Kanuni ya Usindikaji wa Madini kwa Kutumia Sanduku la Kujaza Maji

Chembe za madini hutenganishwa katika sanduku la uchujaji kwa nguvu za pamoja za mvuto, msuguano, na mtiririko wa maji. Mtiririko wa maji katika sanduku la uchujaji ni mtikisiko, na mwendo wake haujumuishi tu mtiririko uliopinda sambamba na sakafu ya sanduku la uchujaji, bali pia vimondo na kuruka kwa maji kwa mwelekeo unaokutana na sakafu. Aina hizi mbili za mtiririko wa juu hazisababishi tu kupungua kwa msongamano wa chembechembe, bali pia husaidia chembechembe za madini kupangwa kwa tabaka kulingana na uzito wao. Matokeo ya upangaji huu wa tabaka ni kwamba chembechembe nzito na kubwa zaidi huwekwa kwenye tabaka la chini, na chembechembe nyepesi na ndogo zaidi huwekwa kwenye tabaka la juu. Zikisukumwa na mtiririko wa maji ulio kando, chembechembe za madini huanguka katika maeneo tofauti kutoka kwenye sehemu ya upitishaji. Chembechembe kubwa na nzito zaidi huanguka kwanza karibu na sehemu ya upitishaji na kuwa safu ya chini ya mchanga katika eneo hilo. Chembechembe ndogo na zisizo nzito sana huanguka mbali zaidi kutoka sehemu ya upitishaji na kuwa safu ya juu ya mchanga katika eneo hilo. Baada ya kutulia chini ya sanduku la kupitisha maji, chembechembe za madini huendelea kusogea mbele kando ya sehemu ya chini ya sanduku hilo kwa msukumo wa mtiririko wa maji. Wakati wa mchakato huo, chembechembe nyembamba za madini katika tabaka la juu, hasa zile zenye msongamano mkubwa, zitapita kwenye mianya kati ya chembechembe kubwa na kusogea kwenye tabaka la chini kwa nguvu ya uvutano. Mapengo kati ya chembechembe za madini huwa makubwa zaidi zikiwa zinahamia kuliko zikiwa zimesimama, jambo linalofanya utengano na mpangilio wa tabaka kuwa dhahiri zaidi. Ikiwa utengano utakuwa mkubwa mno, hata chembechembe nyembamba zaidi zenye msongamano mdogo zitahamia kwenye tabaka la chini, na hivyo kupunguza ufanisi wa utenganishaji. Wakati chembechembe za madini zinaposogea mbele kwenye mfereji, upinzani wa msuguano hutokea kati ya chembechembe na sehemu ya chini ya mfereji, na pia kati ya chembechembe zenyewe. Kutokana na tofauti za msongamano na ukubwa wa chembechembe, kiwango cha msuguano pia hutofautiana, na kusababisha tofauti za kasi kati ya chembechembe. Kwa hivyo, chembechembe za madini zenye msongamano mkubwa zaidi zilizo chini hupata nguvu ndogo ya mtiririko wa maji na nguvu kubwa zaidi ya msuguano, na husogea polepole au hata hazisogei kabisa kando ya sehemu ya chini ya mfereji; chembechembe za madini zisizo na msongamano mkubwa zilizo juu hupata nguvu kubwa zaidi ya mtiririko wa maji na nguvu ndogo zaidi ya msuguano, na husogea kwa kasi zaidi. Chembechembe za madini zenye ukubwa mkubwa hupata nguvu kubwa zaidi ya mtiririko wa maji kuliko chembechembe nyembamba, na kasi ya mwendo wao ni kubwa zaidi kuliko ile ya chembechembe nyembamba.

Utengenezaji wa madini kwa kutumia sanduku la kupitisha maji Inatumika sana kuchakata madini adimu kama vile dhahabu, platinamu, tini, chuma, na tungsteni. Ni njia ya kawaida ya uboreshaji wa madini kwa kuchakata amana za placer za kiwango cha chini.

2.5.2 Masanduku ya Kujaza Maji

Kuna aina nyingi za sanduku za sluice, ambazo zinaweza kugawanywa kulingana na ukubwa wa chembe za madini yanayopitishwa: (1) Sanduku za sluice za mchanga mkubwa, zinazopitisha madini yenye ukubwa wa chembe zaidi ya 2-3 mm, na ukubwa wa juu wa chembe za kuingiza wa 100-200 mm. Hizi zinajumuisha hasa sanduku za kupitisha maji zisizobadilika, sanduku za kupitisha maji za Ross, na sanduku za kupitisha maji za mkanda zenye gridi; (2) Sanduku za kupitisha maji za chembe nyembamba, zinazoshughulikia vifaa vyenye ukubwa wa chembe wa 2–0.074 mm. Hizi zinajumuisha hasa sanduku za kupitisha maji zinazokusanya na vikusanyaji vya koni;

