Oprema za gravitacijsko obogatitev je ključna naprava, ki se uporablja v rudarski industriji za ločevanje mineralnih delcev na podlagi razlik v njihovi gostoti. Osnovno delovno načelo je mogoče povzeti na naslednji način: v gibljivem mediju (kot je voda, zrak ali težka suspenzija) se obsežni učinki gravitacije, centrifugalne sile, dinamike tekočine in mehanske sile uporabljajo za ustvarjanje različnih hitrosti in poti mineralnih delcev z različnimi gostotami, s čimer se doseže proces "razrahljanja ločevanja plasti".
Sledi podrobna analiza principa delovanja naprave za ponovno izbiro:
1. Temeljna osnovna načela
Postopek ponovne-izvolitve je v bistvu neprekinjen proces treh stopenj: "rahljanje ločevanja plasti":
Ohlapna: Skupina mineralnih delcev se spremeni iz tesno stisnjenega stanja v ohlapno viseče stanje pod vplivom vzgona, udarne sile ali mehanskih vibracij, ki jih povzroča tekočina (običajno voda). To je predpogoj za stratifikacijo.
Stratifikacija: V razsutem stanju sta zaradi različnih gostot mineralnih delcev gravitacija (ali centrifugalna sila) in upor tekočine različni.
Mineralni delci visoke gostote (kot sta zlato in kasiterit) se hitro usedejo in težijo proti spodnjemu ali notranjemu robu opreme.
Mineralni delci nizke gostote (kot sta kremen in jalovina) se počasi usedajo in težijo proti zgornjemu ali zunanjemu robu opreme.
Ločevanje: Delci rude v plasteh se odvajajo ločeno skozi posebne strukture opreme (kot so izpustne odprtine, rezervoarji za sprejem rude) ali izpiranje vodnega toka, kar povzroči koncentrat, vmesno rudo in jalovino.
2. Analiza sile
Med procesom ponovne -izvolitve so mineralni delci izpostavljeni predvsem kombiniranemu delovanju naslednjih sil:
Gravitacija (G): povzroči, da se mineralni delci usedejo navzdol in večja kot je gostota, pomembnejši je učinek gravitacije.
Vzgon in upor tekočine: sila navzgor, s katero deluje medij (voda ali zrak) na mineralne delce, in sila, ki ovira njihovo gibanje.
Centrifugalna sila: v vrteči se opremi, kot so centrifugalni stroji za obogatitev in spiralne žlebe, je lahko centrifugalna sila desetkrat ali celo stokrat večja od gravitacije, kar znatno poveča učinek ločevanja drobno{0}}zrnatih mineralov.
Mehanska sila: Vibracija, tresenje ali potisna sila, ki jo uporablja oprema (kot je impulz šablone ali povratno gibanje stresalnika), ki se uporablja za vzdrževanje ohlapnosti posteljice in pospeševanje bočnega gibanja mineralnih delcev.
3. Skupne naprave za ponovno izbiro in njihove posebne delovne metode
Različne vrste naprav za ponovno izbiro dosežejo zgornji princip z različnimi mehanizmi:
tabela
Ime opreme, princip delovanja, značilnosti, uporabni scenariji
Stroj za vpenjanje uporablja periodični pulzni vodni tok za rahljanje sloja postelje. Ko se vodni tok dvigne, se mineralni delci suspendirajo, ko pade, se razločijo glede na gostoto. Težki minerali gredo skozi sitasto ploščo in padejo v spodnjo komoro za koncentrat, medtem ko se lahki minerali odvajajo s tokom vode. Primerno za predelavo grobih in srednjezrnatih rud, kot so volfram, kositer, zlato in premog, z veliko zmogljivostjo predelave.
Stresalne mize temeljijo na asimetričnem izmeničnem gibanju površine postelje in bočnem toku vode za izpiranje. Mineralni delci se gibljejo po različnih poteh znotraj črtastih žlebov na površini dna zaradi učinkov gravitacije, vodnega toka in vztrajnosti ter tvorijo pahljačasta-območja. Natančnost razvrščanja je izjemno visoka, še posebej primerna za izbiro drobno-zrnatih mineralov, kot sta fino-zlato in volframova kositrna ruda.
Gnojnica iz spiralnega žleba se premika navzdol v vrtinčnem gibanju vzdolž spiralnega utora, kar ustvarja centrifugalno silo. Težki minerali se nagibajo proti notranjemu robu korita, lahki minerali pa proti zunanjemu robu, ločeni s prestrezanjem korita. Enostavna zgradba, brez porabe energije, primerna za predelavo fino{2}}zrnatih mineralov (kot sta železova ruda in obalna peščena ruda).
Spiralni žleb
Centrifugalni koncentrator izkorišča močno polje centrifugalne sile, ki ga ustvarja vrtenje z visoko-hitrostjo (do več desetkrat večja od gravitacije), da izboljša usedanje in pridobivanje drobno{1}}zrnatih težkih mineralov. Uporablja se posebej za recikliranje drobno-zrnatih in težko izbranih mineralov (kot sta fino-zrnato zlato in kasiterit).
Centrifugalni koncentrator
Težki srednji ciklon kot medij uporablja težko suspenzijo z gostoto med lahkimi in težkimi minerali. V centrifugalnem polju lahki minerali lebdijo in se prelivajo, medtem ko težki minerali potonejo in se izpraznijo. Visoka natančnost sortiranja, ki se običajno uporablja za pripravo premoga in težko izbrano sortiranje rude.
4. Prednosti in omejitve metode ponovne-izvolitve
Prednost:
Nizki stroški: običajno sta potrebna samo voda in majhna količina električne energije, brez dragih kemičnih sredstev.
Varstvo okolja: jalovina ne onesnažuje okolja, enostavna za rokovanje.
Enostavno upravljanje: Struktura naprave je relativno preprosta in enostavna za vzdrževanje.
Omejitve:
Zahteva glede razlike v gostoti: Samo, če je razlika v gostoti med uporabnimi minerali in gangue pomembna (običajno zahtevana)
Δρ>0,5 g/cm3), učinek razvrščanja je najboljši.
Omejitev velikosti delcev: Tradicionalna ponovna izbira ima nižjo stopnjo izkoristka za izjemno fino (<0.04mm) minerals (requiring centrifugal equipment).
Disociacija monomera: ruda mora biti podvržena drobljenju in mletju, da se doseže disociacija monomera uporabnih mineralov za učinkovito sortiranje.
Če povzamemo, oprema za ponovni-izbor pametno izkorišča fizično lastnost "razlike v gostoti", tako da združuje vodni tok in mehansko silo, da "težke potonejo in lahke lebdijo", s čimer se doseže obogatitev mineralnih virov.
