砂洗浄装置: 粘土の除去、細かい砂の回収、水の使用のバランスを取る方法

効果的な砂洗浄は、単にできるだけ細かい物質を除去するだけではありません。洗浄回路では、最終製品に必要な砂粒子を保持しながら、不要な粘土、シルト、および表面の汚染を分離する必要があります。同時に、水の消費量、スラリーの排出、製品の水分も管理する必要があります。

これらの要件は矛盾する可能性があります。水流や洗浄強度を高めると、特定の汚染物質の除去が向上する可能性がありますが、貴重な細かい砂がオーバーフローに流れ込む可能性もあります。より微細な材料を保持すると、製品の歩留まりが向上する可能性がありますが、特定の清浄度またはグレーディング要件を満たすことが難しくなります。

評価する集約生産者向け 砂洗浄装置最も有用なアプローチは、不要な材料がどのくらい効果的に除去されるか、販売可能な砂がどのくらい回収されるか、プロセス全体に必要な水の量という 3 つの関連した結果を調べることです。正しいバランスは、飼料の濃度、粘土の特性、完成した砂の仕様、機器の構成、および利用可能な水処理システムによって異なります。

砂洗浄プロセスで実際に除去しなければならないものは何ですか?

粘土、シルトおよび表面の汚染

天然砂と人工砂には不要な微細物質が含まれている可能性がありますが、汚染の種類が重要です。粘土は、ばらばらの粒子として、または大きな粒子に付着したコーティングや塊として発生する場合があります。洗浄中にシルトや微細な鉱物粒子がプロセス水中に浮遊する場合があります。汚染物を除去するために必要な機械的撹拌の量は、汚染物が砂にどれだけ強く付着するかによって部分的に決まります。

簡単な洗浄と水圧分級段階で、容易に分散した微細な汚染物質を除去できます。より強く結合した粘土コーティングまたは粘土塊の場合、効果的に分離する前に追加の磨耗またはスクラブが必要になる場合があります。この区別は重要である。なぜなら、水力分離は、最初に大きな粒子から十分に遊離されていない汚染物質を除去できないからである。

たとえば、比較的大きな塊として残っている粘土を多く含む材料の一部は、洗浄水中で分散した個々の粘土粒子とは異なる挙動を示す可能性があります。洗浄プロセスで汚染を除去できない場合、オーバーフロー水を増やすだけでは根本的な問題を解決できない可能性があります。したがって、最初のステップは、何を除去する必要があるか、提案された洗浄条件で汚染物質を分離できるかどうかを確立することです。

不要な微粉と売れる微砂

すべての上質な材料が廃棄物になるわけではありません。砂製品では、意図した等級を満たすために、制御された割合の小さな鉱物粒子が必要になる場合があります。その画分の除去が多すぎると、粒度分布が変化し、販売可能な製品の量が減少する可能性があります。

これは、洗浄プラントをスラリーとともに排出される物質の質量だけで評価すべきではないことを意味します。オーバーフローには不要な粘土やシルトが含まれている可能性がありますが、目的の最終製品に含まれる細かい砂粒子も含まれている可能性があります。

この区別は、粉砕および成形プロセスにより大量の微細な鉱物粒子が生成される可能性がある人工砂の場合に特に重要です。これらの粒子が製品内に残るべきかどうかは、意図された用途と適用される受け入れ要件によって異なります。コンクリート砂、モルタル砂、またはその他の等級分けされた骨材製品を供給する生産者は、細粒含有量と等級分けに関して異なる制限に直面する可能性があります。

したがって、有用な洗浄性の調査には、粒子サイズ分析と微細材料の性質の評価の両方が含まれる必要があります。

飼料の等級と製品の品質要件

供給勾配により、洗浄を開始する前に各粒子サイズ範囲でどれだけの材料が利用できるかが決まります。供給物に含まれる材料がすでに必要な細砂部分に少なすぎる場合、洗浄回路は不足している粒子を製造できません。上流の破砕および分級段階を見直す必要があります。

逆に、飼料に望ましくない微粒子が過剰に含まれている場合、洗浄システムは、過剰な量の許容可能な砂を失わずに、その部分を十分に除去する必要があります。

したがって、有意義な装置評価では、入ってくる砂の乾燥粒度分布、必要な最終製品のグレーディング、不要な粘土またはシルトの量と特性、および洗浄製品とオーバーフロー間の固体の予想分布を比較する必要があります。必要な分離境界は、装置設定または追加の回収ステージを選択する前に定義する必要があります。

洗濯物のオーバーフローで細かい砂が出るのはなぜですか?

