W ostatnich latach coraz bardziej popularna staje się separacja optyczna, która pozwala na wzbogacanie materiałów w oparciu o własności optyczne, takie jak kolor, geometria cząstek oraz struktura powierzchni. Dużą zaletą tego procesu jest szybkie określenie wspomnianych parametrów, jednak znaczną wadą takiej separacji jest brak informacji dotyczącej wewnętrznej struktury separowanego materiału oraz jego gęstości. W przypadku zastosowania produkowanego przez firmę Comex separatora typu OSX-CXR nie występuje ten problem, ponieważ wykorzystuje on analizę rentgenowską jako dodatkowy element i potrafi dzięki niej precyzyjnie określić również wewnętrzną strukturę i gęstość materiału. Jest to pierwszy na rynku separator wykorzystujący tak szeroką gamę jednocześnie analizowanych parametrów. Nowe separatory mogą znaleźć szerokie zastosowanie głównie w przemyśle węglowym, mineralnym, metalurgicznym oraz w recyklingu.

Zasada działania
Schemat separatora OSX-CXR przedstawiony jest na RYS. 1. Materiał podawany jest przez podajnik wibracyjny w celu równomiernego rozmieszczenia cząstek na całej szerokości podajnika. Następnie separowany materiał spada na przenośnik taśmowy, na którym następuje pierwsza analiza rentgenowska, przy użyciu analizatora umieszczonego w centralnej części urządzenia. Na końcu przenośnika taśmowego w czasie gdy materiał opuszcza jego strefę ma miejsce analiza optyczna przy wykorzystaniu kamery. Po zakończeniu analizy optycznej układ elektroniczny podejmuje decyzję co do kwalifikacji materiału – czy jest to produkt (koncentrat), czy odpad. Jeżeli separowany materiał reprezentuje odpad, uruchamiany jest system dysz pneumatycznych w celu odrzucenia danej cząstki tak, aby spadła do osobnego wylotu, przeznaczonego do frakcji odpadów.

   Cały proces kontrolowany jest przez system komputerowy, w którym możliwe są ustawienia dotyczące kryteriów separacji. Na FOT. 1 przedstawiony został separator typu OSX-CXR podczas prac montażowych.

RYS. 1 Konstrukcja separatora optycznego i rentgenowskiego typu OSX-CXR firmy Comex

FOT. 1 Separator optyczno-rentgenowski podczas montażu

Rudy metali
Jeden z przykładów separacji z wykorzystaniem separatora OSX-CXR przedstawiony został na FOT. 2. Z lewej strony jest zdjęcie rudy chromu i żelaza. Widać na nim różnice w zabarwieniu powierzchni spowodowane przerostami innych minerałów. Po prawej stronie zaś jest fotografia przedstawiająca analizę rentgenowska tego samego materiału i widać tu kontury wewnętrznej struktury. Połączenie metody optycznej z rentgenowską w jedną całość pozwala na bardzo dokładne określenie zawartości rudy w separowanym materiale. Na tej podstawie możliwe jest wstępne usuniecie niepotrzebnych odpadów lub rudy o małej zawartości metalu, której dalsze wzbogacanie jest nieopłacalne. Pozwala to na zdecydowaną poprawę całości procesu wzbogacania oraz podniesienie jakości końcowego produktu. Podobny proces można zastosować w wypadku innych rud metali, takich jak rudy aluminium, wolframu, cynku, ołowiu, manganu itd.

Węgiel kamienny
Inny przykład separacji przedstawia FOT. 3. W tym przypadku separowanym materiałem był węgiel kamienny o uziarnieniu 80–200 mm. Celem separacji było odseparowanie frakcji o gęstości większej niż 1500 kg/m³, czyli oddzielenie kamienia od węgla. Wynik separacji pokazany został za pomocą kolorów: kolor pomarańczowy dotyczy czystego węgla kamiennego, a kolor zielony i niebieski to materiał skalny o gęstości powyżej 1500 kg/m³. System z łatwością mógł więc odrzucić materiał skalny, tak aby frakcja węgla została maksymalnie wzbogacona. Pozwoliło to na zdecydowane podniesienie wartości opałowej węgla po przeprowadzeniu wspomnianej separacji. W tym wypadku nie było już konieczne wzbogacanie separowanego węgla w cieczach ciężkich

FOT. 2 Przykłady separacji rudy chromu i żelaza jako cząstek o rozmiarach 20–80 mm. Z lewej – zdjęcie separowanego materiału, z prawej – obraz analizy rentgenowskiej z zaznaczonymi na żółto cząstkami o wysokiej zawartości metalu

FOT. 3 Przykłady analizy rentgenowskiej podczas separacji węgla kamiennego (jedna z frakcji cząstek o rozmiarach 80–200 mm) – w czasie tego procesu możliwe jest usuniecie materiału skalnego o dużej gęstości (kolor zielony)

Odpady metalurgiczne
Kolejne zastosowanie opisywanego separatora przedstawiono na FOT. 4. Tutaj chodzi o odseparowanie cząstek metalu od odpadów metalurgicznych. Cząstki, które system zaznaczył na czarno, reprezentują czysty metal i mogą być oddzielone od innych (kolor niebieski), w których zawartość metalu jest zbyt niska do dalszego jego recyklingu.

FOT. 4 Przykład separacji odpadów metalurgicznych – cząstki o wysokiej zawartości metalu (kolor czarny) są oddzielane od pozostałych (kolor niebieski)

Ogromny potencjał
Proces wzbogacania minerałów lub separacji materiałów przy recyklingu, ma ogromne znaczenie podczas produkcji większości materiałów. Ogólnie rzecz traktując – poprzez zastosowanie opisanej separacji można znacznie obniżyć pozostałe koszty takiej przeróbki, jak dalsza separacja, mielenie, flotacja, suszenie itp. Podobnie wydajność wielu systemów przeróbki może się znaczenie poprawić przy sprawnej wstępnej separacji. System separacji optycznej i rentgenowskiej firmy Comex można wykorzystać podczas wzbogacania niemal każdego minerału – zawsze gdy niezbędne jest jego oczyszczenie lub odseparowanie frakcji o określonych własnościach. Nowy system separacji umożliwia wzbogacanie minerałów bez użycia wody. Ma to ogromne znaczenie z uwagi na ochronę środowiska naturalnego oraz obniżenie kosztów inwestycyjno-eksploatacyjnych.
Więcej informacji można uzyskać na stronie internetowej firmy Comex: www.comex-group.com.