Обладнання для гравітаційного збагачення є ключовим пристроєм, який використовується в гірничодобувній промисловості для розділення мінеральних часток на основі різниці їх густини. Основний принцип роботи можна підсумувати наступним чином: у рухомому середовищі (наприклад, воді, повітрі або важкій суспензії) комплексні ефекти гравітації, відцентрової сили, динаміки рідини та механічної сили використовуються для генерування різних швидкостей і траєкторій мінеральних частинок з різною щільністю, таким чином досягаючи процесу «розпушування поділу шарів».
Нижче наведено детальний аналіз принципу роботи пристрою перевибору:
1. Основні принципи
Процес-переобрання — це, по суті, безперервний процес із трьох етапів: «послаблення відокремлення шарів»:
Розсипчасті: група мінеральних частинок змінюється з щільно упакованого стану в пухкий завислий стан під дією плавучості, ударної сили або механічної вібрації, створюваної рідиною (зазвичай водою). Це обов'язкова умова стратифікації.
Розшарування: у пухкому стані через різну щільність мінеральних частинок сила тяжіння (або відцентрова сила) і опір рідини різні.
Мінеральні частинки високої щільності (такі як золото та каситерит) швидко осідають і прагнуть до нижнього або внутрішнього краю обладнання.
Мінеральні частинки низької щільності (такі як кварц і жильна порода) повільно осідають і прагнуть до верхнього або зовнішнього краю обладнання.
Розділення: шаруваті частинки руди вивантажуються окремо через спеціальні конструкції обладнання (такі як розвантажувальні порти, резервуари для прийому руди) або промивання потоком води, що призводить до концентрату, проміжної руди та хвостів.
2. Силовий аналіз
Під час-процесу повторного вибору мінеральні частинки в основному піддаються спільній дії таких сил:
Сила тяжіння (G): вона змушує мінеральні частинки осідати вниз, і чим вища щільність, тим суттєвіший ефект гравітації.
Плавучість і опір рідини: спрямована вгору сила, що діє середовищем (водою або повітрям) на мінеральні частинки, і сила, яка перешкоджає їхньому руху.
Відцентрова сила: в обертовому обладнанні, такому як відцентрові збагачувальні машини та спіральні жолоби, відцентрова сила може бути в десятки чи навіть сотні разів більшою за силу тяжіння, що значно посилює ефект розділення дрібно-зернистих мінералів.
Механічна сила: сила вібрації, тряски або штовхання, що прикладається обладнанням (таким як пульс зажимних пристосувань або зворотно-поступальний рух шейкера), що використовується для підтримки рихлості шару та сприяння бічному переміщенню мінеральних часток.
3. Загальні пристрої повторного вибору та їх специфічні методи роботи
Різні типи пристроїв повторного вибору досягають вищезазначеного принципу за допомогою різних механізмів:
стіл
Назва обладнання, принцип роботи, характеристики, застосовні сценарії
Віджимна машина використовує періодичний імпульсний потік води для розпушування шару шару. Коли потік води піднімається, частки мінералу знаходяться в зваженому стані, а коли він опускається, вони шаруються відповідно до щільності. Важкі мінерали проходять через решітчасту пластину і потрапляють у нижню камеру концентрату, а легкі мінерали виводяться з потоком води. Підходить для переробки крупно- та середньозернистих руд, таких як вольфрам, олово, золото та вугілля, з великою потужністю переробки.
Вібраційні столи покладаються на асиметричний зворотно-поступальний рух поверхні ліжка та бічний потік води для промивання. Мінеральні частинки рухаються різними траєкторіями в смугастих борозенках на поверхні дна під дією сили тяжіння, потоку води та інерції, утворюючи віялоподібні зони. Точність сортування надзвичайно висока, особливо підходить для відбору дрібно-мінералів, таких як дрібно-золото та вольфрамово-олов’яна руда.
Суспензія зі спірального жолоба рухається вниз у закрученому русі вздовж спіральної канавки, створюючи відцентрову силу. Важкі мінерали прагнуть до внутрішнього краю жолоба, тоді як легкі мінерали прагнуть до зовнішнього краю, розділені перехопленням жолоба. Проста структура, відсутність енергоспоживання, підходить для переробки дрібно-зернистих мінералів (таких як залізна руда та прибережна піщана руда).
Спіральний жолоб
Відцентровий концентратор використовує потужне відцентрове силове поле, яке створюється високо-швидкісним обертанням (у десятки разів більше сили тяжіння), щоб покращити осідання та вилучення дрібно-важких мінералів. Спеціально використовується для переробки дрібно-зернистих мінералів, які важко вибрати (таких як дрібно-зернисте золото та каситерит).
Відцентровий концентратор
Важкий середній циклон використовує важку суспензію з щільністю між легкими та важкими мінералами як середовище. У відцентровому полі легкі мінерали плавають і переливаються, тоді як важкі мінерали тонуть і викидаються. Висока точність сортування, зазвичай використовується для підготовки вугілля та важко вибрати сортування руди.
4. Переваги та обмеження методу пере-обрання
Перевага:
Низька вартість: зазвичай потрібна лише вода та невелика кількість електроенергії, без необхідності використання дорогих хімічних засобів.
Захист навколишнього середовища: хвости не забруднюють, легко обробляти.
Простота в експлуатації: структура пристрою відносно проста і проста в обслуговуванні.
Обмеження:
Вимоги до різниці щільності: лише коли різниця щільності між корисними мінералами та пустою породою значна (зазвичай потрібна)
Δρ>0,5 г/см3), ефект сортування найкращий.
Обмеження розміру частинок: Традиційний повторний вибір має нижчий рівень відновлення для надзвичайно дрібних (<0.04mm) minerals (requiring centrifugal equipment).
Дисоціація мономерів: руда повинна пройти дроблення та подрібнення, щоб досягти дисоціації мономерів корисних мінералів для ефективного сортування.
Підсумовуючи, -обладнання для повторного вибору вміло використовує фізичну властивість «різниці щільності», поєднуючи потік води та механічну силу, щоб «важкі води тонули, а легкі плавали», таким чином досягаючи збагачення мінеральних ресурсів.
