دستگاه جداکننده ثقلی نلسون

پنجشنبه ۴ اردیبهشت ۴

(3)

(0)

معرفی دستگاه جداکننده نلسون (Knelson Concentrator)

در سال های اخیر استفاده از تجهیزات ثقلی به دلیل کاهش مصرف مواد شیمیایی، سادگی نسبی، ظرفیت بالا، هزینه پایین و آلودگی کم محیط زیست افزایش یافته است. اساس کار تجهیزات ثقلی بر مبنای اختلاف وزن مخصوص بین کانی ها است. برای این کار از تجهیزات مختلفی نظیر جیگ، جعبه اسلوس، اسپیرال و میز لرزان استفاده می شود که کارایی بیشتر آن ها محدود به بازیابی ذرات نسبتا درشت بوده است.

به مرور زمان، فرآوری مواد معدنی به علت چالش برانگیز بودن و پیچیدگی ذخایر معدنی با عیار پایین، رفته رفته سخت و سخت تر می شود. تمرکز مهندسین فرآوری اغلب بر روی ذرات ریز (زیر 75 میکرون) و بسیار ریز (زیر 38 میکرون) برای بازیابی بیشتر فلز موجود در هر تن کانسنگ استخراج شده می باشد که ممکن است این ذرات به علت مشکلات فرآیندی نظیر رسوب کربن در فرآیند لیچینگ طلا، مشکل بودن فلوتاسیون انتخابی و عدم جذابیت آن، دشوار بودن بازیابی نرمه ها و کاهش ظرفیت سیستم های فیلتراسیون در مراحل اولیه فرآوری نظیر آنچه که در معادن قلع و تنگستن اتفاق می افتد، حذف گردیده و وارد جریان باطله (سد باطله) می شوند.

نوآوری های اخیر در تکنولوژی تغلیظ ثقلی ذرات به عنوان تنها گزینه مناسب منجر به توانایی بازیابی ذرات ریز و ریزتر شده است. از سال 1992 استفاده از جداکننده های ثقلی گریز از مرکز که بر مبنای تئوری سانتریفیوژ (استفاده از افزایش نیروی جاذبه وارد بر ذرات برای بالا بردن سرعت ته نشینی) می باشد، رونق یافت و تقاضا برای تجهیزات بروزتر منجر به توسعه دستگاه های نلسون و فالکون گردید. در شکل زیر مقایسه محدوده ابعادی کاری روش های گریز از مرکز با سایر روش های ثقلی نشان داده شده است:

مقایسه محدوده ابعادی روش های ثقلی

با رشد سانتریفیوژهای نسل دوم (فالکون) رژیم نیروی گرانش تولیدی تا 600 برابر شتاب جاذبه زمین (G) افزایش یافت و سرعت ته نشینی ریزترین ذرات (زیر 50 میکرون) نیز به طرز قابل توجهی افزایش یافته است.

دستگاه جداکننده نلسون

دستگاه نلسون یکی از تجهیزات گریز از مرکز ثقلی مهم در فرآوری طلا و سایر مواد معدنی سنگین مانند فلزات گروه پلاتین و نقره است. نلسون برای طلای آزاد و نسبتا درشت بهترین گزینه است. اما اگز طلا بسیار ریز یا به همراه کانی های سولفیدی باشد نیاز به ترکیب با روش های دیگر مانند سیانوراسیون و فلوتاسیون است. این دستگاه شامل یک جام (کاسه مخروطی-Bowl) با بدنه اصلی خارجی، موتور و سیستم محرکه (Drive System)، سیستم تزریق آب (Fluidization Water System)، سیستم تخلیه کنسانتره (Concentrate Discharge)، سیستم ورودی مواد (Feed Inlet)، سیستم سرریز (Overflow Launder)، سیستک کنترل (Control Panel) و پایه و شاسی (Frame) است.

اندازه دستگاه نلسون با قطر جام مخروطی آن تعیین می گردد. انتخاب نلسون مناسب به عیار طلا، اندازه ذرات، ظرفیت کارخانه و میزان آب در دسترس بستگی دارد. جام شامل یکسری شیارها (Riffles) موازی به شکل Vee است که به یک پوسته بیرونی چرخان متصل هستند. جنس جام معمولا از پلی اورتان که مقاوم در برابر ساییدگی است، انتخاب می شود که با سرعت در جهت عقربه های ساعت می چرخد. تنظیم سرعت چرخش جام برای ایجاد نیروی گریز از مرکز ضروری است و در صورت گذر از آن، بازیابی جدایش کاهش خواهد بافت. جدول زیر سرعت های مجاز برای انواع مختلف دستگاه نلسون را توسط شرکت سازنده آن (Knelson Concentartor) ارائه کرده است:

اندازه و سرعت مجاز دستگاه های نلسون
30	20	12	7.5	3	سایز دستگاه نلسون (اینچ)
403	521	666	930	1460	سرعت (دور بر دقیقه)

نحوه کار دستگاه بدین صورت است که خوراک (معمولا اندازه ذرات بین 100 میکرون تا 2 میلی متر) پس از عبور از سرندهای ارتعاشی، از طریق یک لوله مرکزی وارد دستگاه می شود. ذرات تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز (معمولا 60 تا 200 برابر شتاب جاذبه زمین) در داخل شیارهای جام در حال چرخش تجمع می یابند. برای جلوگیری از تلاطم ذرات، آب از طریق منافذ موجود در شیارها وارد بستر فشرده می شود. این کار سبب جدایش ذرات سبک تر (Tails) از داخل بستر سیال شده و به قسمت مرکزی دستگاه انتقال و به طور پیوسته از سیستم خارج می شوند. میزان آب (معمولا 3 تا 15 لیتر بر دقیقه) بسیار مهم بوده و کم یا زیاد بودن آن سبب کاهش بازیابی جدایش خواهد شد. پس از اتمام باردهی، جریان خوراک در مدل های غیر پیوسته (Batch) قطع شده و کنسانتره (Concentrate) از شیارهای جام از طریق شستشو خارج می گردد و این چرخه دوباره تکرار می شود. در مدل های پیوسته (Continuous)، بدون توقف دستگاه، شیرهای هیدرولیک وظیفه تخلیه اتوماتیک را بر عهده دارند. شکل های زیر نحوه کار دستگاه نلسون را نمایش داده است:

نحوه کار دستگاه نلسون به صورت شماتیک

تصویر متحرک از نحوه کار دستگاه نلسون

شیارهای جام مخروطی دستگاه نلسون

✅ شرکت گاما به عنوان یک مجموعه پیشرو در طراحی و تامین تجهیزات پیشرفته و موردنیاز صنایع فرآوری، توانایی طراحی و ساخت دستگاه جداکننده نلسون در ظرفیت های آزمایشگاهی، نیمه صنعتی (پایلوت) و صنعتی برای آزمایشگاه های تحقیقاتی و کارخانه های فرآوری معادن را دارد. خدمات گاما در خصوص دستگاه جداکننده نلسون به شرح زیر است:

- طراحی و ساخت دستگاه نلسون برای آزمایشگاه های تحقیقاتی

- طراحی و ساخت دستگاه نلسون برای کارخانه های فرآوری طلا و فلزات باارزش

- طراحی و ساخت دستگاه نلسون با قابلیت تنظیم در مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت

- مشاوره و انجام تست آزمایشگاهی و پایلوت برای نمونه های معدنی