására, amelyek zavarhatják az elválasztási folyamatot. Ezt gyakran egy tisztítóberendezésben vagy magládiban végzik.
• Szűrés és Osztályozás: Az összetört érctelepet különböző méretű frakciókra (például durva, közepes, finom) választják szitálással vagy hidraulikus osztályozással. Ez lehetővé teszi különböző berendezések vagy üzemeltetési körülmények alkalmazását, amelyek egyes méretkategóriákhoz optimalizáltak.

2. Feldolgozási szakasz

Ez az alapvető szakasz, ahol az értékes ásványi anyagok valódi elkülönítése történik a hasadóanyagtól. A k mű alkalommal vagy több gravitációs elválasztó egységen halad át, például jigeken, rázóasztalokon, spirálokon vagy centrifugális koncentrátorokon.

Általános Beállítások:

• Egyszerű kapcsolás: Száraz, könnyen felszabadítható ércek esetén egyetlen átmenet a gravitációs berendezésen (például egy berázón) elegendő lehet.
• Komplex áramkör: For ores with unevenly disseminated valuable minerals, a multi-stage “stage separation” process is often used. This involves:
  • Roughing: Egy kezdeti áttekintés a maradék anyagnak jelentős részének eltávolítására.
  • Cleaning: Második átmenet a koncentrátum továbbfejlesztéséhez az durva szakaszból.
  • Scavenging: Harmadik áttörés a többi értékes ásvány megtalálására a durva hulladékból.

3. Koncentrátum és szárazanyag-hulladék utókezelési szakasz

Ez a szakasz foglalkozik a végtermékek (koncentrátum és tailings) kezelésével.

Gravitációs koncentrátum víztelenítése
Durva/közepes koncentrátumnak csak természetes átszivárgó elvezetésre van szüksége a nyersanyag lejtőjén; finom mikrokoncentrátum esetében szűrőnyomásos szárító-dehidratálás szükséges. Csomagolt olvasztási szállításhoz szárítóberendezés szükséges.

Kinövénytárolás
durva folyókásedékeket közvetlenül teherautókkal lehet bányanyomvisszatöltésre szállítani; a finom kisüdögéket a mellékfolyók vagy szárító-rétegező rendszerek segítségével kezelik, hogy megfeleljenek a környezetvédelmi szabályoknak.

A gravitációs szeparáció módszereinek típusai

Az közeg mozgásának formája és az művelet célja alapján a gravitációs szeparálási módszerek több kategóriába sorolhatók, beleértve az osztályozást, nehéz közeges szeparálást, jigginget, shakerasztalt, spirált, centrifugális szeparálást, levegő szeparálást és mosást. Ezek közül a nehéz közeges szeparálás, a jigging, a shakerasztal és a spirál a négy legszélesebb körben alkalmazott technológia az ipari ásványi anyagfeldolgozásban.

1. Nehéz közepes szétválasztás (HMS) / Sűrű közeg szétválasztás (DMS)

A nehéz-közepes szétválasztás egy statikus szétválasztási módszer, amely egy olyan folyadékanyagot használ, amelynek sűrűsége közvetlenül a két elkülönítendő ásvány sűrűsége között van.

A folyamat: A nyersércet sűrű folyadékszuszpenzióba merítik (általában víz keveréke finom ferroszilikonnal vagy magnetittel). A könnyebb szemcsés kőzet felúszik a felszínre, míg a nehezebb értékes ásvány lemerül a mélybe.

Legjobban alkalmazható: Durva részecske előkoncentrálás (szén tisztítás, gyémánt kinyerés, valamint a hulladék kő elutasítása a drága őrlőberendezések előtt a CapEx megtakarítása érdekében).

2. Jig koncentráció (Jiggelés)

A jigging egy dinamikus folyamat, amely különböző sűrűségű ásványokat választ szét egy függőleges, lüktető folyadékágyban.

A folyamat: A nyersanyag egy perforált hálón helyezkedik el, miközben egy mechanizmus vízmozgást kényszerít, hogy függőlegesen pulzáljon fel és le a rétegen keresztül. A víz felületi szakasza kitágítja a részecskék rétegét (rétegződés), míg a lefele irányuló szakasz lehetővé teszi, hogy a részecskék leülepedjenek. A nehezebb részecskék gyorsabban ülepednek le és az alsó rétegben gyűlnek össze, míg a könnyebb részecskék fent maradnak és elmosódnak.

