معدات إثراء الجاذبية هي جهاز رئيسي يستخدم في صناعة التعدين لفصل الجزيئات المعدنية على أساس اختلافات كثافتها. يمكن تلخيص مبدأ العمل الأساسي على النحو التالي: في وسط متحرك (مثل الماء أو الهواء أو التعليق الثقيل)، يتم استخدام التأثيرات الشاملة للجاذبية وقوة الطرد المركزي وديناميكيات الموائع والقوة الميكانيكية لتوليد سرعات ومسارات مختلفة للجزيئات المعدنية بكثافات مختلفة، وبالتالي تحقيق عملية "فصل الطبقات المخففة".
فيما يلي تحليل تفصيلي لمبدأ عمل جهاز إعادة الاختيار:
1. المبادئ الأساسية الأساسية
إن عملية إعادة الانتخاب- هي في الأساس عملية مستمرة مكونة من ثلاث مراحل: "تخفيف فصل الطبقات":
فضفاضة: تتغير مجموعة الجسيمات المعدنية من حالة معبأة بإحكام إلى حالة معلقة فضفاضة تحت الطفو أو قوة التأثير أو الاهتزاز الميكانيكي الناتج عن السائل (عادة الماء). وهذا شرط أساسي للتقسيم الطبقي.
التقسيم الطبقي: في الحالة السائبة، وبسبب اختلاف كثافات الجسيمات المعدنية، تختلف الجاذبية (أو قوة الطرد المركزي) ومقاومة السوائل.
تستقر الجزيئات المعدنية عالية الكثافة (مثل الذهب وحجر القصدير) بسرعة وتتجه نحو الحافة السفلية أو الداخلية للمعدات.
تستقر الجزيئات المعدنية منخفضة الكثافة (مثل الكوارتز والشوائب) ببطء وتتجه نحو الحافة العلوية أو الخارجية للمعدات.
الفصل: يتم تفريغ جزيئات الخام ذات الطبقات بشكل منفصل من خلال هياكل محددة من المعدات (مثل منافذ التفريغ، وخزانات استقبال الخام) أو تدفق المياه، مما يؤدي إلى التركيز، والخام الوسيط، والمخلفات.
2. تحليل القوة
أثناء عملية إعادة الانتخاب-، تتعرض الجزيئات المعدنية بشكل أساسي للتأثير المشترك للقوى التالية:
الجاذبية (G): تتسبب في استقرار الجزيئات المعدنية للأسفل، وكلما زادت الكثافة، زاد تأثير الجاذبية.
طفو السوائل ومقاومتها: القوة التي يؤثر بها الوسط (الماء أو الهواء) نحو الأعلى على الجزيئات المعدنية والقوة التي تعيق حركتها.
قوة الطرد المركزي: في المعدات الدوارة مثل آلات إثراء الطرد المركزي والمزالق الحلزونية، يمكن أن تكون قوة الطرد المركزي أكبر بعشرات أو حتى مئات المرات من الجاذبية، مما يعزز بشكل كبير تأثير فصل المعادن ذات الحبيبات الدقيقة.
القوة الميكانيكية: قوة الاهتزاز أو الاهتزاز أو الدفع التي تطبقها المعدات (مثل نبض الرقص أو الحركة الترددية للشاكر)، المستخدمة للحفاظ على رخاوة السرير وتعزيز الحركة الجانبية للجزيئات المعدنية.
3. أجهزة إعادة الاختيار الشائعة وطرق عملها الخاصة
تحقق الأنواع المختلفة من أجهزة إعادة الاختيار المبدأ المذكور أعلاه من خلال آليات مختلفة:
طاولة
اسم المعدات، مبدأ العمل، الخصائص، السيناريوهات القابلة للتطبيق
تستخدم آلة الرقصة تدفق الماء النبضي الدوري لتخفيف طبقة السرير. عندما يرتفع تدفق الماء، تبقى الجزيئات المعدنية معلقة، وعندما يهبط، تتشكل في طبقات حسب كثافتها. تمر المعادن الثقيلة من خلال لوحة الغربال وتسقط في حجرة التركيز السفلية، بينما يتم تفريغ المعادن الخفيفة مع تدفق الماء. مناسبة لمعالجة الخامات الخشنة والمتوسطة الحبيبات مثل التنغستن والقصدير والذهب والفحم، مع قدرة معالجة كبيرة.
