ציוד נלווה ותהליכי עבודה לשטיפת עפרות בוקסיט (בדרך כלל בוקסיט).
כביסה היא שלב מכריע בהטבת הבוקסיט. מטרתו העיקרית היא להסיר זיהומי חימר מהעפרה, להגדיל את יחס הסיליקון האלומיניום- ולבודד בוקסיט בדרגה גבוהה-. מכיוון שבוקסיט, במיוחד בוקסיט מסוג-תפוצות בארצי, מתקיים לעתים קרובות בצמוד למינרלי חימר כמו קאולין ואיליט, ויוצר "מלט", יעילות הכביסה משפיעה ישירות על האיכות והיתרונות הכלכליים של המוצר הסופי.
להלן ציוד הליבה והתהליכים האופייניים לשטיפת בוקסיט:
I. ציוד לשטיפת ליבות
שילובי ציוד שונים נבחרים על סמך התכונות הפיזיקליות של העפרה (כגון תכולת בוץ, גבשושיות וקשיות).
1. ציוד לריסוק וסינון מראש.-
מגרסה לסתות/מגרסת פטישים: עבור עפרות גדולות, נדרשת ריסוק תחילה כדי להפריד מינרלים שימושיים מהגנגה (חימר).
מסך מגרגר/מסך רטט: בשימוש לפני ואחרי הריסוק, הוא מבצע סינון-קדם וסינון בדיקה כדי להפריד חומר עדין-גרגיר (המכיל בדרך כלל בוץ) מגושים הדורשים ריסוק או כביסה נוספת.
2. ציוד לשטיפת עפרות ליבה
זה הלב של התהליך כולו.
מכונת כביסה שוקת
עקרון הפעולה: בשקת בצורת -U, הסיבוב המתמשך של להבי ספירלה מעורר ומקרצף את העפרה. זרימת המים מוציאה את התרחיץ ממוצא הגלישה, בעוד הגושים המנוקים נדחפים החוצה מהקצה השני על ידי להבי הספירלה.
מאפיינים: משלב פונקציות כביסה, קרצוף, דירוג והרמה. יש לו יכולת עיבוד גבוהה והוא יעיל במיוחד בריסוק עפרות עם בוץ מלוכד בינוני עד חזק.
יישומים: מעבד עפרות בינוניות- ועדינות-עם תכולת בוץ גבוהה ולכידות חזקה.
מכונת כביסה תוף (מגרדת סיבובית)
עקרון הפעלה: תוף מסתובב משופע המצויד בבלבול ותרסיסי מים בלחץ גבוה-. העפרה מורמת ונפילה תוך כדי סיבוב התוף, שם היא מתפרקת ומנקה על ידי חיכוך והשפעת זרימת המים בלחץ גבוה-.
מאפיינים: פעולת ריסוק חזקה ויכולת עיבוד גבוהה.
יישומים: מתאים במיוחד לעיבוד עפרות אגרסיביות מאוד המכילות בוץ.
מכונת שטיפה עפרות מסך רוטט
עקרון עבודה: צינור מים בלחץ גבוה- מותקן על המסך הרוטט כדי לשטוף בו זמנית את העפרה תוך כדי הסינון.
מאפיינים: מבנה פשוט, עלות השקעה נמוכה.
יישום: מתאים לעפרות עם בוצה שבירה מלוכדת באופן רופף.
סיווג ספירלי
מכונת כביסה ספירלית
עקרון עבודה: מנצל את קצבי השקיעה השונים של חלקיקים מוצקים במים לסיווג מכני והסרת בוצה. מספק גם אפקט קרצוף מסוים.
מאפיינים: מבנה פשוט, פעולה אמינה.
יישום: משמש בדרך כלל לסיווג והסרת בוצה לאחר תהליך שטיפת העפר.
3. ציוד פיזור וריכוז
המוצר השטוף דורש הסרת מים לפני עיבוד נוסף או הובלה.