Legjobban alkalmazható: Durva és közepes szemcseméretű anyagok (10 mm-től 0,5 mm-ig), amelyek általában vasérc, mangán, barit és volfrám szelektálására használatosak.

3. Rázógépes koncentráció

A rázóasztal (vagy Wilfley-asztal) egy filmméretű sűrítőberendezés, amely egy ferde, bordázott fedélzettel rendelkezik, és aszimmetrikusan, hosszanti irányban vibrál.

A folyamat: Egy vékony vízréteg folyik az ferdén hajló asztal felületén, miközben a fedélzet ide-oda rázkódik. A sűrű részecskék leülepednek a hornyokba (csövekre), és a rázkódó mozgás által vízszintesen átterelve a koncentrátumcsatornába. A könnyű aknázó részecskék lebegnek a vízfilmben, és a alsó szélén átöblítve hagyják el a készletet.

Legjobban alkalmazható: Finom szemcsézetű anyagok (0,5 mm-től 0,037 mm-ig). Rendkívül magas sűrítési arányt biztosít, ezáltal univerzális szabvánnyá vált a végső koncentrátumok előállításában mind kézműves, mind nagyipari aranybányászatban.

4. Spirálkoncentráció

A spirál koncentrátorok folyamatos eszközök, amelyek egy függőleges, spirálszerű csatornát használnak, amely a centrifugális erőt a gravitációval együtt alkalmazza.

A folyamat: Pasztát a spirál tetején adagolják. Ahogy lefelé haladnak, örvényló mozgásban, a nehezebb részecskék a súrlódási és vonzóerők miatt a spirál belső, alacsony sebességű csatornája felé vándorolnak. A könnyebb részecskék centrifugális erő hatására a külső széléhez dobódnak. A természetes szétválasztók az alján állíthatók, és a továbbított áramlást koncentrátumra, köztes termékekre és hulladékra választják.

Legjobban alkalmazható: Finom szemcsésércek (2 mm-től 0,074 mm-ig), amelyek hatalmas átmenő kapacitást igényelnek, például szilícium homok tisztítása, kromitércek, zirkón és vaskorong, finomtermékek.

Teljes gravitációs szeparáló berendezések összehasonlítása

Kulcsfontosságú tényezők a gravitációs elválasztás teljesítményét befolyásoló tényezők

Három alapvető döntő tényezőkategória: érctartalom ásványi tulajdonságai, szeparációs közeg, berendezés típus és működési paraméterek.

érc tulajdonság (elsődleges tényező)

• 1. Értékes ásvány és hulladék közötti sűrűségkülönbség: Nagyobb különbség = jobb rétegződés és magasabb nyerési arány.
• 2. Érreszemcseméret-eloszlás: Az egyenletes osztályozott etetés elkerüli a durva/finom keresztinterferenciát; túlörölt trágya fémveszteséget okoz.
• 3. Agyag- és iszaptartalom: A túl nagy ragadós anyag növeli a közepes viszkozitást, gyengíti a sűrődés rétegesedését, előzetesen tisztítani kell az iszaptól.
• 4. Ásványelterjedési forma: Durva monomertelítő magmáskő jóval jobb gravitációs hatást ér el, mint a finom összefonódott érces kőzet.

Szétválasztási közeg teljesítménye

A közeg (általában víz) befolyásolja a rendszer hatékony sűrűségét. Bár a víz az alapértelmezett, a közeg sűrűsége megváltoztatható.

• Levegő (száraz szétválasztás): Legkevésbé hatékony, alacsony közepes sűrűség miatt. Száraz területeken vagy speciális ércekhez használják.
• Water: A standard közepes méretű; hatékony és olcsó.
• Súlyos folyadékok / Szuszpenziók (HMS): Leghatékonyabb, de drága és gondos reagenskezelést igényel.

Berendezéstípus és Üzemelési Feltételek

Minden berendezésnek optimális működési tartománya van részecskeméret, kapacitás és adagolási sűrűség tekintetében. A fontos tényezők, amelyeket ellenőrizni kell, a következők:

• __((Futási sebesség:) )__ Túl magas szinte túlterhelést és szétválasztás elvesztését okozhatja; túl alacsony pedig csökkenti a berendezés hatékonyságát.
• Szilárd részecskék sűrűsége: Affects the viscosity of the pulp; must be maintained within the equipment’s optimal range.
• Vízzel áramlási sebesség (spirálokhoz, táblákhoz): Kritikus a helyes fluidizációs hatás és részecske rétegződés létrehozásához.
• Pulzációs frekvencia és amplitúdó (csapásokhoz): Hatással van arra, hogyan ülepednek és rétegződnek a részecskék.
• Centrifugális erő (koncentrátorokhoz): Determines the “effective gravity” and the recovery of fine particles.

