Оборудването за гравитационно обогатяване е ключово устройство, използвано в минната индустрия за разделяне на минерални частици въз основа на разликите в тяхната плътност. Основният принцип на работа може да се обобщи по следния начин: в движеща се среда (като вода, въздух или тежка суспензия), всеобхватните ефекти на гравитацията, центробежната сила, динамиката на флуидите и механичната сила се използват за генериране на различни скорости и траектории на минерални частици с различна плътност, като по този начин се постига процесът на „отделяне на разхлабване на наслояване“.
Следва подробен анализ на принципа на работа на устройството за преизбиране:
1. Основни основни принципи
Процесът на пре{0}}избиране е по същество непрекъснат процес от три етапа: „разхлабване, разделяне на слоевете“:
Разхлабени: Групата минерални частици се променя от плътно опаковано състояние в разхлабено окачено състояние под плаваемостта, силата на удара или механичните вибрации, генерирани от течността (обикновено вода). Това е предпоставка за стратификация.
Стратификация: В насипно състояние, поради различната плътност на минералните частици, гравитацията (или центробежната сила) и съпротивлението на течността са различни.
Минерални частици с висока плътност (като злато и каситерит) се утаяват бързо и се насочват към долния или вътрешния ръб на оборудването.
Минералните частици с ниска плътност (като кварц и пуста трева) се утаяват бавно и се насочват към горния или външния ръб на оборудването.
Разделяне: Наслоените рудни частици се изхвърлят отделно през специфични структури на оборудване (като изпускателни отвори, резервоари за приемане на руда) или промиване с воден поток, което води до концентрат, междинна руда и хвост.
2. Анализ на силата
По време на процеса на пре-избиране минералните частици са подложени главно на комбинираното действие на следните сили:
Гравитация (G): кара минералните частици да се утаяват надолу и колкото по-висока е плътността, толкова по-значителен е ефектът на гравитацията.
Плаваемост и съпротивление на флуида: силата нагоре, упражнявана от средата (вода или въздух) върху минералните частици и силата, която пречи на тяхното движение.
Центробежна сила: Във въртящо се оборудване като центробежни машини за обогатяване и спирални улеи, центробежната сила може да бъде десетки или дори стотици пъти по-голяма от гравитацията, което значително подобрява ефекта на разделяне на фино-зърнестите минерали.
Механична сила: Силата на вибрация, разклащане или изтласкване, прилагана от оборудване (като пулса на джиг или възвратно-постъпателното движение на шейкър), използвана за поддържане на разхлабеността на леглото и насърчаване на страничното движение на минералните частици.
3. Общи устройства за преизбиране и техните специфични методи на работа
Различните видове устройства за преизбиране постигат горния принцип чрез различни механизми:
маса
Име на оборудването, принцип на работа, характеристики, приложими сценарии
Джиг машината използва периодичен импулсен воден поток, за да разхлаби слоя на леглото. Когато водният поток се издига, минералните частици се суспендират, а когато спада, те се наслояват според плътността. Тежките минерали преминават през ситовата плоча и попадат в долната камера за концентрат, докато леките минерали се изхвърлят с водния поток. Подходящ за обработка на груби и среднозърнести руди като волфрам, калай, злато и въглища, с голям капацитет за обработка.
Разклащащите маси разчитат на асиметрично възвратно-постъпателно движение на повърхността на леглото и страничен воден поток за промиване. Минералните частици се движат по различни траектории в ивиците на повърхността на леглото поради ефектите на гравитацията, водния поток и инерцията, образувайки ветрилообразни зони. Точността на сортиране е изключително висока, особено подходяща за избор на фино-зърнести минерали като фино-златна злато и волфрамова калаена руда.
Суспензията от спиралния улей се движи надолу във въртеливо движение по спиралния жлеб, генерирайки центробежна сила. Тежките минерали са склонни към вътрешния ръб на коритото, докато леките минерали са склонни към външния ръб, разделени чрез пресичане на коритото. Проста структура, без консумация на енергия, подходящ за обработка на фино-зърнести минерали (като желязна руда и крайбрежен пясък).
Спирален улей
Центробежният концентратор използва мощното центробежно силово поле, генерирано от високо-скоростно въртене (до десетки пъти гравитацията), за да подобри утаяването и възстановяването на фино-зърнести тежки минерали. Използва се специално за рециклиране на фино-зърнести и трудни за избор минерали (като фино-зърнесто злато и каситерит).
Центробежен концентратор
Тежкият среден циклон използва тежка суспензия с плътност между леки и тежки минерали като среда. В центробежно поле леките минерали плуват и преливат, докато тежките минерали потъват и се изхвърлят. Висока точност на сортиране, обикновено се използва за подготовка на въглища и трудно за избор сортиране на руда.
4. Предимства и ограничения на метода на повторно избиране
Предимство:
Ниска цена: обикновено са необходими само вода и малко количество електричество, без да са необходими скъпи химикали.
Защита на околната среда: Незамърсяващи, лесни за обработка хвостохранилища.
Лесен за работа: Структурата на устройството е относително проста и лесна за поддръжка.
Ограничения:
Изискване за разлика в плътността: Само когато разликата в плътността между полезни минерали и пуста трева е значителна (обикновено се изисква)
Δρ>0,5 g/cm3), ефектът на сортиране е най-добрият.
Ограничение на размера на частиците: Традиционният повторен избор има по-нисък процент на възстановяване за изключително фини (<0.04mm) minerals (requiring centrifugal equipment).
Мономерна дисоциация: Рудата трябва да бъде подложена на раздробяване и смилане, за да се постигне мономерна дисоциация на полезни минерали за ефективно сортиране.
В обобщение, оборудването за преизбиране умело използва физическото свойство на „разликата в плътността“, като комбинира водния поток и механичната сила, за да накара „тежките да потъват, а леките да плават“, като по този начин се постига обогатяване на минералните ресурси.