(3) Sanduku za kupitisha chembe ndogo sana (sanduku za kupitisha matope), zinazoshughulikia vifaa vyenye ukubwa wa chembe za kuingiza chini ya 0.074 mm, na kikomo halisi cha ukubwa wa chembe kinachorejeshwa ni 0.01 mm. Hizi zinajumuisha hasa vikusanyaji vya Moritz (kitanda cha mtetemo kinachopinduka cha tabaka 40), sanduku za sluice za mkanda wa matope, sanduku za sluice za mkanda wa mtetemo, na sanduku za sluice za mkanda wa mtiririko msalaba. 2.5.2.1 Sanduku la Sluice la Chembechembe Kubwa

Hii kwa kawaida ni sanduku la kupitisha maji refu lililotengenezwa kwa mbao au bati la chuma (kamba ya mkanda isiyo na mwisho pia inaweza kutumika). Chini ya sanduku la uchujaji limewekwa vizuizi au nyuso nyingine zenye ukakasi ili kuunda mikondo ya vortiksi yenye nguvu na kukusanya chembechembe nzito za madini. Chembechembe za madini zenye ukubwa zaidi ya 2–3 mm hulegea na kupangwa kwa tabaka chini ya athari ya mtiririko wa maji uliopinda. Chembechembe nzito za madini hukusanyika kwenye mapengo ya vizuizi chini ya kisanduku cha uchujaji au kwenye uso wenye ukungu, huku chembechembe nyepesi za madini zikiwa kwenye safu ya juu na kubebwa hadi kwenye mabaki na mtiririko wa maji. Hutumika hasa kutenganisha dhahabu ya mfereji, platinamu, bati, na amana nyingine za madini adimu za mfereji. Ukubwa wa juu kabisa wa chembe za kulisha unaweza kufikia 100-200 mm, na ukubwa wa chini kabisa wa chembe zinazoweza kurejeshwa ni 0.074 mm. Aina zinazotumika sana ni pamoja na masanduku ya kuchuja ya kudumu, masanduku ya kuchuja ya Ross, na masanduku ya kuchuja ya konveya ya mkanda.

A. Sanduku la Mfereji Lililowekwa Thabiti

Hii ni sanduku la sluice refu lenye upana sawa na sakafu imara. Ni kifaa muhimu cha awali cha kuchuja madini ya dhahabu ya placer. Imegawanywa katika sanduku za sluice za ardhini na sanduku za sluice za mchoro. Sluice za ardhini kwa kawaida huwa na urefu wa mita 15, upana wa mita 0.5–0.6, na mteremko wa 5°–6°. Wakati wa kuchakata dhahabu ya placer ya daraja la juu, seti ya visuliusa vya ziada huongezwa mwishoni mwa kisuliusa kikuu, vyenye upana wa jumla wa mara 5-10 ya ule wa kisuliusa kikuu. Hizi hugawanywa katika njia kadhaa, kila moja ikiwa na upana wa mita 0.7-0.8 na urefu wa mita 6-12, ili kuongeza uokoaji wa chembechembe nyembamba za dhahabu. Kwenye meli za uchimbaji wa dhahabu, sluice kwa kawaida huwekwa pande zote mbili za skrini ya kuoshea ya silinda (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2-25), zikinyooka wima na mhimili wa meli, huku kila mfereji ukiwa na upana wa mita 0.6-0.8. Bidhaa ndogo kuliko kiwango kutoka kwenye skrini ya kuoshea ya silinda huingia kwenye mfereji msaidizi, wakati mabaki kutoka kwenye mfereji msaidizi huingia kwenye mfereji mrefu kwa ajili ya uchimbaji ili kuongeza urejeshaji wa chembechembe za dhahabu na madini mengine mazito. Mteremko wa mfereji msaidizi ni 5°-7°, wakati mteremko wa mfereji mrefu ni mdogo kwa 0.5°-1°.

