1. عملية تكرير رمل الكوارتز، حيث يخضع الخام، بعد التكرير الأولي، لعمليات الغربلة وإزالة الطين والغسل والتصنيف لإنتاج رمل كوارتز يحتوي على نسبة سيليكون أعلى من 96%، ونسبة حديد أقل من 0.15%، وحجم جسيمات يتراوح من 20–24 ميش إلى 100–130 ميش، وتتميز هذه العملية بأن: الخام الذي خضع للتنقية الأولية يتدفق إلى طبقتين أو أكثر من شبكات الغربلة لإجراء عمليتي غربلة أو أكثر، وتُرتب شبكات الغربلة من الخشنة إلى الناعمة بالترتيب من الأعلى إلى الأسفل.
2. عملية تكرير رمل الكوارتز وفقًا للمطالبة 1، والتي تتميز بما يلي: إن شبكة الغربلة العلوية هي شبكة ذات 20–24 شبكة، والتي تزيل الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 20–24 شبكة؛ أن شبكة الغربلة السفلية هي شبكة ذات 100–130 شبكة، والتي تزيل الرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 100–130 شبكة؛ ويتم تجميع الرمل الذي يتراوح حجم جسيماته بين 20–24 شبكة و100–130 شبكة، ويمر عبر قناة إلى عملية إزالة الطين.
3. عملية تكرير رمل الكوارتز وفقًا للمطالبة 1، والتي تتميز بأن: شبكات الغربلة المستخدمة في عملية الغربلة قد تكون غربالات اهتزازية، أو غربالات أسطوانية، أو أنواعًا أخرى من الغربالات ذات أنماط حركة مختلفة.

عملية تكرير رمل الكوارتز

المجال التقني

يتعلق هذا الاختراع بعملية تكرير رمل الكوارتز، وبشكل خاص بعملية تكرير رمل الكوارتز التي تستخدم شبكات غربلة متعددة الطبقات في عملية الغربلة.

الخلفية الفنية

يُعد رمل الكوارتز عالي الجودة والمرتبة العالية المادة الخام الرئيسية لإنتاج الزجاج. وعلى وجه الخصوص، يتطلب رمل الكوارتز المستخدم في تصنيع الزجاج الأبيض نسبة عالية من السيليكون ونسبة منخفضة للغاية من الحديد. فارتفاع نسبة الحديد يؤدي إلى تحول لون الزجاج الأبيض إلى اللون الأزرق وتشكل فقاعات، مما يؤثر سلبًا على جودة الزجاج. في الخام الأولي، يتركز معظم الرمل ذي المحتوى العالي من الحديد في الرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 100–130 ميش. في العملية التقليدية، بعد التخصيب الأولي، يخضع الخام الأولي لعمليات الغربلة وإزالة الطين والغسل والتصنيف لإنتاج الرمل النهائي. عادةً ما تستخدم عملية الغربلة شبكة غربلة أحادية الطبقة للغربلة لمرة واحدة، وهو ما لا يسمح بإزالة الرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 100–130 ميش، مما يؤدي إلى استمرار ارتفاع نسبة الحديد في الرمل النهائي ويؤثر على جودة الزجاج الأبيض. ولهذا السبب، تم إجراء تحسينات على أساس العملية التقليدية: بعد التخصيب الأولي للخام، ومن خلال عمليات الغربلة وإزالة الطين والغسل المتعدد، تُضاف عملية إزالة الحديد إلكترونيًا لإزالة شوائب الحديد، مما يؤدي إلى تحسين درجة جودة الرمل النهائي لتلبية متطلبات إنتاج الزجاج الأبيض. ومع ذلك، فإن العملية المذكورة أعلاه تنطوي على عيوب مثل الاستثمار الضخم، والتكلفة المرتفعة، وصعوبة الصيانة.

ملخص الاختراع

يتمثل الهدف من هذا الاختراع في التغلب على أوجه القصور المذكورة أعلاه في التقنيات السابقة، وتوفير عملية تكرير لرمل الكوارتز تتميز باستثمارات منخفضة، وتكلفة منخفضة، وسهولة الصيانة، وجودة عالية للرمل النهائي.

