بررسی تجهیزات جدایش ثقلی

پرعیارسازی ثقلی تکنولوژی مفیدی برای فرآوری مواد معدنی محسوب می‌شود. فلزات گرانبها، ترکیبات آهن‌دار و بدون آهن، زغال و بسیاری دیگر از کانی‌های صنعتی در سرتاسر دنیا از روش ثقلی پرعیار می‌شوند. دستگاه های مورد استفاده در این روش، ذرات با ابعاد بین ۲۰۰ میلی‌متر تا ۱۰ میکرون را می تواند دریافت کند. این روش پرعیارسازی هم به صورت تر و هم به صورت خشک قابل انجام است. در طول ۲۰ سال گذشته، در توسعه تکنولوژی این روش سعی شده است تا برای جدایش ذرات نرمه یا بسیار ریز، از تجهیزات دارای نیروی گریز از مرکز استفاده شود. در این گزارش با نام بررسی تجهیزات جدایش ثقلی قصد داریم دو تجهیز مورد استفاده یعنی جیگ ها و میز لرزان را معرفی نماییم. امید که از مطالعه این گزارش لذت ببرید. باتشکر

اگر بين دو ماده معدني اختلاف وزن مخصوص مشخصي وجود داشته باشد، براي پرعيارسازي و جدايش آنها از هم مي توان از دو روش استفاده نمود كه عبارت اند از:

جدايش در جريان آب

جدايش توسط مايعات سنگين 

جيگ

به طور كلي جيگ ظرف روبازي است پر از آب )به استثناي جيگ هوايي) كه به وسيله يك سرند افقي به دو قسمت تقسيم شده است. بار ورودي از دريچه فوقاني يك سمت جيگ وارد مي شود و از دريچه ديگر قسمت فوقاني جيگ مواد سبك سر ريز می شوند، و دريچه قسمت تحتاني نيز براي تخليه مواد سنگين پيش بيني شده است.

مكانيزم جدايش در جيگ ها

اگر بخواهيم نحوه جدايش ثقلي مواد در جيگ ها را به طور خلاصه بيان كنيم مي توان گفت كه با استفاده از تزريق آب با فشار، يا دمش هوا، و يا حركت پيستون و ديافراگم؛ در داخل محفظه جيگ يك حركت نوساني در آب (يا هوا) ايجاد مي شود كه باعث ايجاد جهش و كشش بر روي مواد شده و در نتيجه موجب جدايش مواد بر اساس وزن مخصوص مي شود .

انواع جيگ

برخي از پركاربردترين انواع جيگ در صنايع معدني عبارت اند از:

1- جيگ بوم

از بين انواع جيگ هايي كه در آرايش زغال سنگ مورد استفاده قرار گرفته اند، جيگ بوم داراي بيشترين كاربرد است. در اين جيگ حركت نوساني توسط هواي فشرده از طريق يك اتاق هوا ايجاد مي شود و در هر سيكل پس از خاتمه حركت جهشي، دانه ها تحت نيروي ثقل ته نشين مي شود و حركت كششي در آن وجود ندارد براي اين منظور مي توان از يك جريان آب استفاده كرد و يا هواي دميده شده را به آرامي خارج نمود.

2–  جيگ باتاك

با توجه به اينكه در جيگ بوم نيرويي كه ايجاد لايه بندي در سطح سرند مي كند در يك طرف جيگ قرار دارد؛ توزيع آن در عرض سرند غيريكنواخت است و بر روي لايه بندي تاثير مي گذارد و باعث كاهش بازدهي عمليات مي شود. لذا اصلاحات مؤثري در طراحي آن داده شده است كه نتيجة آن جيگ باتاك مي باشد. اين جيگ نيز با هوا كار مي كند ولي در ساختمان آن به جاي يك محفظه هوا در يك سوي جيگ، در هر يك از سلول هاي جيگ يك محفظه هوا پيش بيني شده است. بدين ترتيب هوا به طور يكنواخت توزيع مي شود. در اين نوع جيگ براي تنظيم هوا از يك سيستم كنترل الكترونيكي استفاده شده است و بدين ترتيب امكان قطع و وصل سريع هوا وجود دارد. با تنظيم شيرهاي ورودي و خروجي می توان فركانس و دامنه حركت جهشي را تغيير داد .