Mchoro 2-25 Mpangilio wa sluice kwenye dredger ya dhahabu: 1—skrini ya kuosha ya silinda; 2—mgawaji; 3—sluice ya msalaba; 4—sluice ya mwelekeo

Milango ya kuzuia maji isiyobadilika hupatikana katika aina tatu: vizuizi vya moja kwa moja, vizuizi vya mlalo, na vizuizi vya gridi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2-26. Vizuizi vya wima vimetengenezwa kwa mbao za mviringo au za mraba, wakati vizuizi vya mlalo vimetengenezwa zaidi kwa chuma cha pembe. Aina hizi mbili za vizuizi ni ndefu kiasi, zikizalisha mawimbi makubwa yanayofaa kunasa chembechembe kubwa za dhahabu na platinamu, na pia zina athari ya kusugua. Vizuizi vya gridi hutengenezwa kwa waya uliosokotwa au kwa kutoboa mashimo kwenye bati za chuma na kisha kuvivuta; hutumika katika milango ya maji ya mashine za kuchimba dhahabu. Tabaka la uso lenye wastani la ukubwa huwekwa chini ya vizuizi. Nyenzo za kawaida za uso ni pamoja na mikeka ya mpira iliyochongwa, mikeka ya mianzi, felti, na sufu laini, zinazotumika kunasa chembechembe nyembamba za dhahabu.

Aina za bafli za parachuti

a – Kizuizi cha mstari wima; b – Kizuizi cha mstari mlalo; c – Kizuizi cha gridi

Sluice za kudumu hufanya kazi mara kwa mara, huku mzunguko wa kusafisha ukitegemea kiwango cha dhahabu na madini mengine mazito yaliyomo kwenye madini ghafi. Kwa kawaida, sluice za ardhini husafishwa kila baada ya siku 5-10, wakati sluice za msalaba kwenye mashine za kuchimba dhahabu husafishwa kila siku, na sluice za mwelekeo kila baada ya siku 5. Kila kipindi cha kusafisha hudumu takriban saa 2-8. Usafishaji huanza kwa kuosha awali kwa maji safi, kisha huondolewa vizuizi na kumaliziwa kwa kuosha kwa maji yenye mkusanyiko.

Kiwango cha urejeshaji cha sluisi za ardhini kwa ujumla ni 60–70%, na kiwango cha kupitisha ni 0.5–1.25 m³/(m²·saa). Kwenye mashine za kuchimba dhahabu, sluisi za safu moja zina upitishaji wa 0.3–0.4 m³/(m²·saa), na sluisi za safu mbili zina upitishaji wa 0.2–0.25 m³/(m²·saa).

B. Ross Sluice

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-27. Wakati wa uendeshaji, madini ghafi hutupwa kwenye mfereji wa mlo ulioko kichwani mwa sluice kwa kutumia lori au buldoza, na maji yenye shinikizo kubwa hutumika kuosha madini hayo, yakivunja matope. Baada ya kuoshwa, madini husukumwa kwenye skrini yenye mashimo kwa ajili ya kuchuja. Chembechembe ndogo zinazoingia chini ya ukubwa huingia kwenye mfereji wa pembeni kwa ajili ya utenganishaji zaidi, wakati chembechembe kubwa zinazoingia juu ya ukubwa huchakatwa kupitia mfereji wa kati. Mifereji yote miwili imewekewa vizuizi vya kunasa chembechembe za dhahabu. Kipenyo kizima kina urefu wa mita 4.3 hadi 12.2 na upana wa mita 1.8 hadi 9.7, na kinapatikana katika saizi sita tofauti. Saizi kubwa zaidi ina uwezo wa kuchakata mita za ujazo 750 kwa saa na matumizi ya maji ya lita 75,000 kwa dakika.

Mchoro 2-27 Mfereji wa Ross

1—Mfereji wa kulishia; 2—Mpipa wa kunyunyizia maji; 3—Kichujio chenye matundu; 4—Mfereji mkuu wa kati;

5—Kizuizi cha sehemu ya kwanza; 6—Kizuizi cha sehemu ya pili; 7—Mtoko wa pembeni

C. Mfereji wa Konveya ya Mkanda

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-28. Sluisi yenyewe ni mkanda wa mpira usio na mwisho, uliowekwa kwa pembe ya 9°, ukisogea juu kwa kasi ya 0.6 m/s. Uso wa mkanda umeundwa kuwa gridi za mraba, na kuna mfereji wa msalaba ulio juu zaidi katika vipindi vya kawaida, ukisababisha mawimbi ndogo ndogo katika slurry inayotiririka, na kuachilia na kupanga chembe za madini kwa tabaka. Madini mazito hubaki kwenye gridi, huku madini mepesi yakitiririka na slari hadi mwisho na kutolewa kama mabaki. Mkanda una kuta za pembeni kuzuia slari. Aina hii ya sluice hufanya kazi bila kukoma, ni rahisi kuiendesha, na inahitaji juhudi ndogo za kazi, na hutumika kwenye mashine za kuchimba dhahabu kwa ajili ya kukusanya vipande vya dhahabu. Mfereji, wenye vipimo (upana × urefu) vya mita 0.716 × 5, una uwezo wa kuchakata mita za ujazo 6.4 kwa saa na ukubwa wa juu kabisa wa chembe za kulisha ni milimita 16.