يتم تحقيق هدف الاختراع الحالي على النحو التالي: عملية تكرير رمل الكوارتز، حيث يتم، بعد التكرير الأولي للخام الخام، من خلال الغربلة وإزالة الطين والغسل والتصنيف، إنتاج رمل كوارتز يحتوي على نسبة سيليكون أعلى من 96%، ومحتوى حديد أقل من 0.15%، وحجم جسيمات يتراوح من 20–24 ميش إلى 100–130 ميش. يتدفق الخام الذي خضع للتنقية الأولية إلى طبقتين أو أكثر من شبكات الغربلة لإجراء عمليتي غربلة أو أكثر. يتم ترتيب شبكات الغربلة من الخشنة إلى الناعمة بالترتيب من الأعلى إلى الأسفل. شبكة الغربلة العلوية هي شبكة 20–24 ميش، والتي تزيل الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 20–24 ميش. أما شبكة الغربلة السفلية فهي شبكة 100–130 شبكة، وتقوم بإزالة الرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 100–130 شبكة. ويتم تجميع الرمل الذي يتراوح حجم جسيماته بين 20–24 شبكة و100–130 شبكة، ويمر عبر قناة إلى عملية إزالة الطين. قد تكون شبكات الغربلة المستخدمة في عملية الغربلة عبارة عن غرابيل اهتزازية، أو غرابيل أسطوانية، أو أنواع أخرى من الغرابيل ذات أنماط حركة مختلفة.

في عملية تكرير رمل الكوارتز موضوع الاختراع الحالي، ونظرًا لاستخدام طبقتين أو أكثر من شبكات الغربلة في عملية الغربلة، يتم ترتيب شبكات الغربلة في طبقات من الأعلى إلى الأسفل. تحت تأثير تدفق المياه، يتدفق الخام الذي خضع للتنقية الأولية أولاً عبر شبكة الغربلة العلوية، ثم يسقط باستمرار بفعل الجاذبية، مروراً بالتتابع عبر شبكات الغربلة السفلية وصولاً إلى شبكة الغربلة السفلية، حيث يخضع لعمليات غربلة متعددة. تقوم شبكة الغربلة العلوية ذات 20–24 شبكة بإزالة الرمل الخشن الذي يزيد حجمه عن 20–24 شبكة، بينما تقوم شبكة الغربلة السفلية ذات 100–130 شبكة بإزالة الرمل الناعم الذي يقل حجمه عن 100–130 شبكة. ونظرًا لتركيز كمية كبيرة من شوائب الحديد في الرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 100–130 شبكة، فإن إزالة الرمل الناعم الذي يقل حجمه عن 100–130 شبكة يقلل من محتوى الحديد في الرمل. تتركز الشوائب الأخرى في الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 20–24 شبكة، لذا فإن إزالة الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 20–24 شبكة تزيد من محتوى السيليكون في الرمل. وبالتالي، يكون حجم جسيمات رمل الكوارتز النهائي بين 20–24 شبكة و100–130 شبكة، مع محتوى سيليكون أعلى من 96% ومحتوى حديد أقل من 0.15%، مما يلبي متطلبات إنتاج الزجاج الأبيض ويمنع تحول لون الزجاج الأبيض إلى الأزرق أو تكوّن الفقاعات. وعندما تتلف شبكة غربال معينة، يمكن إصلاحها ببساطة عن طريق إزالتها واستبدالها بأخرى جديدة، مما يجعل التركيب والصيانة مريحين للغاية. ونظرًا لعدم الحاجة إلى معدات إلكترونية معقدة لإزالة الحديد، تنخفض تكاليف الإنتاج. تنخفض تكلفة إنتاج كل طن من رمل الكوارتز من 50 يوان صيني إلى 22 يوان صيني، مما يوفر 56% من تكلفة الإنتاج لكل طن.

وصف تفصيلي للنماذج التطبيقية

يتم وصف الاختراع الحالي بمزيد من التفصيل أدناه بالاستناد إلى نماذج تنفيذ محددة.