3- جيگ هارتز

يكي از قديمي ترين انواع جيگ است كه هنوز مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين جيگ حركت نوساني آب توسط پيستوني كه نيمي از سطح جيگ را اشغال كرده است تأمين مي شود. در اين جيگ ابعاد بار اوليه كوچك تر از چشمه هاي سرند است. دانه هاي سنگين از سرند عبور مي كنند و به تدريج در قسمت تحتاني جيگ انباشته مي شوند. اين دانه ها را مي توان با باز كردن شير ته ريز به تناوب بدون آنكه در سطح آب داخل جيگ تغيير حاصل شود تخليه نمود. مواد داراي وزن مخصوص كم نيز از سر ريز دستگاه خارج مي شوند.

4- جيگ دنور 

حركت نوساني در اين جيگ توسط يك ديافراگم ايجاد مي شود. اين جيگ مجهز به يك شير آب است كه با باز و بسته شدن آن و حركت ديافراگم، حركات كششي و جهشي تنظيم مي شود. نحوه كار جيگ دنور بدين صورت است كه:

حركت جهشي: هنگام ايجاد حركت جهشي توسط ديافراگم، شير بسته است و مواد بر روي سرند با فشار آب به سمت بالا حركت كرده و مواد داراي وزن مخصوص كم از سرريز خارج مي شوند .

حركت كششي: در هنگام ايجاد حركت كششي شير آب باز است و مواد داراي وزن مخصوص زياد با ايجاد حركت كششي از زير سرند خارج و توسط آب تازه شسته شده و در نهايت از ته ريز خارج مي شوند. دقت جدايش در اين جيگ زياد است.

5- جيگ هوايي

يكي ديگر از انواع جيگ، جيگ هوايي است. اصول كار اين جيگ مشابه جيگ هاي آبي است با اين تفاوت كه سيال مورد استفاده در آن هوا است. بار اوليه با دبي مناسب بر روي جيگ منتقل مي شود. هوای فشرده از قسمت تحتاني جيگ توسط شير دواري به تناوب به داخل جيگ دميده مي شود و از زير سرند در لايه مواد نفوذ مي كند بدين ترتيب مواد بر روي سرند تحت تأثير حركت نوساني به وجود آمده بر مبناي چگالي طبقه بندي شده و از محل هاي مربوطه تخليه مي شود. از اين جيگ در مناطق كويري و كم آب استفاده مي شود.

میز لرزان

از ميز برای پرعيارسازی مواد دانه ريز و در بعضی موارد پرعيارسازی موادی كه با ساير روش های ثقلی پر عيار نشده اند استفاده می شود. همچنين از ميز به عنوان يك روش پيش فرآوری برای بعضی نمونه ها مانند آهن ،منگنز و سرب و روی کرومیت و.. استفاده می شود .

ميز از يك سطح شيبدار تشكيل شده است كه بر روي آن تعدادي مانع وجود دارد. در امتداد طول ميز جريان آبي عمود بر جهت لرزش ميز وجود دارد. مواد معدني از گوشه بالايي ميز وارد آن مي شوند. براين اساس مواد سنگين با توجه به وزن مخصوص خود در كف ميز قرار گرفته و نمي توانند از موانع عبور كنند. اما مواد سبك به كمك جريان آب از موانع عبور كرده و به قسمت باطله منتقل مي شوند. مواد سنگين كه در پشت موانع روي ميز قرار گرفته اند در اثر لرزش ميز به جلو رانده شده و در نهايت از قسمت كنسانتره خارج مي شوند .