تعتمد طاولات الاهتزاز على الحركة الترددية غير المتماثلة لسطح السرير وتدفق المياه الجانبي للتنظيف. تتحرك الجزيئات المعدنية على طول مسارات مختلفة داخل الأخاديد المخططة على سطح السرير بسبب تأثيرات الجاذبية وتدفق المياه والقصور الذاتي، مما يشكل مناطق على شكل مروحة. تتميز دقة الفرز بأنها عالية للغاية، ومناسبة بشكل خاص لاختيار المعادن ذات الحبيبات الدقيقة-مثل الذهب ذو الحبيبات الدقيقة-وخام قصدير التنغستن.
يتحرك ملاط المزلق الحلزوني إلى الأسفل في حركة دوامية على طول الأخدود الحلزوني، مما يولد قوة طرد مركزي. وتتجه المعادن الثقيلة نحو الحافة الداخلية للحوض، بينما تتجه المعادن الخفيفة نحو الحافة الخارجية، ويفصل بينهما اعتراض الحوض. هيكل بسيط، لا يوجد استهلاك للطاقة، ومناسب لمعالجة -المعادن ذات الحبيبات الدقيقة (مثل خام الحديد وخام الرمال الساحلية).
شلال دوامة
يستخدم مكثف الطرد المركزي مجال قوة الطرد المركزي القوي الناتج عن الدوران عالي السرعة -(ما يصل إلى عشرات أضعاف الجاذبية) لتحسين ترسيب واستعادة المعادن الثقيلة ذات الحبيبات الدقيقة-. يستخدم خصيصًا لإعادة تدوير الحبيبات الدقيقة- والمعادن التي يصعب تحديدها (مثل الذهب الناعم-وحجر القصدير).
مكثف الطرد المركزي
يستخدم الإعصار الثقيل المتوسط تعليقًا ثقيلًا بكثافة بين المعادن الخفيفة والثقيلة كوسيط. في حقل الطرد المركزي، تطفو المعادن الخفيفة وتفيض، بينما تغوص المعادن الثقيلة وتفرغ. دقة فرز عالية، تُستخدم بشكل شائع لإعداد الفحم ويصعب اختيار فرز الخام.
4. مزايا وقيود طريقة إعادة الانتخاب-.
ميزة:
تكلفة منخفضة: عادة ما تكون هناك حاجة فقط إلى الماء وكمية صغيرة من الكهرباء، دون الحاجة إلى مواد كيميائية باهظة الثمن.
حماية البيئة: غير ملوثة، سهلة التعامل مع المخلفات.
سهل التشغيل: هيكل الجهاز بسيط نسبيًا وسهل الصيانة.
القيود:
متطلبات فرق الكثافة: فقط عندما يكون فرق الكثافة بين المعادن المفيدة والشوائب كبيرًا (مطلوب عادةً)
Δρ>0.5 جم/سم3)، تأثير الفرز هو الأفضل.
قيود حجم الجسيمات: تتميز عملية إعادة الاختيار التقليدية بمعدل استرداد أقل للجسيمات الدقيقة للغاية (<0.04mm) minerals (requiring centrifugal equipment).
تفكك المونومر: يجب أن يخضع الخام للسحق والطحن لتحقيق تفكك المونومر للمعادن المفيدة للفرز الفعال.
باختصار، تستخدم معدات إعادة الانتخاب بذكاء الخاصية الفيزيائية "لفرق الكثافة" من خلال الجمع بين تدفق المياه والقوة الميكانيكية لجعل "الثقيلة تغرق والخفيفة تطفو"، وبالتالي تحقيق إثراء الموارد المعدنية.