粒子の沈降と水圧分離

砂の洗浄および分別プロセスの多くは、水中の粒子の動きの違いを利用します。単純化された沈降条件下では、一般に、より大きな粒子または密度の高い粒子は、同様の形状および密度のより小さな粒子よりも容易に沈降します。ただし、実際の分離は粒子の形状、濃度、乱流、装置内の水圧条件によって影響されます。

微粒子は、オーバーフロー出口に向かって移動するのに十分な時間浮遊したままになる可能性があります。分離は必ずしも明確ではありません。水圧分級機を使用すると、その有効分離境界付近の粒子の一部をどちらかのストリームに送ることができます。

これが、装置が意図したとおりに機械的に動作している場合でも、洗浄回路で貴重な細かい砂が失われる可能性がある理由です。結果は、単に洗浄装置が機能しているかどうかだけではなく、運転条件と飼料の粒度分布によって決まります。

水の流れが微粒子を運ぶ仕組み

水の流れは、洗浄中にいくつかの重要な機能を果たします。微細物質を分散させ、不要な固体を排出口に移動させ、分離に必要な水圧条件を維持するのに役立ちます。しかし、流れを変えると粒子の輸送も変わります。

特定の分離ゾーンで水の速度と乱流が増加すると、生成物と一緒に沈降したり残留したりする粒子がオーバーフローに向かって運ばれる可能性があります。これは、水流が増加するたびに自動的に砂の損失が増加するという意味ではありません。結果は、装置の形状、供給濃度、油圧負荷および分離機構によって異なります。

これは、製品の回収を考慮せずに水流を調整すべきではないことを意味します。プロセス調整後にオーバーフローが固体で目に見えて重くなった場合は、代表的なサンプルを採取して、それらの固体に実際に何が含まれているかを判断する必要があります。視覚的な外観だけでは、サーキットで販売可能な砂が失われているのか、主に不要な粘土やシルトが除去されているのかを確認することはできません。

洗浄強度と製品回収率の関係

洗浄システムは、不要な汚染を除去し、有用な製品から分離するという 2 つの関連しながらも異なるタスクを実行する必要があります。条件によっては、撹拌を増やすと汚染物質の放出が改善される場合があります。より多くの水圧流量は、遊離した微粒子の廃棄物の流れへの輸送を改善する可能性がある。どちらの調整も、全体的な製品歩留まりの向上を保証するものではありません。

有用な性能評価は、望ましくない汚染の削減と、意図された製品要件を満たす材料の回収の両方を測定します。洗浄は改善されたが、製品が必要な微粒子を失いすぎる場合、プロセスでは別の分類設定、回収段階、または上流の準備方法が必要になる場合があります。

目的は微粒子を最大限に除去することではありません。技術的および経済的に合理的な回収率を備えた、許容可能な最終製品です。

追加の細砂回収装置が正当化されるのはどのような場合ですか?

オーバーフローで失われた固体の測定

回収システムを追加する前に、オペレータは既存のオーバーフローにさらなる処理を正当化するのに十分な回収可能な生成物が含まれているかどうかを確認する必要があります。それには、濁った水を観察する以上のことが必要です。代表的なオーバーフローサンプルを収集し、固形分濃度と粒度分布を測定する必要があります。

オーバーフローに残る乾燥固体の流れは、一貫した質量ベースの測定を使用して、スラリーの流れと固体濃度から推定できます。次の疑問は、それらの固形分のどの割合が要求される完成砂の仕様に含まれるかということです。

オーバーフロー固体のほとんどが望ましくない粘土やシルトで構成されている場合、それらを回収すると製品の品質が低下する可能性があります。意味のある部分が許容可能な砂粒子で構成されている場合は、追加の分離を評価する価値がある可能性があります。

信頼性の高い結果を得るには、プラントが異常にきれいになったり、過負荷になったり、供給が不足したりする瞬間ではなく、代表的な動作条件をサンプリングする必要があります。

液体サイクロンベースの回収オプション

一部の洗浄回路ではハイドロサイクロンを使用してスラリーを分類し、洗浄水のオーバーフローとともに残る砂部分の一部を回収できます。一般的な構成では、スラリーは圧力下でサイクロンに送られます。結果として生じる内部の流れは、装置の油圧条件下での粒子の挙動に従って粒子を分離します。