הידרוציקלון: מנצל כוח צנטריפוגלי לסיווג וריכוז יעילים, נפוץ להסרת בוצה עדינה במיוחד (-0.075 מ"מ).
מסך התייבשות: מסך רטט בתדירות גבוהה המשמש להסרת מים ראשונית של עפרות שטופות.
חומרי עיבוי: משמשים לעיבוד התרחיץ שנוצר משטיפת עפרות, החזרת מינרלים עדינים ומים באמצעות כוח הכבידה המיחזור למיחזור.
מכבשי סינון/צנטריפוגות: משמשים לביצוע הסרת מים סופית של זרימת העבה (בוץ עפרה עדין מאוד), ויוצרים זנב ערימה יבש-.
II. תהליך שטיפת עפרות טיפוסי
מפעל שלם לשטיפת עפרות כולל בדרך כלל את השלבים הבאים:
הכנת עפרות: גושי עפרות גדולים נכתשים בתחילה במכתש לסתות.
הקרנה מוקדמת-: החומר הכתוש עובר דרך מסך רוטט. הגודל התחתון (חלקיקים עדינים עם תכולת בוץ גבוהה) מעובד ישירות לכביסה או הסרת בוצה לאחר מכן; המידה המוגזמת (גושים) נכנסת לציוד שטיפת הליבה.
קרצוף ושחרור-: הגושים נכנסים לשוקת או למכונת כביסה בתוף, שם מערבבים אותם היטב, מערבבים אותם ומקרצפים אותם במים כדי להפריד לחלוטין את החימר מחלקיקי העפר.
סיווג והסרת הסלמה: הסילוף ממכונת שטיפת העפרות נכנס לסיווג ספירלי או הידרוציקלון כדי להפריד בין העפרה הגסה הנקייה לגלישה המכילה בוץ דק.
הפחתת מוצר: העפרה הגסה הנקייה מסולקת על ידי מסך התייבשות כדי לייצר את התרכיז הסופי.
זנב וטיפול במים:
ההצפה המכיל בוץ נכנס למעבה לצורך שקיעה וריכוז.
ההצפה מהמעבה (מים נקיים) ממוחזרת חזרה לתהליך, ומשיגה אפס פליטות.
הזרימה התת מהמעבה (בוצה) נדחסת לעוגת בוץ על ידי מכבש מסנן לאחסון ועיבוד קלים.
תרשים זרימת תהליך
עפרות ← (ריסוק גס) ← (הקרנה מוקדמת) ← מכונת שטיפה ליבה (שוקת/תוף) ← ציוד סיווג/הסרת הרזיה (מסווג ספירלי/הידרוציקלון) ← מסך פיזור ← תרכיז
סיווג/הסרת חיתוך הצפת ← מעבה ← סופרנטנט (ממוחזר) ותת זרימה ← מסנן לחץ ← זנב
שיקולים מרכזיים
מאפייני עפרה: תכולת בוץ, קשיות עפרות, פלסטיות חימר ופיזור גודל החלקיקים של מינרלים שימושיים וגנג הם גורמים בסיסיים בבחירת הציוד והתהליכים.
מיחזור מים: מפעלי שטיפת עפרות מודרניים חייבים לשקול מיחזור מים ודרישות להגנת הסביבה. עיבוי ולחיצת מסנן הם קריטיים.
עלויות השקעה ותפעול: בחירת ציוד דורשת איזון בין ביצועי הטיפול לעלות.
לסיכום, שטיפת בוקסיט היא מערכת המשלבת ריסוק, סינון, קרצוף, סיווג, הסרת מים וטיפול בזנב. ציוד הליבה הוא מכונת שטיפת עפרות השוקת ומכונת שטיפת עפרות תוף, בתוספת ציוד סינון, דירוג והסרת מים, הפועלים יחד לשיפור דרגת העפר ועמידה בדרישות ההיתוך.