Mchoro 2-28 Kipenyo cha Konveya ya Mkanda

2.5.2.2 Sluisi ya chembechembe ndogo

Zinatumika kuchakata madini yenye ukubwa wa chembe wa 2–0.074 mm. Ikilinganishwa na sluice za chembe kubwa, sluice za chembe ndogo zina sehemu ya chini laini, hazina vizuizi wala ujenzi mkali, urefu mfupi na mteremko mkali, jambo linalosababisha mtiririko dhaifu wenye msukosuko wa slurry. Madini nyepesi na mazito husogea kando ya sakafu ya sluice na hutolewa mfululizo kama mkusanyiko na mabaki. Sluice za chembe ndogo ni pamoja na sluice zinazopungua kipenyo, vikusanyaji vya koni, vikusanyaji vya diski vilivyoegeshwa, na ngoma za kuosha za Johnson.

A. Mfereji uliofinyazwa

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-29. Ni sluice yenye mteremko wa chini wa 16°–20° na upana unaopungua polepole kutoka mwisho wa upakiaji hadi mwisho wa utoaji, pia inajulikana kama sluice yenye umbo la feni. Wakati wa uendeshaji, slurry yenye mkusanyiko wa 50%–60% hupelekwa kutoka juu na hutiririka kuelekea mwisho wa mtiririko uliopunguzwa kipenyo. Chembechembe za madini hujipanga kulingana na msongamano, huku tabaka la chini la madini mazito likitiririka polepole na tabaka la juu la madini mepesi likitiririka haraka. Zinapofika kwenye sehemu ya kutolea, bidhaa nzito, bidhaa za kati, na bidhaa nyepesi hutenganishwa kwa kutumia mashimo ya kutolea yaliyoko chini ya mfereji au sahani ya kukata iliyoko mwishoni mwa mfereji. Urefu wa mfereji kwa kawaida ni mm 600–1200, upana upande wa kulisha ni mm 125–400, upana upande wa kutolea ni mm 10–25, na uwiano wa upana wa pande zote mbili (uwiano wa upungufu) ni 10–20.

Wakati wa uendeshaji, mkusanyiko wa malighafi unapaswa kudhibitiwa kwa ukali, na kiwango cha mabadiliko cha ±2%. Ukubwa wa chembe uliorejeshwa kwa ufanisi ni 2.5–0.038 mm. Uwezo wa usindikaji wa sluisi moja ya ukandamizaji ni tani 0.9 kwa saa. Sluice nyingi hutumika kwa pamoja kwa mbinu tatu za muunganiko: muunganiko wa mviringo, muunganiko wa mpangilio sambamba, na muunganiko wa tabaka nyingi na hatua nyingi. Sluisi za upunguzaji kwa ujumla hutumika kama vifaa vya awali vya kutenganisha dhahabu, titani, zirconium, tantali, na niobiam kutoka kwenye amana za placer za pwani. Pia zinaweza kutumika kuchakata madini ya dhahabu, tungsteni, bati, titani, zirconium na madini ya hematite.

Mchoro 2-29 Kanuni ya uendeshaji ya mfereji uliopinda

1—Chute; 2—Uso wenye umbo la feni; 3—Bidhaa nyepesi;

4—Bidhaa nzito; 5—Bidhaa ya kati; 6—Sahani ya kukata

B. Kichujio cha koni

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-30. Ilitengenezwa na E. Reichert wa Australia katika miaka ya 1950, pia inajulikana kama Konisi ya Utoaji ya Reichert. Ni konisi iliyogeuzwa kichwa chini yenye mteremko wa 17°, inayoitwa konisi ya kutenganisha, na konisi ya usambazaji wa slurry iliyowekwa moja kwa moja juu yake. Wakati wa uendeshaji, slurry yenye mkusanyiko wa 55%–65% hupelekwa kwa usawa ndani ya koni ya kutenganisha kupitia pembezoni mwa koni ya usambazaji, kisha hutiririka kuelekea katikati. Kioevu kilichokolezwa hutolewa kupitia mpasuo wa duara katika sehemu ya kati, huku mabaki yakitolewa kupitia bomba kuu la mabaki. Kanuni yake ya utenganishaji ni sawa na ile ya mfereji unaokutana, lakini bila athari ya vorteksi kwenye ukuta wa pembeni.