一般に、アンダーフローには粗い固体またはより容易に分離される固体が豊富に含まれていますが、オーバーフローにはより微細な物質と水が多く含まれています。ただし、サイクロンは完全にシャープな粒子サイズのカットを提供しません。

その性能は、サイクロンの形状、供給圧力、固形分濃度、粒子特性、選択された動作条件などの要因によって異なります。回収された固形物は、完成した砂に組み込む前に追加の脱水が必要になる場合があります。

したがって、回収回路にはサンプ、ポンプ、液体サイクロン、および適切な脱水装置が含まれる場合があります。これらは可能な業界プロセス構成であり、すべての RION 砂洗浄機に液体サイクロン回収装置が含まれているということではありません。

スラリーの状態に合わせた回収システム

回収システムは実際のスラリー状態に基づいて選択する必要があります。供給濃度の過度の変動により、分離挙動が変化する可能性があります。ポンプの動作や圧力が一貫していない場合も、回復結果の予測が困難になる可能性があります。

目的の回収画分の粒度分布は特に重要です。オーバーフローに存在するという理由だけで材料を回収することは、その材料が最終製品に属さない場合には逆効果になる可能性があります。

機器の選択では、予想される回収可能質量、分離精度、下流の脱水の必要性、最終的な等級分けに対する回収材料の影響を考慮する必要があります。回収装置を追加すると、資本コスト、エネルギー消費、メンテナンス、プロセスの複雑さも生じます。

廃水中に固形物が見えるという理由だけでなく、測定された製品回収率と運用上の利点が追加の要件をサポートする場合、それは正当化されます。

水の消費量とスラリーの取り扱いはどのように評価すべきですか?

淡水、リサイクル水、プロセスロス

洗浄プラントでは、その全量を新鮮な補給水として消費せずに、かなりの量の水を循環させる場合があります。この区別は、水需要を評価する際に不可欠です。洗浄装置を通過する総水流量には、淡水と回収ループが設置されている再循環水の両方が含まれます。

実際の補給水は、プロセスに入る外部からの水も考慮した上で、湿った製品、排出されたスラリー、蒸発、漏れ、その他の損失でシステムから出る水を置き換える必要があります。

他の水の入力がない、単純化された定常状態の水バランスの場合: 新鮮な補給水 = 製品と一緒に残る水 + 尾滓と一緒に残る水 + その他の未回収の水の損失。 これは、循環在庫が測定期間中に増加または減少していないことを前提としています。

始動、停止、または池の貯水池の変更の際には、貯留水の変化も含める必要があります。したがって、高い内部循環速度を使用するプラントでは、プロセス水の大部分が正常に回収されれば、必要な淡水は比較的少なくて済みます。

逆に、沈降性能が劣ったり、廃棄スラリーに過剰な水が残ったりすると、補給の需要が増加する可能性があります。水の消費量は、常にシステムの境界と運用基準を明確にして報告する必要があります。

スラリー固体と沈降システムの負荷

洗浄装置は湿式骨材処理回路の一部にすぎません。オーバーフローは、特に微細な懸濁物質が大量に含まれる場合には管理する必要があります。スラリーが沈殿池に排出されると、固形物の蓄積により利用可能な貯蔵容量が徐々に減少します。効果的な動作を維持するには、定期的な固形物の除去が必要な場合があります。

処理配置では、システムに入る水圧流量と固形物の質量の両方を考慮する必要があります。必要な水量を収容できる池であっても、土砂の負荷が過剰になると、運用が困難になる可能性があります。

プロジェクトの条件に応じて、考えられるプロセス要素には、沈殿池、清澄装置、濃縮システム、機械的脱水などが含まれます。各オプションの適合性は、固体の特性、利用可能な土地、排水要件、運営コスト、および水の再利用の意図された方法によって異なります。

査定をされる購入者様へ 砂洗浄装置、必要な水とスラリーの管理設備は、無関係の付属品として扱うのではなく、完全な洗浄回路の一部として検討する必要があります。

リサイクル水の質が洗濯に与える影響

リサイクルされたプロセス水は淡水の需要を削減できるため貴重ですが、水質は目的の分離プロセスに適した状態に保たれなければなりません。高濃度の浮遊粘土や沈泥を含む水は、洗浄回路内の水圧条件を変化させる可能性があり、最終製品に微細な物質が混入するリスクが高まる可能性があります。

影響は浮遊物質の濃度、鉱物組成、水の化学的性質、および機器の構成によって異なります。したがって、処理システムは、信頼性の高い洗浄に必要な範囲内に水質を維持できる必要があります。

一貫性のない砂の品質に直面しているオペレーターは、洗浄装置の設定だけでなく、リサイクルされた水固形分の変化も調査する必要があります。水の回収と製品の品質は、工学的に関連した考慮事項です。

脱水は完成した砂の取り扱いにどのような影響を与えますか?

