Суть сортировки пляжных россыпей заключается в использовании различий в физико-химических свойствах, таких как плотность, магнетизм, электрические свойства и смачиваемость поверхности различных минералов. В сочетании с характеристиками пляжных россыпей, которые характеризуются относительно однородным размером частиц, низким содержанием ила и хорошим обогащением тяжелыми минералами, применяется комбинированный технологический процесс классификации → гравитационная сепарация → магнитная сепарация → электростатическая сепарация / флотация. В то же время требуются вспомогательные процессы, такие как обесшламление, обезвоживание и удаление примесей. Ниже приведены стандартизированные процессы сортировки, ключевое оборудование и рабочие точки, которые подходят для крупномасштабного промышленного производства и стыковки процессов во внешнеторговом бизнесе.
I. Предварительная-обработка перед сепарацией: подготовка сырья (основной задачей является удаление примесей и сортировка во избежание последующей блокировки оборудования/низкой эффективности разделения). После разработки приморских россыпей (на лодке/на суше) они будут содержать ракушки, гравий, ил и соль морской воды. Предварительная-очистка является основой сепарации и состоит из следующих шагов: Грубое просеивание: используйте вибросито (круглое вибросито/линейное сито) для отделения скорлупы и крупных кусков гравия размером более 20 мм. Продукт под ситом представляет собой россыпное сырье размером 0,074–20 мм (тяжелые минералы в приморских россыпях в основном сконцентрированы в диапазоне размеров частиц 0,074–2 мм); Обесшлимление и обезвоживание: используйте спиральный классификатор/гидроциклон для удаления ила размером менее 0,074 мм (мутные вещества будут прилипать к поверхности минералов, влияя на последующее разделение), и одновременно используйте обезвоживающее сито для удаления избытка морской воды из сырья, контролируя содержание влаги на уровне менее 15%; Классификация: используйте высокочастотный вибрационный/сортировочный сито-, чтобы разделить россыпь на крупные частицы (1–2 мм), средние частицы (0,25–1 мм) и мелкие частицы (0,074–0,25 мм) в зависимости от размера частиц. Сырье одинакового размера частиц поступает в последующую сепарацию (эффективность разделения минералов разного размера частиц сильно различается, а сортировка позволяет повысить точность обработки последующего оборудования).
II. Процесс разделения керна: следуя принципу «начинать с более легкого и двигаться к более твердому», основные ценные минералы в пляжных россыпях отделяются от наиболее существенных различий в физических свойствах. К ним относятся ильменит, циркон, рутил, монацит, ксенотим, кварцевый песок (попутный) и т. д. Среди них наиболее легко эксплуатируемыми свойствами являются различия в плотности (тяжелые минералы имеют плотность 4,0–7,0 г/см³, а кварц — 2,65 г/см³) и магнитные различия. Таким образом, последовательность разделения следующая: гравитационное концентрирование → магнитная сепарационная дифференциация → электростатическая сепарация/флотационная очистка, при этом на каждой стадии отфильтровывается один концентрат.
(1) Шаг 1: Повторный выбор - Обогащение тяжелых минералов и удаление большого количества пустой породы (в основном кварца). Суть заключается в том, чтобы использовать разницу плотностей между тяжелыми минералами и пустой породой и с помощью гравитационного поля/поля центробежных сил заставить тяжелые минералы оседать и обогащаться, отбрасывая более 80% кварцевого песка, чтобы получить смешанный концентрат тяжелых минералов (смешанный с ильменитом, цирконом, рутилом и т. д.). Это ключевой процесс обогащения при разделении пляжных россыпей. Подходящее оборудование и его характеристики следующие:
Барабанный экран
Сприал желоб
встряхивающий стол
Operation points: For the gravity separation of coastal placer deposits, it is preferred to use a combination of spiral chutes (coarse separation) and shaking tables (fine separation). The spiral chutes remove a large amount of quartz, while the shaking tables increase the enrichment ratio of heavy minerals to 10-50 times, resulting in a mixed concentrate with a heavy mineral content of >60%. При гравитационном сепарировании необходимо контролировать концентрацию сырья (20-30%) и скорость подачи, чтобы избежать чрезмерного потока руды, который может привести к потере тяжелых минералов.
(2) Шаг 2: Магнитная сепарация - Разделение различных минералов в пляжных россыпях на основе их магнитных различий, таких как ильменит и монацит. Магнитные различия между этими минералами значительны: сильный магнетизм (ильменит), слабый магнетизм (монацит, биотит) и не-магнетизм (циркон, рутил, кварц). Магнитная сепарация использует эти различия для отделения магнитного концентрата (ильменита/монацита) от смешанных тяжелых минералов, одновременно отбрасывая немагнитные минералы (циркон, рутил и т. д.). Основным оборудованием является сухой магнитный сепаратор (отложения пляжных россыпей имеют низкое содержание влаги после обезвоживания, что делает сухую магнитную сепарацию более эффективной и-безотходной по сравнению с мокрой сепарацией). Обычные промышленные комбинации включают в себя: сильномагнитный роликовый магнитный сепаратор (напряжённость магнитного поля 8000~12000Э): отделяет сильномагнитный ильменит с получением ильменитового концентрата (содержание TiO₂ больше или равно 45%, который можно напрямую экспортировать/дальнейшую переработку); слабомагнитный роликовый магнитный сепаратор (напряженность магнитного поля 2000~6000Э): отделяет слабомагнитный монацит (редкоземельный минерал) от хвостов сильномагнитной сепарации с получением монацитового концентрата; Колонна магнитной сепарации/мокрый магнитный сепаратор: если сырье имеет высокое содержание влаги, влажная магнитная сепарация используется для дополнительной сепарации, чтобы избежать потери магнитных минералов.
Операционные точки: При магнитной сепарации силу магнитного поля следует регулировать в соответствии с магнитными свойствами минералов, чтобы избежать адсорбции не-магнитных минералов из-за слишком сильного магнитного поля или потери магнитных минералов из-за слишком слабого магнитного поля. При сухой магнитной сепарации скорость подачи следует контролировать равномерно, чтобы слой руды не был слишком толстым, что может повлиять на магнитную сепарацию.
(III) Шаг 3: Электро-сепарация/флотация - Очистка не-ценных минералов, таких как циркон и рутил. Отходы магнитной сепарации не-ценных немагнитных минералов, таких как циркон и рутил, представляют собой не-немагнитные смешанные минералы (включая циркон, рутил, кварц, полевой шпат и т. д.). Эти минералы имеют небольшие различия в плотности и магнетизме и требуют разделения на основе электрических свойств (диэлектрической проницаемости) или смачиваемости поверхности для получения концентратов циркона и рутила высокой-чистоты. Это процесс очистки для отделения пляжной россыпной руды. Эти два процесса подходят для разных сценариев: 1. Электро-сепарация (основной процесс, подходящий для пляжных россыпных руд) использует различия в диэлектрической проницаемости и проводимости минералов. В электрическом поле высокого-напряжения проводящие минералы (остатки рутила, ильменита) адсорбируются на электродах, а не-непроводящие минералы (циркон, кварц) выбрасываются центробежной силой. Основное оборудование – роликовый электро-сепаратор высокого-высокого давления (стандартное промышленное оборудование). Процесс операции следующий: черновая обработка: отделение рутила (проводящего) от циркона (не-проводящего) с получением рутилового чернового концентрата; очистка: многократная электро-сепарационная очистка для увеличения содержания TiO₂ в рутиловом концентрате до уровня выше или равного 95 %, а содержания ZrO₂・SiO₂ в цирконовом концентрате до уровня выше или равного 65 % (промышленный стандартный продукт).