Konisi ya kutenganisha ina sehemu kadhaa za kutenganisha zilizopangwa wima, zilizoundwa na koni nyingi za kutenganisha. Kuna aina mbili za koni za kupanga: za safu moja na za safu mbili. Mchoro 2-30 unaonyesha sehemu ya uchaguzi inayojumuisha koni ya uchaguzi ya tabaka mbili na koni ya uchaguzi ya tabaka moja, ambayo inakamilisha operesheni moja ya uchujaji wa awali na moja ya kusafisha. Konzentati inayopatikana kutoka sehemu hii ya uchaguzi inaweza kusafishwa zaidi kwa kutumia sluice inayokutana, na mabaki hutumwa kwenye sehemu inayofuata ya uchaguzi kwa ajili ya uchimbaji wa mabaki.

Mchoro 2-30 Mchoro wa kielelezo wa utendaji wa kizidishi cha koni

1—Koni ya usambazaji; 2—Koni ya utenganishaji yenye tabaka mbili; 3—Koni ya utenganishaji yenye tabaka moja

Koni ya kutenganisha na koni ya usambazaji zote zimetengenezwa kwa nyuzi za kioo, zikifanya ziwe nyepesi na imara, na zimewekwa kwenye fremu. Koni ya mkusanyiko kwa kawaida ina koni 3 hadi 9 za kutenganisha zinazounda hatua 2 hadi 4 za utenganishaji, na kuna mchanganyiko mbalimbali.

Kifaa cha mkusanyaji koni kina kipenyo cha mita 2 na uwezo wa usindikaji wa tani 60-75 kwa saa, kikirejesha kwa ufanisi chembe za ukubwa wa 2-0.03 mm. Katika miaka ya 1980, Australia ilitengeneza vichujio vya koni vyenye kipenyo cha mita 3 na mita 3.5, vyenye uwezo wa kuchakata tani 200–300 kwa saa.

Vikusanyaji vya koni vina uwezo mkubwa wa usindikaji na gharama ndogo za uzalishaji, na hutumika sana kama vifaa vya awali vya kusindika madini ya mfukoni na ya mishipa.

C. Kikusanyaji wa Diski Mwinuko

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-31. Una diski inayozunguka iliyowekwa kwa pembe ya 32°–35°, ikiwa na muundo wa spiral ya Archimedean kwenye uso wake. Wakati wa uendeshaji, slurry hupelekwa kwenye diski kutoka upande mmoja. Katika eneo la kutulia chini ya diski, chembechembe hutulia kulingana na msongamano na ukubwa. Chembechembe zilizotulia hupanda hadi upande mwingine diski inapozunguka, ambapo husafishwa kwa maji na kisha hutiririka chini pamoja na maji ya kusafishia. Nyenzo huzunguka ndani ya takriban theluthi moja ya eneo la diski na hugawanyika kwa tabaka kulingana na msongamano. Madini mepesi huenda juu na kumwagika kutoka kwenye diski pamoja na lami, na kuwa makombo. Madini mazito huenda kwenye tabaka za chini, yakidondokea kwenye mifereji ya mzingo ya Archimedes na kubebwa kando ya mifereji hiyo hadi katikati ya diski, ambapo hutolewa kama madini yaliyokusanywa.

Mchoro 2-31 Kanuni ya Kichanganishi cha Diski Yenye Mwinuko

1—Tundu la Kutolea Mkusanyiko; 2—Kidhibiti Mtiririko; 3—Mwelekeo wa Mzunguko wa Diski;

A—Eneo la kulisha; B—Eneo la kutulia; C—Eneo la kuosha

Diski imetengenezwa kwa nyuzi za fiberglass, na uso wake umeundwa kwa resini ya epoxy iliyochanganywa na korundamu (meshi -150). Ni nyepesi, imara, na rahisi kusogezwa, inafaa kwa kusambaza amana ndogo za placer na amana za dhahabu za placer. Kichujio cha diski kilichoinama chenye kipenyo cha milimita 800 kina uwezo wa kuchakata tani 1.5–3 kwa saa, kwa ukubwa wa chembe wa -6 mm.

Ukubwa wa chembe unaofaa kwa urejeshaji ni 0.074 mm, na uwiano wa utajiri unaweza kufikia 20–35. Kikuzaji cha D. Johnson

