Суть сортування пляжних розсипів полягає у використанні відмінностей у фізико-хімічних властивостях, таких як щільність, магнетизм, електричні властивості та змочуваність поверхні різних мінералів. У поєднанні з характеристиками пляжної розсипи, якими є відносно однорідний розмір часток, низький вміст мулу та хороше збагачення важкими мінералами, приймається комбінований процес класифікації → гравітаційної сепарації → магнітної сепарації → електростатичної сепарації / флотації. У той же час необхідні допоміжні процеси, такі як знешламлення, зневоднення та видалення домішок. Нижче наведено стандартизовані процеси сортування, ключове обладнання та робочі точки, які підходять для промислового великомасштабного-виробництва та стикування процесів у зовнішній торгівлі.
I. Попередня -обробка перед сепарацією: підготовка сировини (основним є видалення домішок і сорту, щоб уникнути подальшого блокування обладнання/низької ефективності сепарації) Після видобутку розсипу на березі моря (на човні/на березі) він міститиме раковини, гравій, мул і сіль морської води. Попередня -обробка є основою сепарації, а кроки такі: Грубе просіювання: використовуйте вібраційний грохот (круговий вібраційний грохот/лінійний грохот), щоб відсіяти черепашки та великі шматки гравію розміром понад 20 мм. Продукт під ситом — це розсипна сировина розміром 0,074~20 мм (важкі мінерали в приморській розсипі в основному зосереджені в діапазоні розмірів частинок 0,074~2 мм); Знешламлення та зневоднення: використовуйте спіральний класифікатор/гідроциклон для видалення мулу розміром менше 0,074 мм (каламутні речовини будуть прилипати до поверхні мінералів, впливаючи на подальше відділення), і одночасно використовуйте зневоднювальний екран для видалення надлишку морської води з сировини, контролюючи вміст вологи до рівня менше 15%; Класифікація: Використовуйте високочастотний вібраційний грохот, щоб розділити розсип на грубі частки (1~2 мм), середні частинки (0,25~1 мм) і дрібні частинки (0,074~0,25 мм) залежно від розміру частинок. Сировина з однаковим розміром частинок надходить на подальше розділення (ефективність розділення мінералів із різними розмірами частинок сильно відрізняється, і сортування може підвищити точність обробки наступного обладнання).
II. Процес відокремлення керна: дотримуючись принципу «починаючи з легшого і переходячи до більш твердого», основні цінні мінерали в розсипних відкладеннях на пляжі відокремлюються від найбільш істотних відмінностей у фізичних властивостях. До них належать ільменіт, циркон, рутил, монацит, ксенотім, кварцовий пісок (пов’язаний) тощо. Серед них різниця в щільності (важкі мінерали мають щільність 4,0~7,0 г/см³, тоді як кварц має щільність 2,65 г/см³) і магнітні різниці є найбільш легко використаними властивостями. Таким чином, послідовність розділення: гравітаційне концентрування → диференціація магнітного розділення → електростатичне розділення/флотаційне очищення, з кожним етапом фільтрування окремого концентрату.
(1) Етап 1: Повторний вибір - Збагачення важких мінералів і видалення великої кількості пустої породи (переважно кварцу). Ядро має використовувати різницю щільності між важкими мінералами та пустою породою та через гравітаційне/відцентрове силове поле осідати та збагачувати важкі мінерали, відкидаючи понад 80% кварцового піску, щоб отримати змішаний концентрат важких мінералів (змішаний з ільменітом, цирконом, рутилом тощо). Це ключовий процес збагачення для відділення відкладень пляжних розсипів. Відповідне обладнання та його характеристики такі:
Тромелевий екран
Спріальний жолоб
струшувальний стіл
Operation points: For the gravity separation of coastal placer deposits, it is preferred to use a combination of spiral chutes (coarse separation) and shaking tables (fine separation). The spiral chutes remove a large amount of quartz, while the shaking tables increase the enrichment ratio of heavy minerals to 10-50 times, resulting in a mixed concentrate with a heavy mineral content of >60%. Під час гравітаційної сепарації необхідно контролювати концентрацію сировини (20%-30%) і швидкість подачі, щоб уникнути надмірного потоку руди, який може призвести до втрати важких мінералів.