المثال 1:

يحتوي خام رمل الكوارتز الخام المستخرج من المناجم على نسبة سيليكون أقل من 92%، ونسبة حديد تتراوح بين 0.2% و0.25%، كما يحتوي على كمية كبيرة من الشوائب، ويتميز بتوزيع واسع لحجم الجسيمات.

بعد التجهيز الأولي، يخضع خام رمل الكوارتز الخام للخطوات التالية في العملية:

1. تحت تأثير تدفق المياه، يتدفق الخام الذي خضع للمعالجة الأولية عبر قناة إلى شبكات غربلة مرتبة عموديًا لغرض الغربلة. وتُرتب شبكات الغربلة على طبقتين، حيث تبلغ درجة الغربلة العلوية 20 ميش، بينما تبلغ درجة الغربلة السفلية 130 ميش. ويتم إزالة كل من الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 20 شبكة والرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 130 شبكة. أما الرمل الذي يتراوح حجم جسيماته بين 20 شبكة و130 شبكة فيتم تجميعه ويدخل القناة.
2. يتدفق الرمل المنخل عبر قناة إلى آلة إزالة الطين لإزالة الطين المختلط بالرمل.
3. يتدفق الرمل الذي تمت إزالة الطين منه عبر قناة إلى جهاز تنقية لإزالة الشوائب بشكل أكبر.
4. ثم يتم تصنيف الرمل المغسول لإنتاج رمل كوارتز نهائي يحتوي على نسبة سيليكون تزيد عن 96%، ونسبة حديد أقل من 0.15%، ومحتوى شوائب منخفض للغاية، وحجم جسيمات يتراوح بين 20 ميش و130 ميش.

المثال 2:

يحتوي خام رمل الكوارتز الخام المستخرج من المناجم على نسبة سيليكون أقل من 92%، ونسبة حديد تتراوح بين 0.2% و0.25%، كما يحتوي على كمية كبيرة من الشوائب، ويتميز بتوزيع واسع لحجم الجسيمات.

بعد التجهيز الأولي، يخضع خام رمل الكوارتز الخام للخطوات التالية في العملية:

1. تحت تأثير تدفق المياه، يتدفق الخام الذي خضع للمعالجة الأولية عبر قناة إلى شبكات غربلة مرتبة عموديًا من أجل الغربلة. وترتب شبكات الغربلة على طبقتين، حيث تبلغ درجة الغربلة العلوية 20 ميش، بينما تبلغ درجة الغربلة السفلية 100 ميش. ويتم إزالة كل من الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 20 شبكة والرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 100 شبكة. أما الرمل الذي يتراوح حجم جسيماته بين 20 شبكة و100 شبكة فيتم تجميعه ويدخل القناة.
2. يتدفق الرمل المنخل عبر قناة إلى آلة إزالة الطين لإزالة الطين المختلط بالرمل.
3. يتدفق الرمل الذي تمت إزالة الطين منه عبر قناة إلى جهاز تنقية لإزالة الشوائب بشكل أكبر.
4. ثم يتم تصنيف الرمل المغسول لإنتاج رمل كوارتز نهائي يحتوي على نسبة سيليكون تزيد عن 96%، ونسبة حديد تقل عن 0.15%، ومحتوى شوائب منخفض للغاية، وحجم جسيمات يتراوح بين 20 ميش و100 ميش.

المثال 3:

يحتوي خام رمل الكوارتز الخام المستخرج من المناجم على نسبة سيليكون أقل من 92%، ونسبة حديد تتراوح بين 0.2% و0.25%، كما يحتوي على كمية كبيرة من الشوائب، ويتميز بتوزيع واسع لحجم الجسيمات.