Muundo unaonyeshwa katika Mchoro 2-32. Awali ilitumika Afrika Kusini, ni silinda ya kupanga yenye mwinamo na inayozunguka polepole, urefu wake ni mita 3.6 na kipenyo chake ni mita 0.75. Ukuta wa ndani umefunikwa na bati za mpira zenye mifereji, mifereji yenyewe ikiwa na kina cha 3 mm na upana wa 6 mm, na sehemu yake ya msalaba ikiwa na ncha kali. Silinda inazunguka kwa kasi ya 0.1–0.3 mizunguko kwa dakika. Slajii yenye mkusanyiko wa 30%–60% (kawaida 55%) huingizwa kwenye silinda. Inaposukumwa na mzunguko, slajii hutiririka kando ya ukuta wa silinda, na hivyo kuunda msukosuko wa kukata ndani ya silinda. Hii husababisha mtengano kulingana na uzito; madini mepesi huhamishwa hadi juu na kubebwa na lindi, huku madini mazito yakitengenezwa kwenye mifereji na kupandishwa hadi juu na mzunguko, ambapo husafishwa na maji ya kuoshea na kuangukia kwenye kibini cha madini yaliyokusanywa. Inatumika hasa katika mizunguko ya kusaga ili kurejesha chembechembe za kipekee za dhahabu, ikiwa na uwezo wa usindikaji wa tani 5–20 kwa saa.

Mchoro 2-32 Kizidishi cha Johnson

1—Silinda ya Utengano; 2—Mwelekeo wa Mzunguko wa Silinda; 3—Bamba la Raba la Mifereji; 4—Mfereji wa Kikolezo; 5—Mfereji wa Taka

2.5.2.3 Sanduku la Kujua la Chembechembe Ndogo (Laini)

Inatumika kuchakata vifaa vyenye ukubwa wa chembe chini ya 0.074 mm, na hutumika sana kutenganisha slimi za tungsteni, tini, tantali, niobiamu, dhahabu, na platinamu. Inatumia mtiririko uliopinda (filamu nyembamba) kwa ajili ya utenganishaji. Unene wa filamu ni takriban 1 mm, na kasi ya mtiririko ni polepole kiasi, hasa laminar. Chembechembe za madini zimefungwa kwa upole na nguvu ya Begno inayotokana na mwendo wa kupasua. Mkusanyiko wa slurry katika safu ya juu ya filamu ni mdogo, na chembechembe za madini hujipanga kwa tabaka kulingana na kasi ya kutulia kwa mwingiliano. Kiwango cha msongamano wa slajia katika sehemu ya chini ya filamu ni kikubwa sana, na chembechembe za madini haziwezi kusimamishwa, zinasogea kwa tabaka na kutengana kulingana na utenganishaji. Kwa hivyo, chembechembe nzito za madini hukusanyika katika tabaka la chini, na madini mepesi katika tabaka la juu. Madini mepesi katika safu ya juu hubebwa na mtiririko wa maji kama mabaki, wakati madini mazito katika safu ya chini hudondoshwa chini ya sluice na huenda yakabebwa kwa mfululizo na uso wa sluice unaosonga kinyume au kumwagwa mara kwa mara kama mkusanyiko baada ya mlisho kusimama.

Kulingana na mbinu ya uendeshaji, sluisi za chembe ndogo hugawanywa kuwa sluisi za kazi za mara kwa mara na sluisi za kazi za mfululizo. Kulingana na kanuni ya utenganishaji, hugawanywa kuwa sluisi zenye mtiririko wa filamu rahisi na sluisi zinazochanganya mtiririko wa filamu na mtikisiko. Aina ya kwanza inajumuisha sluice za mkanda wa slime, wakati aina ya pili inajumuisha sluice za mkanda za mtiririko wa msalaba, sluice za mkanda zinazotetemeka, vikusanyaji vya Mozley, na meza za kupindua zenye mitetemeko ya msalaba za vitengo viwili. Mchanganyiko wa nyanja nyingi za nguvu ndio mwelekeo wa maendeleo ya sluice za slime.

A. Mfereji wa Ukanda wa Slime

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-33. Ni mkanda uliopinda na usio na mwisho unaosogea kinyume na mwelekeo wa mtiririko wa slurry. Utenganishaji wa madini hufanyika kwenye uso wa mkanda, ambao ni mrefu mita 3 na upana mita 1. Slurry na maji ya kuosha huingizwa kwenye uso wa mkanda kutoka juu kupitia sahani ya usambazaji. Eneo lililo chini ya mkanda ni eneo la kuongezeka ukubwa wa chembechembe, lenye urefu wa takriban mita 2.4. Juu ya mkanda wa usafirishaji ni eneo la kusafisha, lenye urefu wa takriban mita 0.6. Slurry hutiririka chini katika tabaka nyembamba kando ya uso wa mkanda na hugawanyika kwa tabaka kulingana na msongamano. Tabaka la juu la madini mepesi hubebwa na mtiririko wa maji juu ya gurudumu la mkia na kumwagiliwa kwenye mfereji wa makombo. Tabaka la chini la madini mazito huwekwa kwenye uso wa mkanda, hubebwa na mkanda wa usafirishaji hadi eneo la kusafisha ili kuoshwa na maji ya kuoshea, na hatimaye kumwagiliwa kwenye mfereji wa madini yaliyokusanywa karibu na gurudumu la kwanza. Mteremko wa uso wa mkanda ni 13°~17°, na kasi ya mkanda ni 0.03 m/s. Msongamano wa malighafi ni 25%~35%, na ukubwa wa chembe za malighafi ni 0.074~0.01 mm. Kiasi cha uzalishaji ni tani 1.2~3 kwa saa, na uwiano wa utajiri ni 4~7. Hutumika sana kwa uchujaji wa tope la madini ya tungsten na tin.