洗浄後の残留水分

洗浄された砂は通常、粒子の間および粒子の周囲に水が残った状態で湿式処理段階を終了します。残留量は、材料の等級、粒子の形状、脱水機構、および排水に利用できる時間によって異なります。

細かい砂は、より小さな孔と毛細管力がより多くの水を保持できるため、通常、粗い砂よりも脱水の課題が大きくなります。洗濯機は、即時の輸送、備蓄、またはさらなる取り扱いに必要な含水量の砂を生成することなく、不要な汚染物質を効果的に除去できます。

したがって、洗浄性能と脱水性能は別々に測定する必要があります。

濡れた砂の備蓄と運搬

過剰な水分は、完成した砂の取り扱い特性に影響を与える可能性があります。湿った物質が機器の表面に付着したり、移動ポイントに蓄積したり、備蓄エリアに水が流れ込んだりする可能性があります。水分含有量の変化は、かさ密度や生産トン数の解釈にも影響を与える可能性があります。

このため、湿潤トン数の読み取り値を自動的に同じ量の乾燥した販売可能な砂として扱うべきではありません。生産収率を評価する場合は、測定値を一貫した乾燥固体ベースに変換する必要があります。

製品の水分が変化すると予想される場合は、備蓄排水、流出管理、コンベアの設計も考慮する必要があります。

追加の脱水が必要な場合

洗浄装置からの残留水分がその後の取り扱いや製品配送の要件を超える場合、別の脱水段階が正当化される場合があります。粒度分布やプロセス配置に応じて、脱水スクリーンやその他の適切な装置を検討できます。

この決定は、実際の製品の水分測定値と定義された取り扱い目標によって裏付けられる必要があります。追加の脱水を行っても、粘土の除去や細かい砂の回収が自動的に改善されるわけではありません。それは異なるプロセス目標に取り組みます。

したがって、正しく設計された洗浄回路には、洗浄、水圧分級、微粒子回収、水分低減のための個別の装置ステージが必要になる場合があります。これらすべてを単一の不特定の性能数値に結合すると、機器の比較の信頼性が低くなります。

購入者は実際の洗浄性能をどのように評価できますか?

餌、洗浄砂、オーバーフローのサンプリング

最も有用な洗浄性能評価は、主要な材料の入口点と出口点での測定から始まります。代表的なサンプルは、流入する飼料、洗浄された製品、およびオーバーフローまたは廃棄物の流れから採取する必要があります。サンプルは、同じ動作間隔にわたって測定された流量または合理的に確立された流量と関連付けられる必要があります。

各ストリームについて、関連する測定値には、粒度分布、乾燥固形分含有量、水分、および望ましくない汚染の量が含まれる場合があります。サンプリング方法では、分離とプロセスの変動性も考慮する必要があります。

貯蔵庫の表面またはスラリーチャネル内の隔離された場所から採取されたサンプルは、材料の流れ全体を表していない可能性があります。結果が機器の合格またはプロセス保証に使用される場合、評価を開始する前にサンプリング計画とテスト方法に同意する必要があります。

砂と水のバランスを確立する

入ってくるフィードに 1 時間あたり 100 トンの乾燥固体が含まれる単純化された例を考えてみましょう。測定により、1 時間あたり 88 トンが洗浄された製品に送られ、1 時間あたり 12 トンが廃棄物またはオーバーフローの流れを通って出ていくことが示されているとします。合計の乾燥固形分バランスは次のようになります。 100 = 88 + 12.