بعد التجهيز الأولي، يخضع خام رمل الكوارتز الخام للخطوات التالية في العملية:

1. تحت تأثير تدفق المياه، يتدفق الخام الذي خضع للمعالجة الأولية عبر قناة إلى شبكات غربلة مرتبة عموديًا لغرض الغربلة. وتُرتب شبكات الغربلة على طبقتين، حيث تبلغ درجة الغربلة العلوية 24 شبكة، بينما تبلغ درجة الغربلة السفلية 100 شبكة. ويتم إزالة كل من الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 24 شبكة والرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 100 شبكة. أما الرمل الذي يتراوح حجم جسيماته بين 24 شبكة و100 شبكة فيتم تجميعه ويدخل القناة.
2. يتدفق الرمل المنخل عبر قناة إلى آلة إزالة الطين لإزالة الطين المختلط بالرمل.
3. يتدفق الرمل الذي تمت إزالة الطين منه عبر قناة إلى جهاز تنقية لإزالة الشوائب بشكل أكبر.
4. ثم يتم تصنيف الرمل المغسول لإنتاج رمل كوارتز نهائي يحتوي على نسبة سيليكون تزيد عن 96%، ونسبة حديد أقل من 0.15%، ومحتوى شوائب منخفض للغاية، وحجم جسيمات يتراوح بين 24 ميش و100 ميش.

المثال 4:

يحتوي خام رمل الكوارتز الخام المستخرج من المناجم على نسبة سيليكون أقل من 92%، ونسبة حديد تتراوح بين 0.2% و0.25%، كما يحتوي على كمية كبيرة من الشوائب، ويتميز بتوزيع واسع لحجم الجسيمات.

بعد التجهيز الأولي، يخضع خام رمل الكوارتز الخام للخطوات التالية في العملية:

1. تحت تأثير تدفق المياه، يتدفق الخام الذي خضع للمعالجة الأولية عبر قناة إلى شبكات غربلة مرتبة عموديًا لغرض الغربلة. وتُرتب شبكات الغربلة على طبقتين، حيث تبلغ درجة الغربلة العلوية 24 ميش، بينما تبلغ درجة الغربلة السفلية 130 ميش. ويتم إزالة كل من الرمل الخشن الذي يزيد حجم جسيماته عن 24 شبكة والرمل الناعم الذي يقل حجم جسيماته عن 130 شبكة. أما الرمل الذي يتراوح حجم جسيماته بين 24 شبكة و130 شبكة فيتم تجميعه ويدخل القناة.
2. يتدفق الرمل المنخل عبر قناة إلى آلة إزالة الطين لإزالة الطين المختلط بالرمل.
3. يتدفق الرمل الذي تمت إزالة الطين منه عبر قناة إلى جهاز تنقية لإزالة الشوائب بشكل أكبر.
4. ثم يتم تصنيف الرمل المغسول لإنتاج رمل كوارتز نهائي يحتوي على نسبة سيليكون تزيد عن 96%، ونسبة حديد تقل عن 0.15%، ومحتوى شوائب منخفض للغاية، وحجم جسيمات يتراوح بين 24 ميش و130 ميش.

المثال 5:

تحت تأثير تدفق المياه، يتدفق خام رمل الكوارتز الخام الذي خضع لمعالجة أولية عبر قناة إلى شبكات الغربلة لإجراء عملية الغربلة. يتم ترتيب شبكات الغربلة في ثلاث طبقات، حيث تكون الشبكة العلوية 20 ميسه، والشبكة الوسطى 80 ميسه، والشبكة السفلية 100 ميسه. يتم إزالة الرمل الخشن الأكبر من 20 ميسه والرمل الناعم الأصغر من 100 ميسه. يتم تجميع الرمل الذي تتراوح أحجام جزيئاته بين 20 و100 شبكة، ويدخل القناة. توجد قناة بين شبكات الغربلة العلوية والوسطى لتدفق الرمل الذي تتراوح أحجام جزيئاته بين 20 و80 شبكة إلى عملية إزالة الطين والعمليات اللاحقة. يتم توفير قناة ثانية بين شبكات الغربال المتوسطة والسفلية لتدفق الرمل الذي تتراوح أحجام جسيماته بين 80 ميسه و100 ميسه إلى عملية إزالة الطين والعمليات اللاحقة. أما خطوات العملية الأخرى فهي نفسها كما في المثال 1.