Mchoro 2-33 Mfereji wa Konveya wa Mkanda wa Lami

1—Uso wa mkanda; 2—Bamba la usambazaji wa lishe; 3—Bamba la usambazaji wa maji; 4—Mfereji wa mkusanyiko; 5—Mfereji wa taka

B. Mfereji wa Konveya ya Mkanda wa Mtiririko Msalaba

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-34. Ni konveya ya mkanda usio na mwisho, yenye upana wa mita 1.2 na urefu wa mita 2.75, iliyowekwa kwa usawa katika mwelekeo wa mrefu na kupinduliwa kwa pembe ya 0°~3° katika mwelekeo wa upana. Mkanda mzima na mabano vimepandikizwa kwenye fremu kwa kutumia kamba nne za chuma.

Mchoro 2-34 Mchoro wa kielelezo wa mfereji wa mkanda wa konveya wa mtiririko wa msalaba

A – Eneo la kazi ya awali; B – Eneo la chembechembe za kati; C – Eneo la usafishaji;

1 – Mfereji wa kulishia; 2 – Mfereji wa kurudisha mabaki ya nafaka;

3 – Mfereji wa kuoshea wa mlalo; 4 – Mfereji wa kuoshea wa mrefu;

5 – Mwelekeo wa mwendo wa mkanda; 6 – Uzito wa kinyume;

7 – Kioevu kilichokolea; 8 – Vumbi la kati; 9 – Vumbi la mwisho

Uzito usio na usawa unaozunguka umewekwa chini ya mkanda karibu na mwisho wa gurudumu la kwanza. Uso wa mkanda unasogea kwa mwelekeo mrefu kwa kasi ya 0.01 m/s, huku wakati huo huo ukifanya mwendo wa mzunguko wa mpango unaosukumwa na uzito usio na usawa. Wakati wa uendeshaji, slurry hupelekwa kwa usawa juu ya uso wa mkanda kupitia mfereji wa kulisha. Chini ya nguvu ya kukata inayotokana na mtiririko wa maji ulio kando na kupinda pamoja na mwendo wa kuzunguka, chembe za madini hulegea na kupangwa kwa tabaka kulingana na uzito. Chembechembe za madini zilizopangwa kwa tabaka husambazwa kwa umbo la feni kwenye uso wa mkanda na hatimaye hubebwa na mtiririko wa maji wa msalaba na mkanda unaosogea kwa urefu, na kuwa mkusanyiko, mabaki ya kati, na mabaki ya mwisho.

Kifaa hiki huchukua chembechembe za madini zenye ukubwa wa 0.1~0.005 mm, kina uwezo wa kuchakata tani 4~5 kwa saa, na kikomo cha ukubwa wa chembe kinachorejeshwa kwa ufanisi ni 0.01~0.005 mm, na uwiano wa utajiri hadi 10~50, na hivyo kuifanya iwe hasa inayofaa kwa uchimbaji wa tope la madini.

C. Kipipa cha Konveya ya Mkanda Unaotetemeka

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-35. Uso wa kazi ni mkanda uliopinda bila mwisho wenye mteremko wa urefu wa 1°~4°. Mikanda husogea juu kwa kasi ya 0.035 m/s, na kupitia mfumo wa kutikiswa na kupindapinda, hutoa miondoko ya kutikiswa kushoto-kulia na miondoko ya kurudiana isiyo sawa kando ya mwelekeo wa urefu. Wakati wa uendeshaji, chini ya athari ya mtiririko wa maji na miondoko ya kupindapinda iliyochanganywa, chembe za madini kwenye uso wa mkanda hujipanga kwa haraka katika tabaka. Chembechembe nyembamba za madini mazito husambazwa pande zote mbili za mkanda, wakati chembechembe kubwa zaidi za madini mazito huwekwa katika safu ya chini katikati ya uso wa mkanda. Hizi husafirishwa na mkanda hadi eneo la uchimbaji na hatimaye hutolewa kama mkusanyiko. Chembechembe za madini mepesi hugawanywa katika safu ya juu katikati ya uso wa mkanda na hutiririka na maji hadi kwenye sehemu ya mabaki kama mabaki.