(2) Крок 2: Магнітне розділення - Розділення різних мінералів у розсипних відкладеннях на пляжі на основі їх магнітних відмінностей, таких як ільменіт і монацит. Магнітні відмінності між цими мінералами значні: сильний магнетизм (ільменіт), слабкий магнетизм (монацит, біотит) і не-магнетизм (циркон, рутил, кварц). Магнітна сепарація використовує ці відмінності, щоб відокремити магнітний концентрат (ільменіт/монацит) від змішаних важких мінералів, відкидаючи не-магнітні мінерали (циркон, рутил тощо). Основним обладнанням є сухий магнітний сепаратор (пляжні розсипи мають низький вміст вологи після зневоднення, що робить суху магнітну сепарацію більш ефективною та безвідходною -порівняно з мокрою). Загальні промислові комбінації включають: сильний магнітний роликовий магнітний сепаратор (напруженість магнітного поля 8000~12000Oe): відокремлює сильномагнітний ільменіт для отримання ільменітового концентрату (вміст TiO₂ більше або дорівнює 45%, який можна безпосередньо експортувати/подальше переробляти); слабкий магнітний роликовий магнітний сепаратор (сила магнітного поля 2000~6000Oe): відокремлює слабомагнітний монацит (рідкісноземельний мінерал) від хвостів сильної магнітної сепарації для отримання монацитового концентрату; магнітна сепараційна колона/мокрий магнітний сепаратор: якщо сировина має високий вміст вологи, мокра магнітна сепарація використовується для додаткового розділення, щоб уникнути втрати магнітних мінералів.
Робочі точки: для магнітного розділення напруженість магнітного поля слід регулювати відповідно до магнітних властивостей мінералів, щоб уникнути адсорбції не-магнітних мінералів через надто сильне магнітне поле або втрати магнітних мінералів через надто слабке магнітне поле. Для сухої магнітної сепарації швидкість подачі слід контролювати рівномірно, щоб запобігти надто товстому шару руди, що може вплинути на магнітну сепарацію.
(III) Крок 3: Електро-сепарація/флотація - Очищення не-магнітних цінних мінералів, таких як циркон і рутил. Хвости після магнітної сепарації не-магнітних цінних мінералів, таких як циркон і рутил, є не-магнітними змішаними мінералами (включаючи циркон, рутил, кварц, польовий шпат тощо). Ці мінерали мають невеликі відмінності в щільності та магнетизмі, і їх потрібно розділяти на основі електричних властивостей (діелектричної проникності) або змочуваності поверхні, щоб отримати високо-чисті концентрати циркону та рутилу. Це процес очищення для сепарації берегової розсипної руди. Ці два процеси підходять для різних сценаріїв: 1. Електро-сепарація (основний процес, придатний для розсипних руд) використовує відмінності в діелектричній проникності та провідності мінералів. В електричному полі високої{15}}напруги провідні мінерали (рутил, залишки ільменіту) адсорбуються на електродах, тоді як не{16}}непровідні мінерали (циркон, кварц) викидаються відцентровою силою. Основним обладнанням є роликовий електро-сепаратор високого{18}}тиску (промислове стандартне обладнання). Операційний процес виглядає наступним чином: чорнова обробка: відокремлення рутилу (провідного) від циркону (не-провідного) для отримання рутилового грубого концентрату; очищення: багаторазове очищення електро-розділенням для підвищення вмісту TiO₂ у рутиловому концентраті до 95% або більше, а вміст ZrO₂・SiO₂ у цирконовому концентраті до 65% або більше (промисловий стандартний продукт).
