4.1. Διαχωρισμός στερεών-υγρών 4.1.1. Πύκνωση

1. 4.1. Διαχωρισμός στερεών-υγρών 4.1.1. Πύκνωση Πύκνωση ονομάζεται η διεργασία που εκτελείται για να γίνει πυκνός ένας αραιός πολφός. Πετυχαίνεται με την καθίζηση των στερεών τεμαχιδίων του πολφού σε κώνους ή κυλινδρικές δεξαμενές. Τα τεμαχίδια συγκεντρώνονται στον πυθμένα και απορρέουν ή απευθείας (στους κώνους) ή με τη βοήθεια περιστρεφόμενων πτερυγίων που προωθούν τον πυκνό πολφό προς την έξοδο της απορροής. Ο πυκνωτής χρησιμοποιείται : Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, ο υγρός φορέας της λάσπης είναι το νερό, χημικό διάλυμα ή οργανικός διαλύτης. 4.1.2. Διήθηση Η διήθηση (φιλτράρισμα) αποτελεί διεργασία με την οποία πετυχαίνεται η αφυδάτωση (μέχρι ένα όριο) πυκνών πολφών. Η πυκνότητα του πολφού από την απορροή του πυκνωτή κυμαίνεται από 45-60% σε στερεά, ανάλογα με το ειδικό βάρος, το μέγεθος και την υδροφιλία των τεμαχιδίων και τη συμπιεστικότητα του πολφού. Ο πολφός αυτός σπάνια διατίθεται με τα παραπάνω όρια πυκνότητας αλλά αφού υποστεί και περαιτέρω αφυδάτωση η οποία πετυχαίνεται με τη διήθηση. Η διήθηση γίνεται στους διηθητήρες (φίλτρα) και αποτελεί συνήθως το τελικό στάδιο επεξεργασίας συμπυκνωμάτων επίπλευσης ή άλλων μεθόδων με λεπτομερή προϊόντα. 4.1.3. Αφυδάτωση Η αφυδάτωση θα μπορούσε να αποτελέσει το γενικό όρο για την απομάκρυνση του νερού από στερεά υλικά αλλά χρησιμοποιείται μόνο για τα χονδρομερή τεμάχια. Αντίθετα, η πύκνωση και η διήθηση, αν και είναι διεργασίες αφυδάτωσης, αναφέρονται γενικά στην απομάκρυνση του νερού (διαχωρισμός στερεών – υγρών) από λεπτομερή τεμαχίδια. Η αφυδάτωση σχετικά χονδρομερών τεμαχίων πετυχαίνεται με κοσκίνηση, μικροδόνηση, καταβύθιση ή φυγοκέντριση.

2. Η αφυδάτωση σε κόσκινο εκτελείται σε όλες τις υγρές κοσκινίσεις. Το τελικό πέρασμα περιέχει τη μεγάλη ποσότητα του νερού. Η αφυδάτωση του περάσματος πετυχαίνεται, αν είναι χονδρομερές, με καθίζηση σε κοινό κοχλιοφόρο υδροταξινομητή. Η αφυδάτωση επίσης πετυχαίνεται σε ειδικά οριζόντια κόσκινα μικρής παλινδρόμησης (συντονισμού ή ηλεκτρομαγνητικά) και σε επιφάνειες με σχισμές. 4.1.4. Μορφοποίηση Κατά την εφαρμογή μιας μεθόδου εμπλουτισμού υπάρχουν περιπτώσεις όπου το παραγόμενο συμπύκνωμα, ιδιαίτερα όταν είναι λεπτομερές, δεν είναι απευθείας εμπορεύσιμο ή διατίθεται με δυσχέρεια αν δεν λάβει μια μορφή κατάλληλη για την παραπέρα μεταλλουργική κατεργασία ή βιομηχανική χρήση. Η μορφοποίηση συνιστάται να γίνεται στο εργοστάσιο εμπλουτισμού ώστε το προϊόν να αποτελεί τελικό και απ’ ευθείας εμπορεύσιμο συμπύκνωμα. Η μορφοποίηση ή συσσωμάτωση των λεπτομερών συμπυκνωμάτων γίνεται με σφαιροποίηση, συμπίεση ή σε ορισμένες περιπτώσεις με επίτηξη (πυρο-συσσωμάτωση) σε ειδικές καμίνους. Η πρώτη διεργασία πετυχαίνεται στις σφαιροποιητικές μηχανές και η δεύτερη στα πιεστήρια (πρέσσες). Η σφαιροποιητική μηχανή αποτελείται από ένα κεκλιμένο περιστρεφόμενο δίσκο ή από έναν περιστρεφόμενο κύλινδρο. Στις μηχανές αυτές το λεπτομερές συμπύκνωμα τροφοδοτείται με ταυτόχρονο καταιονισμό νερού και σε ανάμειξη με μια συνδετική ύλη. Η περιστροφή και η κύλιση του υλικού στην επιφάνεια του δίσκου (ή του κυλίνδρου) σχηματίζει μικρά σφαιρίδια τα οποία συνεχώς αυξάνουν σε μέγεθος με την επιφλοιώδη προσκόλληση των τεμαχιδίων γύρω από τον αρχικά σχηματισθέντα πυρήνα μέχρις ότου εξέλθουν από το μηχάνημα. Τα παραγόμενα «συσφαιρώματα ή σφαιρίδια (pellets)» ονομάζονται «νωπά». Για να καταστούν συνεκτικότερα και ανθεκτικότερα στη μεταφορά και στις υπόλοιπες κατεργασίες υποβάλλονται σε πύρωση σε ειδικές καμίνους. Τα πιεστήρια αποτελούνται από 2 ισχυρούς κυλίνδρους με μικρά κοιλώματα (μήτρες) διαφόρων σχημάτων και μεγεθών με γεωμετρική κατανομή στην επιφάνειά τους οι οποίοι τοποθετούνται σχεδόν σε επαφή ο ένας απέναντι στον άλλον και περιστρέφονται με αντίθετη φορά. Κατά την περιστροφή, στη γραμμή επαφής τα κοιλώματα βρίσκονται ακριβώς απέναντι και σχηματίζουν την πλήρη μορφή της μήτρας.

3. Το λεπτομερές συμπύκνωμα διοχετεύεται μέσα από κοχλιοφόρο κατακόρυφο τροφοδότη στη γραμμή επαφής των κυλίνδρων, εμπλέκεται στα κοιλώματα, συμπιέζεται κατά την περιστροφή και εξέρχεται από το κάτω μέρος μορφοποιημένο με το αντίστοιχο σχήμα της μήτρας (μπρικέττα). Στις συμπληρωματικές διεργασίες περιλαμβάνονται και η ξήρανση ενός συμπυκνώματος, η αυτόματη άλεση και ζύγιση προϊόντων καθώς και η λεπτομερής άλεση (με ή χωρίς ξήρανση) άλλων, ανάλογα με τις προδιαγραφές ή δυνατότητες της εμπορίας. Επειδή κάθε συμπληρωματική διεργασία απαιτεί, ανάλογα με την περίπτωση, σημαντικές επενδύσεις, αποφεύγεται η εφαρμογή της. Υπάρχουν όμως περιπτώσεις όπου η διάθεση του προϊόντος είναι αδύνατη χωρίς τη μορφοποίηση του λεπτομερούς συμπυκνώματος.