Mchoro 2-35 Mtoa wa mkanda wa vibra

1—Mikanda ya kupanga; 2—Mfereji wa kulisha; 3—Mfereji wa kulisha maji; 4—Mfumo wa kutetemesha; 5—Mfumo wa kuzungusha; 6—Mpipa wa kuelekeza; 7—Mpipa wa mkusanyiko

Kitengo kimoja chenye vipimo vya 800 mm × 2500 mm kina uwezo wa usindikaji wa kilo 71–85 kwa saa, kikomo cha ukubwa wa chembe kinachorejesha kwa ufanisi cha 0.02 mm, na uwiano wa utajiri wa takriban 10. Inafaa kwa uboreshaji wa slime, ikifikia kiwango cha urejeshaji cha zaidi ya 70%.

D. Mozley Kichanganuzi

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-36. Ilitengenezwa na R.H. Mozley mwaka 1967, ni sluice ya chembe ndogo yenye mwendo wa kukata unaozunguka juu ya uso wa kitanda. Uso wa kitanda umefanywa kwa nyuzi za fiberglass, urefu wake ni 1525 mm na upana ni 1220 mm, ukiwa na tabaka 40 zilizowekwa katika fremu mbili, pia unajulikana kama kitanda kinachozunguka na kuinuliwa chenye tabaka 40. Uzito usio na usawa unaozunguka umewekwa kati ya fremu hizo mbili, na kusababisha uso wa kitanda kufanya mwendo wa kupasua unaozunguka kwa usawa. Fremu zimefungwa kwa kamba za chuma na huzungushwa mara kwa mara na kifaa cha hewa ili kutoa mkusanyiko. Sifa yake muhimu zaidi ni matumizi ya nguvu ya Begno ili kuimarisha utenganishaji wa chembe nyembamba. Ukubwa halisi wa chembe unaoweza kurejeshwa ni 0.01–0.005 mm (kulingana na cassiterite), eneo lote la kitanda ni mita za mraba 74.4, uwezo wa uchakataji ni tani 2.1–3.1 kwa saa, uwiano wa utajirishaji ni 3–6, na kiwango cha urejeshaji kinachotumika ni 65%–75%. Inafaa kwa uchujaji wa awali wa matope ya madini ya tungsten, kalai, tantali, niobiamu, dhahabu, na platinamu.

Kitanda cha mtetemo na mtikisiko wa kupindua cha vitengo viwili

Mchoro 2-36, kitanda cha kutetemeka na kupinduka cha tabaka 40

a—Hatua ya kutenganisha; b—Hatua ya kutoa mkusanyiko

1—Kifuremu; 2, 3—Uso wa juu na wa chini wa kitanda; 4—Kamba ya waya; 5—Kifaa cha pneumatic; 6—Uingizaji

Muundo wake unaonyeshwa katika Mchoro 2-37. Uso wa kitanda unasogea kwa usawa mbele na nyuma katika mwelekeo wa urefu, na kanuni yake ya kazi ni sawa na ile ya meza ya kutetemeka. Wakati wa utenganishaji, ni mabaki tu hutolewa, wakati madini mazito hubaki juu ya uso wa kitanda.

Mchoro 2-37 Meza ya kupindua yenye kutikisika kwa mwelekeo wa wima na vitengo viwili

1—Uso wa meza wa hatua ya utenganishaji; 2—Uso wa meza wa hatua ya utoaji wa mkusanyiko;

3—Kisambazaji cha chakula; 4—Fremu; 5—Mfereji wa chakula cha mkusanyiko

Kikolezo hutolewa baada ya lishe kusimamishwa. Kila kitengo kina seti mbili za nyuso za kitanda zenye nambari 1–4, zinazofanya kazi kwa mzunguko. Uso wa kitanda ni upana wa mita 2.7 na urefu wa mita 1.2. Mchanganyiko wa tope hupelekwa kwenye seti moja ya nyuso za kitanda kando ya upana wote. Baada ya kutenganisha, uso wa kitanda huzunguka kwa nyuzi 50°, na maji hupulizwa ili kukusanya mkusanyiko. Mteremko wa msalaba wa uso wa kitanda ni nyuzi 1.3°~2.5°, mwendo ni milimita 40~180, na kasi ya mwendo ni mizunguko 90~120 kwa dakika. Ukubwa wa chembe za malighafi ni -0.3 mm, uwezo wa uchakataji ni tani 5 kwa saa, na uwiano wa utajirishaji ni 20~500. Inafaa kwa ajili ya utenganishaji wa madini ya tungsteni, tin, tantali, niobiamu, dhahabu, na platinamu.