Gyakorlati alkalmazások kőzetfajtánként

Jellemző érc- és ipari alkalmazások gravitációs szeparációval

1. Drágakőfémérc (Placériarany & Érctarany)

Természetes arany rendkívüli sűrűségkülönbséggel rendelkezik a kvarc kőzetláncokhoz képest. A jiggel, centrifugális koncentrátorral és rázóasztallal kombinált áramláson több mint 93%-os tiszta, durva aranyat nyernek ki, amit széles körben alkalmaznak afrikai, délkeleti ázsiai lösz- és vízbányákban. Az érckő irányú arany esetében a gravitációs előkoncentrálás csökkenti az őrlési terhelést a cianidálás vagy a flótozás előtt.

2. Volfrám és ónérces ércképződmény

Wolframit és kasztilit jellemzően nehézségi sűrűségű oxidásványok. Többlépcsős jig durvítás + rázógépes tisztítás a fő irányvonal a volfrám és ón szétválasztására Fujianban, Jiangxiben Kínában és a délkelet-ázsiai óntermelőkben.

3. Rozsdagyenge és gyenge mágneses ércekkel rendelkező ércek

Hematit, limonit, krómérc viszonylag gyenge magnetizmussal a vízkiós és spirál gravitációs szeparációt alkalmaznak, amikor a mágneses szeparációs mutatók gyengék; nehéz közeges szeparáció során először leválasztják a szemétkövet a rakatvasércről.

4. Strand és folyó súlyos ásványi homok

Zircon, rutile, monazite lelőhelyi homok spirál csúszón keresztül durva feldolgozás + rázógépes gravitációs tisztítással választják el a értékes ritka nehéz ásványokat a kvarcsíntől.

5. Szén tisztítási ipar

A nehéz közepes elválasztó és jiggép alapvető szén-előkészítő berendezések, amelyek a tiszta szént a beszennyeződéstől különítik el sűrűségkülönbség alapján.

6. Építési törmelék és bánya melléktermékek másodlagos hasznosítása

A gravitációs szeparáció újrahasznosítja a bontási hulladékból és régi bányagolázsiból származó maradék nehézfém-aggregátumokat, ezáltal megvalósítva a körkörös ásványi erőforrás-hasznosítást.

Valós globális gravitációs szeparációs bányafejlesztési projektek esetei

Eset 1: Kelet-Afrika 500 TPD Placer Arany Gravíméteres Üzem

• érc jellemzője: Coarse native gold 0.1–1 mm, low clay content, local water shortage
• Folyamatábra: Kétlépcsős marás részgéppel + centrifugális koncentrátor + rázóasztal végső tisztítás + körforgó vízrendszer
• műveleti index Arany nyerési ráta: 93,38%, végső koncentrátum aranyfokozat: 85%, víz újrahasznosítási arány: 86%, vízfogyasztás csökkentése 40%-kal a hagyományos folyamathoz képest

Eset 2: 2000 TPD Wolframit Csíkos Értégteljes Földrengésüzem

• érc jellemzője: Feldspar-kvarit ér típusú, egyenetlen elhelyezkedésű wolframit szórványosan szóródva
• Folyamatábra: Állófúrás + többszörös gépes durva bontás + több csoportos rázóasztal tisztítás
• műveleti index volfrám koncentrátum minősége 66%, összes volfrám visszanyerése 82%, eldobandó 65% üres aggálytalan hulladék a durva szakaszban a grindelési energia megtakarítása érdekében.