製品ストリームへの乾燥固体の全体的な回収量は次のとおりです。 88 / 100 × 100 = 88%。しかし、この数字は貴重な砂の 88% が回収されたことを証明するものではありません。回路を出る毎時 12 トンのガスには、望ましくない微粒子と、最終製品の要件を満たす粒子の両方が含まれる可能性があります。

販売可能な砂の回収量を見積もるには、オペレータは各流れに出入りする対象粒子の質量を決定する必要があります。たとえば、粒度分析により、フィード中の対象砂が 1 時間あたり 90 トン、最終製品中のその対象部分が 1 時間あたり 85 トンであることが特定されたとします。ターゲット画分の回収率は次のようになります。 85 / 90 × 100 ≒ 94.4%.

上記の値はすべて例示であり、RION 装置のテスト結果ではありません。これらは、総固形物回収率と有用砂回収率が異なる測定値である理由を示しています。

別個の水バランスでは、湿った飼料、新鮮な補給供給、再循環流、製品の水分、および廃水排出に伴う水の侵入を考慮する必要があります。同等の乾燥固体と水ベースを使用すると、本物の製品の損失と水分含有量の変化によって引き起こされる違いを区別するのに役立ちます。

洗浄、回収、脱水結果の比較

実際の受け入れ評価では、主要なプロセス目標を個別に評価する必要があります。

単一の測定でプロセス全体を捉えることはできません。非常にきれいな砂を生成するが、貴重な微粒子が過剰に失われる洗浄回路は、商業的に魅力的ではない可能性があります。固形分回収率が高い回路は、許容できない粘土が残っていたり、間違ったグレーディングが行われたりする場合にも不適切である可能性があります。

最適な構成は、回収、水需要、および動作要件の合理的なバランスを維持しながら、指定された製品品質を満たします。

砂洗浄装置の提案にはどのようなデータを提供する必要がありますか?

飼料の階調、粘土含有量および製品仕様

機器を選択する前に、購入者は実際に洗浄回路に入る材料の特性を確立する必要があります。関連情報には、飼料の粒度分布、意図した分離範囲を下回る材料の量、粘土含有量、最大粒径、飼料品質の予想される変動などが含まれます。

粘土が存在する場合、購入者はそれが主に分散した微粒子、コーティング、または塊として存在するかどうかを明確にする必要があります。必要な最終製品のグレーディングと清浄度の基準は、受信するフィード データとは別に提供する必要があります。

砂が上流の破砕または成形装置（たとえば、 VSIサンドメーカー、その結果として生じるグラデーションは、機器カテゴリーのみから推測するのではなく、測定する必要があります。

上流のスクリーニング配置も、洗浄に入る粒度分布に影響を与える可能性があります。リオンさん 振動スクリーン 集合処理ラインにおける関連する製品カテゴリの 1 つです。

必要な処理量と水の条件

提案には、生産能力が湿った飼料、乾燥した飼料固形物、または最終製品のいずれで表現されるかを明確に記載する必要があります。これらの数量は交換可能ではありません。

装置サプライヤーは、利用可能なプロセス水、リサイクルが必要かどうか、予想される水質、およびスラリー処理の実際的なオプションに関する情報も必要とします。現場で利用できる真水が限られている場合、または沈殿設備用のスペースが限られている場合、これらの制約が全体的な洗浄構成に大きな影響を与える可能性があります。

容量だけでは完全な洗浄プロセスを定義するのに十分ではありません。

機器の範囲と設置場所の制約

購入者と機器の供給者は、提案された範囲にどのプロセス段階が含まれるかを確立する必要があります。基本的な洗浄機、個別の微砂回収を備えた洗浄機、および水処理と製品の脱水が組み込まれた完全な回路は同等のシステムではありません。

提案では、機器のインターフェース、ユーティリティ、基礎、利用可能な設置スペース、および下流の処理要件を特定する必要があります。また、それらの結果がプロジェクト要件の一部を形成する場合、最終製品のグレーディング、回復率、および水分を測定する方法も指定する必要があります。

RIONが提供する サンドワッシャー 骨材処理アプリケーション用の機器。プロジェクト固有の話し合いの場合、バイヤーは、代表的な飼料データ、必要な砂のグレーディング、スループット、および現場の条件を、 RIONお問い合わせページ.

最も効果的な砂洗浄回路は、必ずしも大量の微細物質を除去する回路であるとは限りません。 これは、排除する必要がある汚染物質を除去し、貴重な砂を適切な割合で保持し、現場の水と取り扱いの制約内で動作するものです。

そのバランスを達成するには、実際の飼料を理解し、プロセス全体で固体と水の両方がどこに行くかを測定することから始まります。