Le apparecchiature di arricchimento per gravità sono un dispositivo chiave utilizzato nell'industria mineraria per separare le particelle minerali in base alle loro differenze di densità. Il principio di funzionamento fondamentale può essere riassunto come segue: in un mezzo in movimento (come acqua, aria o sospensioni pesanti), gli effetti complessivi di gravità, forza centrifuga, fluidodinamica e forza meccanica vengono utilizzati per generare velocità e traiettorie diverse di particelle minerali con densità diverse, ottenendo così il processo di "allentamento della separazione degli strati".
Quella che segue è un'analisi dettagliata del principio di funzionamento del dispositivo di riselezione:
1. Principi fondamentali fondamentali
Il processo di ri-elezione è essenzialmente un processo continuo di tre fasi: "allentamento della separazione a strati":
Sciolto: il gruppo di particelle minerali cambia da uno stato strettamente impacchettato a uno stato sospeso e sciolto sotto la galleggiabilità, la forza di impatto o la vibrazione meccanica generata dal fluido (solitamente acqua). Questo è un prerequisito per la stratificazione.
Stratificazione: allo stato sciolto, a causa delle diverse densità delle particelle minerali, la gravità (o forza centrifuga) e la resistenza ai fluidi sperimentate sono diverse.
Le particelle minerali ad alta densità (come oro e cassiterite) si depositano rapidamente e tendono verso il bordo inferiore o interno dell'apparecchiatura.
Le particelle minerali a bassa densità (come quarzo e ganga) si depositano lentamente e tendono verso il bordo superiore o esterno dell'apparecchiatura.
Separazione: le particelle di minerale stratificato vengono scaricate separatamente attraverso strutture specifiche di apparecchiature (come porte di scarico, serbatoi di ricezione del minerale) o lavaggio con flusso d'acqua, risultando in concentrato, minerale intermedio e sterili.
2. Analisi della forza
Durante il processo di ri{0}}elezione, le particelle minerali sono soggette principalmente all'azione combinata delle seguenti forze:
Gravità (G): fa sì che le particelle minerali si depositino verso il basso e maggiore è la densità, più significativo è l'effetto della gravità.
Galleggiabilità e resistenza dei fluidi: la forza verso l'alto esercitata dal mezzo (acqua o aria) sulle particelle minerali e la forza che ne impedisce il movimento.
Forza centrifuga: nelle apparecchiature rotanti come le macchine centrifughe per l'arricchimento e gli scivoli a spirale, la forza centrifuga può essere decine o addirittura centinaia di volte maggiore della gravità, migliorando significativamente l'effetto di separazione dei minerali a grana fine-.
Forza meccanica: la forza di vibrazione, scuotimento o spinta applicata dall'attrezzatura (come l'impulso di una maschera o il movimento alternativo di uno shaker), utilizzata per mantenere l'allentamento del letto e promuovere il movimento laterale delle particelle minerali.
3. Dispositivi comuni di riselezione e loro metodi di lavoro specifici
Diversi tipi di dispositivi di riselezione realizzano il principio di cui sopra attraverso diversi meccanismi:
tavolo
Nome dell'apparecchiatura, principio di funzionamento, caratteristiche, scenari applicabili
La macchina Jig utilizza un flusso d'acqua a impulsi periodici per allentare lo strato del letto. Quando il flusso dell'acqua sale, le particelle minerali vengono sospese, mentre quando scende si stratificano a seconda della densità. I minerali pesanti passano attraverso la piastra del setaccio e cadono nella camera di concentrazione inferiore, mentre i minerali leggeri vengono scaricati con il flusso dell'acqua. Adatto per la lavorazione di minerali a grana grossa e media come tungsteno, stagno, oro e carbone, con una grande capacità di lavorazione.
I tavoli vibranti si basano sul movimento alternativo asimmetrico della superficie del letto e sul flusso d'acqua laterale per il risciacquo. Le particelle minerali si muovono lungo diverse traiettorie all'interno delle scanalature striate sulla superficie del letto a causa degli effetti della gravità, del flusso d'acqua e dell'inerzia, formando zone a forma di ventaglio-. La precisione di selezione è estremamente elevata, particolarmente adatta per la selezione di minerali a grana fine-come oro a grana fine-e minerale di stagno e tungsteno.
Il liquame dello scivolo a spirale si muove verso il basso con un movimento vorticoso lungo la scanalatura a spirale, generando forza centrifuga. I minerali pesanti tendono verso il bordo interno della depressione, mentre i minerali leggeri tendono verso il bordo esterno, separati intercettando la depressione. Struttura semplice, nessun consumo energetico, adatta per la lavorazione di minerali a grana fine- (come minerale di ferro e minerale di sabbia costiera).
Scivolo a spirale
Il concentratore centrifugo utilizza il potente campo di forza centrifuga generato dalla rotazione ad alta-velocità (fino a decine di volte la gravità) per migliorare la sedimentazione e il recupero di minerali pesanti a grana fine-. Utilizzato appositamente per il riciclaggio di minerali a grana fine-e difficili da selezionare (come oro a grana-fine e cassiterite).
Concentratore centrifugo
Il ciclone medio pesante utilizza come mezzo una sospensione pesante con una densità compresa tra minerali leggeri e pesanti. In un campo centrifugo i minerali leggeri galleggiano e traboccano, mentre i minerali pesanti affondano e vengono scaricati. Elevata precisione di cernita, comunemente utilizzata per la preparazione del carbone e per la cernita dei minerali difficili da selezionare.
4. Vantaggi e limiti del metodo di ri-elezione
Vantaggio:
Basso costo: solitamente sono necessarie solo acqua e una piccola quantità di energia elettrica, senza la necessità di costosi agenti chimici.
Protezione ambientale: sterili non inquinanti e facili da maneggiare.
Facile da usare: la struttura del dispositivo è relativamente semplice e di facile manutenzione.
Limitazioni:
Requisito della differenza di densità: solo quando la differenza di densità tra minerali utili e ganga è significativa (solitamente richiesta)
Δρ>0,5 g/cm3), l'effetto di ordinamento è il migliore.
Limitazione delle dimensioni delle particelle: la riselezione tradizionale ha un tasso di recupero inferiore per particelle estremamente fini (<0.04mm) minerals (requiring centrifugal equipment).
Dissociazione del monomero: il minerale deve essere sottoposto a frantumazione e macinazione per ottenere la dissociazione del monomero di minerali utili per uno smistamento efficace.
In sintesi, l'attrezzatura di ri-elezione utilizza abilmente la proprietà fisica della "differenza di densità" combinando il flusso dell'acqua e la forza meccanica per far sì che "quelli pesanti affondino e quelli leggeri galleggino", ottenendo così l'arricchimento delle risorse minerali.