Eset 3: 1200 TPH Homok nehéz ásványianyag-választó vonal tengerparti vonal

• érc jellemzője: Vegyes zircon, rutil és kvarcszemcsék
• Folyamatábra: Spirális koncentrátor tömeges durvafeldolgozás + rázóasztal tisztítás magas tisztaságú
• műveleti index Nehéz ásványi anyag összesített visszanyerése 88%, nulla kémiai reakciószer fogyasztás, alacsony napi működési költség

Legjobb gyakorlatok a növénytervezéshez

A gravitációs szeparáció továbbra is alapvető és rendkívül hatékony technológia a modern ércelemzésben. Előnyei a egyszerűségében, alacsony üzemeltetési költségében és környezetbarát jellegében rejlenek. Ugyanakkor a siker attól függ, hogy a megfelelő berendezést alkalmazzuk a megfelelő érctípusra és szemcseméretre.

A növénytervezők, mérnökök és üzemeltetők számára a következő alapelvek elengedhetetlenek:

1. Alapos érctípus-elemzés nem alkuképes. Teszt a ásványtan, szabadulási méret és sűrűség különbségek vizsgálatára.
2. 2. Illeszd össze a berendezést a részecskemérettel: Használjon mintázókat durva anyagokhoz, spirálokat közepeshez, és táblákat finom anyaghoz. Finom szabad aranyhoz használjon centrifugális koncentrátorokat.
3. 3. Vegye figyelembe a szakasz elválasztását: Az olyan érceknél, amelyekben a különböző kiszerelésekben elosztott ásványok találhatók, egy többlépcsős kört sokkal hatékonyabbnak bizonyul, mint egyetlen áthaladás.
4. 4. Az irányítási változók kezelése: Menet közbenső, vízáramlás és közeg sűrűségét óvatosan figyelemmel kell kísérni és szabályozni.
5. 5. Címzuhatagok: A finom iszapok (<0,1 mm) károsak a gravitációs elkülönítésre. Azokat deszlimálással kell eltávolítani, és szükség esetén más módszerekkel (például flotálással) kezelni.

Gyakran Ismételt Kérdések a gravitációs szétválasztásról

Q: Alkalmazható-e a gravitációs szeparáció az ultra-vékony iszapok feldolgozására?

A: A hagyományos gravitációs berendezések, például jigsok és spirálok, 74 mikron (200 szem) alatti méretben veszítik hatékonyságukat, mert a víz felszíni vonzó ereje meghaladja a gravitációt. Azonban a fejlett Centrifugális Gravitáció Koncentrátorok a keveréket forgatják, és akár 60G vagy több erőt hoznak létre, lehetővé téve a nehéz ásványok hatékony visszanyerését 10 mikronig.

K: Képes-e az egyenletes elválasztás teljes mértékben helyettesíteni az úszást?

A: Csak akkor, ha a Koncentrációs Kritérium elég magas. Komplex, apró eloszlású sulfidércek esetén, ahol a értékes ásványok szorosan kötődnek a zárványokhoz mikroszkópikus méretekben, a flottálás továbbra is kötelező. Azonban a modern üzemek gyakran alkalmaznak hibrid környezetet: gravitációs elválasztást az durva ásványok korai visszanyerésére, majd flottálást az ultra-finom maradványok eltávolítására.

Mi a gravitációs szétválasztás hatékonyságát befolyásoló elsődleges tényezők?

A: A gravitációs szeparáció hatékonysága három kritikus paramétertől függ: a célt mineral és a kötőanyag közötti fajlagos gravitációkülönbségtől (nagyobb különbség könnyebb szeparációt biztosít), a bemeneti részecskeméret-eloszlástól (szigorú osztályozás elkerüli az átfedő rétegződést), valamint a folyadékdinamikától, beleértve a vízáramlás sebességét és a iszap sűrűségének szabályozását a berendezés felületén.

Miért javasolják erősen az ömlesztési szeparációt kis- és közepes méretű, környezetbarát bányák esetében?

A: A gravitációs szeparálás egy kizárólag fizikális kezelési módszer, amelyhez nincs szükség vegyi anyagokra. Ez teljesen kizárja a drága vegyi anyagok használatát, elkerüli a környezeti hulladék szennyezést, csökkenti az összes működési költséget (Opex), és gyors megtérülést biztosít azáltal, hogy azonnal elkapja a durva, szabadon őrlődő ásványokat.

Szüksége van segítségre egy gravitációs szeparációs kör összeállításában?

Az SBM-nél átfogó megoldásokat kínálunk az ásványfeldolgozás terén, beleértve a részletes folyamattervezést, az üzemelrendezést és a gravitációs szeparációs berendezések teljes skáláját.

Jelentkezzen még ma! egy személyre szabott ajánlás az Ön konkrét ércről alapulva